제2장 마음과 행동의 생물학적 기초

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제2장 마음과 행동의 생물학적 기초

§1. 마음 : 고대인의 영혼관과 현대 생물학의 기본가정

◦ 옛 사람들은 심신이원론(心身二元論)을 일반적으로 믿음

◦ 19세기에 들어서면서 현대의학과 생물학의 발달에 자극을 받아 의식, 즉 마음의 문제를 영혼의 문제로부터 분리하며 마음을 신체변화의 부수 현상으로 설명하려는 심신일원론(心身一元論)적 전통이 서서히 뿌리를 내리기 시작하였고, 이 전통은 19세기 말 심리학에 이식되어 20세기 초 행동주의(行動主義 : behaviorism)에 의해서 크게 강화되었으며 정신현상을 신경활동으로 환원시켜 설명하려는 생리심리학(physiological psychology)이라는 새로운 학문 영역을 탄생시킴

§2. 마음은 과연 뇌 속에 있는가 : 뇌 손상과 마음의 변화

§3. 신경정보처리의 기본원리 : 뉴런과 시냅스

1. 뉴런(neuron)

◦ 기능 : 정보를 신체의 한 부위에서 다른 부위로 전달하는 것

◦ 구조 : 수상돌기(樹狀突起 : dendrite) → 세포체(soma)와 핵 → 축색돌기(軸索突起 : axon) → 축색종말(軸索終末)과 종말단추(terminal button)

◦ 신경전위

	휴지전위(休止電位 : resting potential)	활동전위(活動電位 : acting potential)
뉴런 내부의 전위	- 70mV 뉴런 내에서 유기음이온(A-)이 발생하는데, 크기 때문에 뉴런의 피막을 통과하지 못함	+ 45mV → - 80mV
뉴런의 외부 / 내부	이오닉 펌프(ionic pump) 기제의 작용 -K+ : Na+ / K+ : Na+ 1 : 10 / 10 : 1	외부의 Na+가 내부로 침투 내부의 K+가 외부로 분출

2. 시냅스와 신경전도물질

◦ 시냅스(synapse) : 한 뉴런이 다른 뉴런의 수상돌기나 세포체와 접하여 신경정보를 전달하는 곳

◦ 신경전도물질(neurotransmitter) : 다른 뉴런에 분비되어 뉴런의 활동전위 발생을 직접적으로 증가시키거나 감소시키는 생화학적 물질 / 예) 아세틸콜린(acetylcholine), 도파민(dopamin), 세로토닌(serotonin) 등

◦ 시냅스 전도(synaptic transmission) : 뉴런들은 신경전도물질을 만들어서 시냅스 매듭(synaptic knob) 속의 시냅스 낭(囊 : vesicle)이라는 주머니에 저장해 두는데, 활동전위가 전도되면 시냅스 낭으로부터 시냅스 틈(synaptic cleft) 속에 신경전도물질이 분비되고, 이는 다른 뉴런의 수용기에 담기게 되어 그 뉴런의 활동에 영향을 줌

§4. 신경계통

신경계		중추신경계 (central nervous system)		뇌
				척수
		말초신경계 (peripheral nervous system)		체신경 (somatic nerves)		①	감각섬유
							운동섬유
						②	뇌신경(cranial nerves) 12개
							척수신경(spinal nerves) 31쌍
				자율신경 (autonomic nerves)		교감신경
						부교감신경

※ ①은 기능에 따라, ②는 기원(起源)하는 부위에 따라

1. 말초신경계

◦ 체신경은 골격에 붙어 있는 수의근과 각종 감각기에 연결되어 있어서 감각과 운동을 주관

◦ 자율신경은 각종 장기와 내분비선에 연결되어 있어서 소화계통과 내분비계통의 기능을 조절하고 혈관의 벽에 붙어 있는 평활근과 심장근의 이완과 수축을 관할

1) 체신경

◦ 대부분의 체신경은 감각섬유와 운동섬유를 함께 포함하지만

◦ 척수신경 내에 있는 섬유들은 척수로 연결되는 부위에서 감각섬유와 운동섬유로 나뉨

① 감각섬유는 척수의 뒷부분(등쪽 부분)으로 들어가면서 배근(背根 : dorsal root)을 이루고

② 운동섬유는 척수의 앞부분(배쪽 부분)으로 나가면서 복근(複根 : ventral root)을 이룸

◦ 아세틸콜린 : 운동섬유의 말단에서 작용하며, 이 작용을 방해하는 물질(예, 큐라레)은 근육과 축색돌기 사이에 신경충격이 시냅스를 통해서 전도되는 것을 막음으로 근육마비 유발

