사람 뇌의 구조와 기능

사람 뇌의 구조와 기능


2014년 갑오년에 그간 숙고하였던 「사람 뇌의 구조와 기능」 교재를 발간할 수 있게 되어 매우 다행으로 생각합니다.
근래 뇌인지과학 및 융합연구에 대한 관심이 많아지고 있습니다. 이런 관심이 대두된 이유는 사람이 외부의 정보를 받아들여 해
석하고 이에 대하여 반응하는 것을 모두 통합하여 생각하는 것이 사람과 외부의 정보를 각각 나누어 생각하는 것보다 더 중요하
다는 사실에 모두가 공감하기 때문이라고 여겨집니다. 또한 이는 우리가 각각의 구성 요소들, 즉, 사람 및 외부에 대하여 이제
어느 정도 이상의 정보를 가지고 있어 이들을 같이 묶어서 볼 수 있는 통합적인 역량을 가질 수 있게 되었기 때문이기도 합니다.
그러나 이제 사람과 세계를 통합적으로 이해하기 위해서는 결국 뇌로 대표되는 신경계에 대한 이해가 없이는 어렵습니다. 또, 이
러한 이해를 위해서는 뇌의 구조, 특히 사람 뇌의 구조에 대한 기초 지식이 매우 중요합니다. 하지만 의과대학을 제외하고는 이
에 대하여 체계적으로 공부를 할 수 있는 기회가 제한되어 있었습니다.
그리고 영상기술의 발달로 이제는 사람의 뇌를 살아있는 상태로 들여다볼 수 있는 시대가 도래하였습니다. 이에 발맞추어 사람
뇌의 구조에 대한 지식이 더욱 보편화되어야 하며, 특히 사람 뇌를 주로 다루는 학문을 하고 있는 저와 같은 사람이 이에 대하
여 적극적인 기여를 해야 한다는 필요성 또한 느끼고 있었습니다.
다행히 우리 나라에서도 이에 대하여 지제근 교수님이 2005년부터 대한의학회를 통하여 신경해부학 강좌를 개설하여 신경해부학
지식에 쉽게 접근할 수 있는 길을 열어 주셨습니다.
이 강좌에 참여하면서, 이런 교육활동이 대학 내에서 자라나는 학문 후속세대를 대상으로 지속적으로 이루어진다면, 이는 뇌에
대한 이해를 증진시키는 데 가장 효과적인 방법이 될 수 있을 것이라는 생각을 하게 되었습니다. 이런 이유로 서울대학교에 핵심
교양과목으로 ‘사람 뇌의 구조와 기능’이라는 강좌를 2011년 개설하게 되었습니다.
사람 뇌로 대표되는 신경계의 구조에 대한 학문을 일컬어 전통적으로 ‘신경해부학’이라고 합니다. 의과대학에서도 가장 공부하
기 어렵다고 소문이 난 과목입니다. 이 과목을 의과대학 학생들이 아닌 일반 대학 신입생을 대상으로 교육하기 위하여, 과목명
은 ‘신경해부학’이라는 어려운 말 대신에 ‘사람 뇌의 구조’라는 쉽게 이해할 수 있는 말로 바꾸었고, 수업의 난이도 또한 낮
추어 아주 세부적인 항목보다는 전체를 조망할 수 있도록 구성하였습니다. 전체 강의 내용은 사람 뇌의 구조 및 각 영역별 뇌기
능의 이해를 통하여 사람 뇌에 대한 기본적이고 포
괄적인 지식 습득의 기회를 제공하는 것에 중점을 두었고, 또한 뇌 구조 및 기능의 영상화 기법을 소개하고 다양한 학문분야에서
의 뇌 연구 결과들을 종합하여 제시함으로써 해부학, 심리학, 뇌과학, 인지과학, 의공학 등 다양한 학제 간 융·복합 학문의 관
점에서 사람 뇌에 대한 이해가 가능하도록 구성하였습니다.
즉 대학 신입생들에게 향후 사람 뇌를 공부할 때 흔히 경험하는 진입 장벽을 없애는 것이 ‘사람 뇌의 구조와 기능’ 강좌가 지
향하는 목표입니다. 그러나 한 가지 난점이 있었습니다. 이러한 목적에 부합하는 교재를 찾기 어려웠다는 것입니다.
‘사람 뇌의 구조와 기능’ 강의에 참여하여 주신 여러 교수님들의 도움으로, 3년 이상 누적된 강의 경험을 바탕으로 집필된 강
의록을 통해 저희는 강좌에 적합한 강의 교재를 만들 수 있게 되었습니다. 지금껏 많은 노력을 들여왔고, 또 앞으로도 그러할 것
으로 생각하고 있습니다. 참여하여 주신 여러 교수님들께 이 자리를 빌어 감사의 말씀을 드립니다. 또한 이 강좌를 도와주었던
여러 조교들에게도 감사합니다. 특히 교재 작업을 주로 맡았던 김찬희, 최우진 조교에게 깊이 감사합니다. 이분들의 노력이 없었
다면 이 교재는 나오지 못했을 것입니다. 그리고 무엇보다도 매 학기 수강신청을 하여 주었던 학생들에게 고맙습니다. 사람 뇌
에 대하여 관심을 가지고 강의를 신청하고, 어려운 수업을 받으면서도 우리 교수진들에게 격려를 보내주었던 학생들의 힘이 가
장 크다고 생각합니다.
이런 여러 사람들의 기여로 이 교재가 발간되었습니다. 향후 이 교재가 ‘사람 뇌의 구조와 기능’에 대한 이해를 높여 관련 학
문분야의 발전에 도움이 되기를 희망합니다.

