[생물학] 해부학의 장기

생물학에서 해부학은 기초 학문입니다. 해부학에서 사람의 장기는 두뇌, 척추, 심장, 폐, 간, 콩팥, 성기관과 혈액이 있습니다.

 

첫째로 두뇌는 동물의 중추 신경계를 담당하는 중요한 역할을 하는 장기로서 대부분의 동물 머리에 위치하면서 주로 학습을 담당, 생명 활동을 하는 여러 장기의 상태를 수집하며 명령을 내려 작동하게끔 합니다. 천억 개의 뉴런을 가지고 있으며 이런 신경 세포가 뭉쳐 큰 형태를 가지고 있습니다. 순환계의 중심인 심장의 박동과 혈액의 상태에 큰 관여를 하며 생명체가 움직일 수 있도록 명령을 내립니다. 뇌와 연결되어 있는 기관으로서 모든 운동 신경을 말하는 척수는 뇌와 함께 중추신경이라 불립니다. 이들은 뇌와 다른 부분들을 연결하는 신경 세포인 연합 뉴런으로 되어 동물의 행동과 신체를 제어하는 역할을 합니다. 해파리 같은 동물에게서 처음 발생한 뉴런이지만 이것은 뇌와는 전혀 다른 형태이며 진화의 관점으로 보았을 때 편형동물로부터 뇌가 진화되었을 것으로 학자들은 예측합니다. 편형동물이 환형동물로 진화하기까지 신경삭이 점점 머리로 이동해 뇌의 형태를 갖추었고 신경절의 발달로 중추 신경계는 점점 발달하여 지금의 뇌와 같은 상태가 되었습니다. 사회성을 형성하게 해주는 뇌는 고등 절지동물에서 발견되는데 이들은 이전의 동물들에 비해 훨씬 복잡하게 움직이는 능력을 가지고 있습니다. 뇌는 척추동물에게만 있는 것은 아닙니다. 문어 같은 동물들도 뇌가 상당히 발달해 있습니다. 그 밖의 동물들은 척수와의 구분이 쉽지는 않을 정도로 특이한 구조를 가집니다. 인간과 달리 다른 동물들은 뇌의 형태가 전혀 다릅니다. 인간은 주름이 가득한 두뇌와 소뇌가 발달되어 있는 반면 어류와 다른 종류의 동물들은 전뇌와 중뇌가 주를 이룹니다.

 

뇌는 보통 대뇌가 많은 부분을 차지하는데 정신활동을 주관하고 있습니다. 바깥은 회백질, 안쪽은 백질로 이루어져 있습니다. 회백질에는 운동기능을 조절하는 기저핵과 감정을 담당하는 편도체와 해마 등이 함께하는 변연계가 있습니다. 변연계의 해마는 장기기억 형성과 공간지각을 담당, 기억을 새로 만드는 기능을 합니다. 편도체는 감정 중에서도 공포나 짝짓기 등과 연관 있습니다. 회백질의 주된 기관으로는 대뇌피질이 있습니다. 대뇌피질에는 먼저 전방에 위치한 전두엽이 있는데 이것은 주로 계획이나 문제 해결 등에 영향을 주고 전전두엽을 통해 기억과 사고를 지배하는 역할을 합니다. 다음으로는 촉각, 통증 등의 감각을 관여하는 두정엽이 있습니다. 측두엽은 청각을 담당하고 있으며 변연계의 해마와 함께 새로운 기억을 만들어내는 역할을 담당하고 있습니다. 후두엽은 시각을 담당하고 있습니다. 눈에 문제가 없어도 후두엽에 문제가 생긴다면 앞을 보지 못하게 됩니다. 대뇌를 이루고 있는 구조를 간단하게 알아보았습니다. 대뇌가 있다면 다음은 소뇌입니다. 소뇌는 주로 골격근이 움직이는 것을 조절하는 업무를 주로 합니다. 전두엽이 주로 근육의 이용 계획을 만드는데 이것이 실질적으로 작동할수록 만들어주는 기관이 바로 소뇌입니다. 뿐만 아니라 소뇌는 평형감각에도 큰 관여를 합니다. 

 

뇌의 기능은 감정과 학습, 기억 등이 있습니다. 먼저 감정은 앞서 말했듯이 대뇌변연계가 그 중심인 것으로 보이며 여기서의 피드백이 감정이라는 것을 느끼게 해 준다고 합니다. 학습은 뉴런의 조합으로 지식을 체득하는 메커니즘을 가지고 있는데 동물의 능력 중 가장 중요한 것 중 하나입니다. 크게는 본능적으로 타고난 반응 능력, 어린 시절 환경에서 뇌가 활발히 변하는 것, 성인이 되면 다른 방법으로 지식을 훨씬 섬세하게 다룬다는 점입니다. 기억은 대뇌피질의 경로에 저장이 되는 형태인데 조직화되어 저장이 되는데 보통 정보는 단기 기억으로 조금만 유지됩니다. 이것은 공부할 때처럼 유지를 위한 복습을 통해서 장기기억으로 변하며 잘 잊히지 않게 됩니다. 두 개의 용량은 그 차이가 매우 크며 우리가 기억하는 것이 매우 많음에도 새로 들어온 기억은 금방 잊는 것이 그 증거입니다.

 

뇌 또한 어쩔 수 없지만 질병이 걸리기도 합니다. 대표적으로 우울증과 치매, 뇌졸중 등이 있습니다. 누군가는 우울증을 꾀병이라고도 하지만 과학적으로 신경전달물질이 이상을 보일 때 생기는 정신 질환입니다. 부정적인 감정과 생각이 드는데 이것의 표출은 매우 다양해 단순히 수면과 식욕 등의 저하로 시작해 심하게는 체중변화나 삶을 포기하는 일도 생깁니다. 다행히 이러한 우울증은 치료가 가능한 경우가 대부분이며 정신치료를 하거나 세로토닌이 잘 분비될 수 있도록 도와주는 항우울 작용의 약물을 사용해 치료합니다. 치료가 불가능한 뇌 질병으로는 치매가 있으며 노화와 유전이 보통 그 원인이라고 합니다. 뇌신경이 파괴되는 병으로 정신의학적 증세가 같이 나타나기도 합니다. 

 

오늘은 간단하게 두뇌의 구조와 역할 등을 알아보았습니다. 중추신경계로서 동물의 신체에서 가장 큰 역할을 하는 두뇌는 해부학이 발전하기 전에는 단순히 머리뼈를 채우는 물질 정도로만 알려져 있었지만 다양한 실험과 연구를 통해 우리 몸의 거의 대부분을 지배한다는 것이 밝혀졌습니다. 현재도 뇌에 대한 연구는 계속되고 있지만 뇌의 질병은 여전히 고치기 어려우며 생물학에서 뇌를 연구하는 학자들은 대부분의 과학을 통달해야 할 정도로 힘든 분야입니다. 현재 해부학을 기초로 하는 뇌는 뇌과학이라고 하는 신경과학에서 그 연구가 주로 이뤄지고 있으며 각 학과의 전문가들이 협업하여 팀 연구를 한다고 합니다.