피질: 감각과 정서 경험의 조절

2023.01.04 - [실행( 기술과학)] - 뇌가소성을 깨워라

뇌가소성을 깨워라

피질, 특히 전전두피질은 우리를 독특한 인간으로 만듭니다. 어떤 면에서 우리를 독특하게 만드는지를 직접 알아보시기를 바랍니다. 

피질은 시선, 접촉, 신체 언어, 관계 패턴, 상징적 서술을 통해 서로 간의 내면 상태를 통해 검토, 조절함으로써 우리들을 다른 사람과 연결해 준다. 피질 내의 뇌 구조와 기능은 의식적인 선택, 행동, 복잡한 정서, 의미 있는 사회적 상호작용에 기여한다. 피질 구조과 기능에 관한 논의는 이러한 관련 과정들이 감각 경험의 과정으로부터 어떻게 발휘될 수 있는지에 대해 알 수 있는 필수적 요건이다.

 

정보 처리 경로

대뇌는 피질(혹은 신피질)로 덮여 있는 2개의 대뇌 반구가 만들어 낸, 종열에 의해 앞뒤로 나뉜다. 피질은 각 5개의 엽으로 구성되어 있는데, 후두엽, 두정엽, 측두엽, 섬엽, 전두엽이 그것이다. 섬엽은 전두엽, 두정엽, 측두엽 사이에 숨어 있으며, 중뇌구조는 우측과 좌측 반구의 중앙부에 위치해 있다. 하부에 비해 상부의 피질 기능은 앞에서 뒤까지와 그리고 위에서부터 아래까지로 조직되어 있다. 이들 영역 내에서 신경 경로는 구조적으로 회선(convolutions)으로 형성된 여러 층으로 조직되어 있으며, 피질 자체에 나타난 특유의 주름진 외양을 하고 있다. 피질은 뇌의 피질 하부 구조인 좀 오래된 것을 둘러싸고 있으며, 뇌간은 불수의적 혹은 자율신경계 기능에 반응하고, 변연영역은 자율신경계, 정서, 기억, 동기와 행동 기능에 반응한다.

  미상핵, 시상, 편도체, 해마를 포함하고 있는 변 구조는, 백질 섬유의 투사에 의해 피질과 연결된다.

 피질의 신경 구조는 회색과 백색질에 의해 특성화된다. 회색질은 정보를 처리하는 무수초의 신경 신체로 구성되어 있으며, 수초화된 신경축이 희게 보이는 동안 정보를 처리하며 신경 간 정보 이동 역할을 한다. 발달적 성숙 분열은 뉴런이 수초화됨으로써 발생하고, 신경 구조 간 정보 전송으로 효율성과 동시성을 증가시킨다. 회색질의 증가된 밀도는 신경 간 더 많은 경로 형성을 통해 더 수월한 정보 처리를 가능케 한다.

  백질 신경 경로는 피질과 하부 피질 구조를 이어주는 투사 경로라고 부르는 상향식과 하향식의 뇌 중심축을 따라 결합을 형성한다. 신체 각 부분으로부터의 감각수용기는 뇌간과 시상을 통해 내장 정보를 제공하는 피질의 특수한 영역으로 투사한다. 앞, 뒤 축을 따라 연합섬유는 좌우 피질 반구의 같은 면에 있는 영역과 경합한다.

상 하 수직형의 처리 과정은 감각이나 정서과정을 조절하는 복합적인 인지과정과 연합한다는 것이 일반적 처리과정의 원리이다. 전후나 혹은 전방 후방의 과정은 인지적 통합, 감각과 정서 과정의 조절과 연합한다. 연합 경로는 지각된 것이 기능적으로 결정과 행동으로 통합될 수 있도록 감각과 운동 피질의 연결을 허락한다. 이들 경로는 엽의 특수한 기능에 기여하고, 교차적인 반구 통합을 지원한다. 일차 투사경로는 하위 뇌 구조나 신체에서부터 감각이나 피질의 후방 부분까지의 감각이나 구심 경로는 따라 감각 정보를 전송한다. 피질의 후방 영역은 감각 정보를 먼저 처리한다. 즉 후두엽의 시각 정보, 측두엽의 청각 정보, 두정엽에서 신체정보로부터의 각각 정보 등이다. 연합영역을 통해 처리된(상향식)정보는 움직임과 행동을 계획하는(하향식) 전두엽으로 보낸다. 투사 경로 또한 운동이나 원심 경로를 따라 피질의 전두나 피질 운동영역으로부터 하위 뇌 중심에 이르기까지 운동 메시지를 보낸다.

  대부분의 피질 영역은 이차 연합영역으로부터 감각 정보를 받는 3단계 혹은 삼차 연합영역을 포함한다. 이들 삼차와 두 번째 연합 경로는 좀 더 복잡하고 추상적인 자극을 이용하며, 이들은 일차 감각 입력에 의한 영향을 덜 받는다. 복합 연합은 고등 차원의 사고와 컴퓨터 사용 기술에 기여한다.

 반구 간 간극을 교차하는 교련이라고 부르는, 유수 신경 다발은 뇌의 각 면에 따라 상호반응적인 구조를 연결한다. 뇌량은 이들 양측성 경로 중에서 가장 크다. 시각과 촉감각 체계의 양측성 통합, 혹은 반구의 양측성 연결과 감각, 정서적 혹은 인지적 정보 처리에 대한 그들의 명확한 방식은 자기 조절과 자기 감각을 위한 기초로써 복합 기능의 신경계 조절을 위한 수단을 제공한다.

 피질 구조와 그들의 기능은 한 쪽 피질 영역의 기능이 잘 작동하지 못할 경우 다른 쪽이 사라진 기능을 보상할 수 있는 대리 기능을 제공한다. 유전적 기질 내에서의 정상적인 변형과 환경적 경험은 신경 경로의 발달 방식을 더 다양하게 한다. 이러한 정상적인 변형은 생존을 위한 일종의 안전장치를 제공하며, 문제 해결이나 목표 달성을 위한 일정한 신경 경로에 의존하기보다는 몇 개의 신경 경로를 지니는 것이 더 낫다.

  신경 경로는 병렬 과정으로 발화하기 때문에 하나뿐 아니라 더 많은 뇌 과제를 동시에 공식화할 수 있다. 기능 체계는 효율성을 제공하기 위해 서로 공조한다. 기능적으로, 피질은 감각, 운동, 의식적 경험 조직과 관련이 있으며, 추론, 사고, 언어와 같은 집행 형태의 기능은 물론 감각 지각적 정보와 수의적 운동을 처리한다. 뇌간 구조와 발달은 대체로 유전적 결정인자를 반영하는 한편, 피질의 발달은 경험과 학습된 상호작용에 크게 의존한다.