감각과 운동

오른손을 움직이는 신경섬유 대부분은 왼쪽 뇌에서 출발해 숨뇌에서 반대쪽으로 건너갑니다.

감각은 다섯 개보다 많습니다

우리는 보통 감각을 다섯 가지로 꼽습니다. 미각, 후각, 촉각, 시각, 청각입니다. 하지만 해부학자들은 이보다 더 많이 셉니다. 일반 감각(general senses)에는 온도와 통증, 몸의 각 부분이 어디 있는지 아는 고유 감각(proprioception), 그 부분들이 어떻게 움직이는지 아는 운동 감각(kinesthesia), 그리고 여러 장기에서 오는 내장 감각(visceral senses)이 들어갑니다. 감각 수용기를 정리할 때는 어떤 종류의 자극을 신경 신호로 바꾸느냐에 따라 나누면 도움이 됩니다. 화학 수용기(chemoreceptor)는 화학 물질에 반응하며 맛과 냄새를 맡습니다. 기계 수용기(mechanoreceptor)는 압력, 진동, 늘어남 같은 물리적 변화에 반응하며, 소리를 듣는 청각과 몸의 평형 감각에도 쓰입니다. 온도 수용기(thermoreceptor)는 열이나 차가움에, 통각 수용기(nociceptor)는 조직이 손상된 신호에 반응해 아픔을 일으키며, 눈의 망막에 있는 광수용기(photoreceptor)는 빛에 반응합니다.

맛은 과학이 이 목록을 계속 새로 고쳐 나간다는 것을 보여 주는 좋은 예입니다. 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛 네 가지는 오래전부터 알려져 있었고, 「맛있는 맛」이라는 뜻의 일본어 우마미(umami, 흔히 감칠맛으로 옮깁니다)는 1980년대 중반에 이르러서야 다섯 번째 기본 맛으로 인정되었습니다.

피부에서 겉질까지

오른손에 무언가 닿았을 때 그 신호를 따라가 봅시다. 먼저 피부의 기계 수용기에서 막전위가 바뀌고, 그러면 감각 뉴런이 발화합니다. 신호는 뒤뿌리를 거쳐 척수로 들어간 다음 뇌를 향해 위로 올라갑니다. 정교한 촉각의 경로는 숨뇌에서 몸의 가운데 선을 건너편으로 건너가므로, 신호는 결국 왼쪽 뇌에 도착합니다. 그다음 시상에서는 메시지가 세 번째 뉴런으로 넘겨지고, 이 뉴런이 신호를 두정엽 중심뒤이랑(postcentral gyrus)의 일차 몸감각 겉질(primary somatosensory cortex)로 실어 나릅니다. 이 겉질 띠에는 몸 표면 전체의 지도가 들어 있어서 피부의 각 부분이 저마다 겉질의 정해진 자리 한 곳에 대응합니다. 시각과 청각은 저마다 자기만의 길을 따라 시상을 거쳐 각각 후두엽과 측두엽으로 갑니다. 후각만은 예외여서 시상을 거치지 않고 건너뜁니다.

마음먹기에서 근육까지

이번에는 컵 하나를 집어 든다고 해 봅시다. 이 움직임을 미리 계획하는 데는 전두엽의 운동앞 영역(premotor area)과 대뇌 깊숙한 곳에 있는 바닥핵이 함께 관여합니다. 움직이라는 실제 명령은 중심고랑 바로 앞, 중심앞이랑(precentral gyrus)의 일차 운동 겉질(primary motor cortex)에서 나옵니다. 앞에서 본 감각 띠처럼 이 겉질에도 몸 전체의 지도가 들어 있습니다. 이 겉질에 있는 큰 뉴런들이 자신의 축삭을 피라미드로(겉질척수로, corticospinal tract)를 따라 아래로 내려보냅니다. 이 섬유들은 숨뇌에서 피라미드(pyramids)라는 두 줄기 융기를 이루고, 숨뇌의 맨 아래쪽 끝에 있는 피라미드 교차(pyramidal decussation)에서 대부분 반대쪽으로 건너갑니다. 그런 다음 이 섬유들은 척수 앞뿔(anterior horn)에 있는 운동 뉴런과 시냅스를 이루고, 이 운동 뉴런들이 골격근을 수축시킵니다. 예를 들어 엄지발가락을 움직이는 운동 뉴런은 척수 가운데 엉치 부분에 자리 잡고 있습니다.

감각 신경로와 운동 신경로가 둘 다 반대쪽으로 건너가기 때문에, 뇌의 각 반쪽은 주로 몸의 반대쪽 절반과 짝을 이루어 일합니다. NINDS가 드는 예처럼, 오른쪽 반구에 뇌졸중이 생기면 왼쪽 팔과 다리가 마비될 수 있습니다. 또 움직임은 그것이 일어나는 동안에도 계속 점검됩니다. 소뇌는 운동 겉질이 요청한 움직임과, 근육과 관절이 실제로 보내오는 보고를 서로 비교한 뒤, 어긋난 만큼 바로잡는 신호를 내려보냅니다. 어두운 데서 컵으로 손을 뻗었는데도 손잡이를 제대로 찾아 잡는다면, 그 이유 가운데 하나가 소뇌입니다.

이 내용은 몸의 구조와 작동을 배우기 위한 교육 자료입니다. 의학적 조언이 아니며 진단이나 치료에 쓰지 않습니다.