2014년 2월 9일
저자 정천기

목차
서문 Preface i i i




제1장 사람 뇌의 구조와 진화 1
1.1 신경계의 구성 Composition of nervous system 1
1.2 뇌를 구성하는 신경세포 Neuron 1
1.3 방향을 나타내는 용어 Sections and planes 1
1.4 중추신경계의 구성 Central nervous system 3
1.5 대뇌와 뇌실의 구성 Cerebrum and ventricle 3
1.6 진화 Evolution 5




제2장 사람 뇌의 구조 7
2.1 신경계의 특징 Characteristics of nervous system 7
2.2 신경해부 구조를 이해하기 위한 분절적 접근 Segmental approach 7
2.3 뇌의 단면 해부영상의 중요성 Sectional anatomy of brain 10
2.4 뇌의 중심점 0,0,0을 지나가는 표준 단면에서 나타나는 구조 13
Brain structures on standard sectional image containing a brain center 0,0,0
2.5 중추신경계 구조와 실생활에서 비교되는 것 16
Comparison between nervous system and daily life
2.6 신경해부학 용어의 한글, 한자, 영어표현 17
Terminology of neuroanatomy




제3장 신경계의 조직학 23
3.1 신경계통의 발생 개요 Introduction of neuroembryology 23
3.2 조직학이란? Definition of histology 26
3.3 신경세포와 신경섬유 Neuron and nerve fiber 30
3.4 대뇌와 소뇌의 조직학적 모습 37
Histological approach on cerebrum and cerebellum




제4장 영상으로 보는 뇌 구조 및 기능 41
4.1 뇌의 영상기법 Neuroimaging 41
4.2 피질의 해부학 Cortical anatomy 44
4.3 피질의 기능적 해부학 Functional anatomy 48




제5장 영상으로 보는 뇌의 연결 51
5.1 서론 Introduction 51
5.2 투사섬유 Projection fiber 52
5.3 교련섬유 Commissural fiber 54
5.4 연합섬유 Association fiber 56
5.5 소뇌와 관련된 섬유로 Cerebellum and fiber tracts 61




제6장 동중추 및 감각중추 65
6.1 내림척수로 Descending spinal tracts 66
6.2 대뇌피질의 운동영역과 감각영역 Motor area and sensory area 68
6.3 운동 및 감각중추의 위계와 연결 71
Hierarchy and connection of motor and sensory center




제7장 시각 75
7.1 시각계 Visual system 75
7.2 시신경 Optic nerve 77
7.3 시각교차 Optic chiasm 79
7.4 시각로 Optic tract 80
7.5 가쪽무릎핵 Lateral geniculate body 80
7.6 시각로부챗살 Optic radiation 81
7.7 줄무늬겉질 Striate cortex 81




