뇌과학의 역사 5 - 뇌의 운동 영역과 감각 영역의 발견

대뇌의 중심고랑 앞뒤에 위치한 운동 영역과 감각 영역(출처-출처자료1)

 

프랑스 France 신경학자 폴 브로카 Paul Perre Broca(1824~1880)를 비롯한 학자들의 연구 결과에 자극받아 뇌의 부위별 기능을 확인하고자 하는 뇌과학자들의 노력은 계속되었다.

독일 Germany 신경과 의사 에두아르트 히치히 Eduard Hitzig(1838~1907)와 독일 해부학자 구스타프 프리치 Gustav Theodor Fritsch(1838~1927)는 개의 뇌를 꺼낸 상태에서 전기가 통하는 얇은 침을 이용해 대뇌 여러 부위를 자극했다.

그중 대뇌의 이마엽(전두엽前頭葉) frontal lobe과 마루엽(두정엽頭頂葉) parietal lobe을 나누는 기본적인 고랑인 중심고랑(중심구) central sulcus 앞부분의 다양한 부위를 자극하자 여러 근육이 무의식적으로 수축한다는 사실을 알았다.

뇌에서 근육의 움직임을 지배하는 부분을 발견한 것이다.

이 부위를 뇌의 운동 영역 motor area이라 한다.

 

뇌과학자들은 운동 영역에 이어 뇌에서 감각을 지배하는 부분을 찾아나섰다.

이것을 찾는 방법은 간단하고도 좀 더 잔인했다.

실험동물 뇌의 특정 부분을 파괴한 다음, 어떤 감각 이상이 나타나는지 그들의 행동을 관찰해 확인하는 방법이었다.

시각, 청각을 담당하는 뇌의 부분은 이런 방식으로 찾을 수 있었다.

하지만 반응이 뚜렷하지 않은 그 외의 일반 감각들은 결국 사람의 뇌를 검사해야 했다.

캐나다 Canada 신경외과 의사 와일더 펜필드 Wilder Penfield(1891~1976)는 환자가 깨어 있는 상태로 뇌 수술을 하면서 뇌의 부분 부분을 가볍게 전기로 자극해 환자가 어느 부위에 감각을 느끼는지 확인했다.

이런 과정을 통해 1951년에 알아낸 뇌의 감각 영역 sensory area은 중심고랑의 바로 뒷부분에 있었다.

 

 

(왼)뇌의 운동 영역과 감각 염역, 그리고 관련된 신체 영역들, (오른)뇌에서 차지하는 면적 비율대로 운동영역과 감각영역을 묘사한 인간의 모습(출처-출처자료1)

 

뇌과학자들은 대뇌의 이마엽과 마루엽을 분리하는 기준인 중심고랑의 앞뒤로 감각 영역과 운동 영역이 맞닿아 있음을 알게 되었다.

그런데 사람의 손이나 얼굴처럼 세밀한 운동과 감각이 필요한 부분은 상대적으로 넓은 감각 영역과 운동 영역을 차지하고 있었다.

그래서 뇌에서 차지하는 면적의 비율대로 인간을 그려보면 위 오른쪽 그림처럼 손과 얼굴, 혀만 커다란 장난스러운 모습이 된다.

뇌과학자들은 이처럼 동물 실험과 뇌 수술 환자, 전쟁이나 사고로 뇌를 다친 사람들에게 나타난 증상 따위를 토대로 뇌의 어느 부위가 어떤 기능을 하는지 차근차근 알아냈다.

 

※출처
1. 김은중, '이토록 재밌는 의학 이야기'(반니, 2022)
2. 구글 관련 자료

 

2026. 3. 21 새샘