제8장 청각 83




제9장 미각 및 후각 89
9.1 화학감각 Chemical senses 89
9.2 후각 Olfaction 90
9.3 후각의 기능과 영향인자 Olfactory functions and influence factors 90
9.4 후각신경계의 구조 Structure of olfactory system 92
9.5 후각신경계의 신호전달체계 Olfactory signal transduction 92
9.6 후각신호의 해독 Coding of olfaction 93
9.7 후각신호의 전달 Central olfactory pathways 97
9.8 후각의 이상 Olfactory disorder 97
9.9 미각 Gustation 98
9.10 미각신경계의 구조 Structure of the gustatory system 98
9.11 미각신호전달체계 Gustatory pathway 99
9.12 미각신호의 해독 Coding of taste 99
9.13 결론 Conclusion 101




제10장 균형감각과 어지럼증 103
10.1 어지럼증은 왜 생기나? Etiology 103
10.2 어지럼증에는 어떤 증상들이 있는가? Symptoms 103
10.3 어지럼증 환자의 진찰에서 중요한 점은? 104
Significant factor for diagnosis
10.4 어지럼증의 감별진단 Diagnostic criteria 107
10.5 결론 Conclusion 111




제11장 언어의 뇌 구조 113
11.1 뇌 연구기법 Brain functioning tests 113
11.2 언어/말이 왜 중요한가 Why language/speech so matters 114
11.3 언어 뇌 경로-네트워크 연결성 Pathway-network/connectivity 120
11.4 뇌 자극과 가소성 Brain perturbation and plasticity 123




제12장 수면의 신경과학 125
12.1 각성 유지 중추 Regulation of wakefulness 125
12.2 수면 중추 Regulation of sleep 126
12.3 수면-각성의 조절 기전 128 Regulating pathway of sleep-wakefulness
12.4 결론 Conclusion 128




제13장 정신질환의 이해 129
13.1 뇌와 마음 Brain and mind 129
13.2 뇌영상 및 신경생리학적 검사 130
Neuroimaging and neurophysiological tests
13.3 조현병(정신분열병) Schizophrenia 134
13.4 기분장애 Mood disorder 136
13.5 강박증 Compulsive disorder 137
13.6 사회인지와 정신질환 Social cognition and mental disease 138
13.7 유전과 환경의 상호작용 140
Interaction between genetic and environmental factors
13.8 향후 연구 Future researches 141




제14장 사회신경과학: 사회인지와 정신병리 145
14.1 사회기능과 사회적 행동 Social functioning and social behavior 145
14.2 정신병리와 사회기능 Psychiatric disorders and social functioning 146
14.3 사회적 뇌 Social brain 149
14.4 정신병리와 뇌의 이상 153
Psychiatric disorders and abnormalities in brain
14.5 결론 Conclusion 154




제15장 고위 중추기능의 신경심리학적 평가 157
15.1 주의력 및 정보처리능력 Attention & Information processing 157
15.2 기억 및 학습 능력 Memory & learning 162
15.3 작업기억력 Working memory 167
15.4 실행기능 Executive function 169
15.5 강박장애의 신경심리학적 결함 172
Neuropsychiatric deficits in compulsive disorder




제16장 발달학적 정신장애― 주의력결핍증을 중심으로 179
16.1 발달학적 특성에 따른 특징들 Developmental characteristics 180
16.2 ‘산만함’과 ‘지나치게 산만함’ Distraction and excessive distraction 180
16.3 주의력결핍증에 동반되는 여러 문제들 182
Problems caused by ADHD
16.4 주의력결핍증의 원인 Etiology of ADHD 185
16.5 주의력결핍증의 진단 Diagnosis of ADHD 188
16.6 주의력결핍증의 약물 치료 Pharmacological therapy of ADHD 191




제17장 정서의 이해 195
17.1 정서의 정의 Definition of mood 195
17.2 정서의 기능 Function of mood 196
17.3 정서의 종류 Types of mood 197
17.4 정서의 차원 Dimension of mood 197
17.5 정서의 체험 Experience of mood 197
17.6 정서의 측정 Rating of mood 198




제18장 정서처리와 뇌 199
18.1 정서조절에 중요한 뇌 구조물 199
Brain structures of emotional regulation
18.2 정서의 조절 Emotional regulation 203




제19장 기억과 치매 209
19.1 기억의 정의와 생물학, 인지과학 연구의 시작 209
Definition of memory and beginning of biological and cognitive science
19.2 기억의 분류와 관여하는 뇌 부위 210
Memory-related brain regions
19.3 장기기억의 분류와 관여하는 뇌 부위 213
Long-term memory-related brain regions
19.4 치매와 기억 Dementia and memory 215




찾아보기 219