2) 자율신경

◦ 주된 기능은 내적 신체환경을 적절히 유지시키는 것이며, 일반적으로 불수의적․길항적으로 작용

◦ 교감신경

- 에너지의 활성화와 소모, 즉 위기나 스트레스 상황에 대처하는데 주로 관여

- 동공 확장, 눈물선 자극, 침분비 억제, 땀분비 촉진, 심장 박동증가, 기관지 확장, 위와 창자의 소화기능 감소, 아드레날린 분비, 방광의 수축억제

◦ 부교감신경

- 에너지의 비축, 즉 소화작용과 같은 일상적인 생존기능을 유지하는 데 관여

- 동공 축소, 눈물선 억제, 침분비 촉진, 심장 박동감소, 기관지 수축, 위와 창자의 소화기능 증가, 방광의 수축

2. 중추신경계

1) 척수(脊髓 : spinal cord)

◦ 구조

- 직경이 약 2cm이며, 척추뼈들의 가운데를 지나 뇌에서 엉덩이가 있는 곳까지 이어짐

- 나비 모양의 회질(gray matter)이 백질(white matter)에 싸여 있는데, 회질은 대부분 세포체이며 백질은 신경세포들의 수초에 싸여진 축색돌기

◦ 기능

- 신체와 뇌 사이의 정보 교신을 위한 통로 역할

- 척수반사와 관계된 감각뉴런과 운동뉴런의 연결처 제공

◦ 척수반사의 과정 : 구심성(감각)뉴런 → 배근 → 복근 → 원심성(운동)뉴런

2) 뇌(腦 : brain)

◦ 외형적 구분 (척수부터 대뇌까지)

① 대뇌(大腦 : cerebrum)

② 소뇌(小腦 : cerebellum)

③ 뇌간(腦幹 : brain stem)

- 여러 뇌 조직들을 받치고 있는 외기둥

- 중뇌와 후뇌(소뇌를 제외한)를 지칭

- 몸의 왼쪽 부위를 맡고 있는 신경섬유는 오른쪽으로, 오른쪽 부위를 맡고 있는 신경섬유는 왼쪽으로 교차되는 곳

※ 망상체(網狀體 : reticular formation)

- 뇌간에 걸쳐 퍼져 있는 매우 복잡한 신경세포들의 연결망

- 여러 감각계통으로부터 입력을 받아 전뇌 부분으로 보냄

- 수면과 각성에 매우 중요한 역할

④ 척수(脊髓 : spinal cord)

◦ 발생학적․해부학적 구분

전뇌 (前腦 : forebrain)

간뇌 (間腦 : diencephalon)

골윗샘(송과선)■

시상(視床 : thalamus)

시상하부(視床下部 : hypothalamus)

골밑샘(뇌하수체)■

종뇌 (終腦 : telencephalon) <대뇌>

대뇌피질 (大腦皮質 : cerebral cortex)

전두엽(前頭葉 : frontal lobe)

운동피질 Broca(왼쪽)

두정엽(頭頂葉 : parietal lobe)

체성감각피질

후두엽(後頭葉 : occipital lobe)

일차시각피질

측두엽(側頭葉 : temporal lobe)

일차청각피질 Wernicke(왼쪽)

기저신경절(basal ganglia)

변연계 (邊緣系 : limbic system)

해마(海馬 : hippocampus)

편도체(扁挑體 : amygdala)

중격(septum)

뇌량(腦梁 : corpus callosum)■

중뇌(中腦 : midbrain)

후뇌 (後腦 : hindbrain)

연수(延髓 : medulla) <숨골>

뇌교(腦橋 : pons) <교뇌>

소뇌(小腦 : cerebellum)

■ 표시는 포함되지 않을 수도 있음

(1) 후뇌(後腦 : hindbrain)

◦ 연수(延髓 : medulla)

- 뇌간의 아래쪽 기둥 부분

- 호흡, 심장박동, 소화 등 생명유지에 필요한 비수의적 기능 통제

◦ 뇌교(腦橋 : pons)

- 연수 위쪽에 위치

- ‘뇌의 다리’란 뜻으로 신경이 뇌의 한 부분에서 다른 부위로 통과하는 중간 정거장

◦ 소뇌(小腦 : cerebellum)

- 뇌교의 뒤쪽에 위치

- 신체의 평형과 근육의 긴장도, 섬세한 감각과 운동의 협응기능

- 이상이 있으면 운동동작에 이상 협응증세가 나타남 / 예) 노인들의 수전증

(2) 중뇌(中腦 : midbrain)

◦ 연수 위쪽으로 이어지는 뇌간 부위로, 포유류에서는 크기나 기능의 중요성 모두가 줄어듦

◦ 눈 운동을 통제

(3) 전뇌(前腦 : forebrain)

◦ 간뇌(間腦 : diencephalon)

① 시상(視床 : thalamus)

② 시상하부(視床下部 : hypothalamus)

◦ 종뇌(終腦 : telencephalon) 혹은 대뇌(大腦 : cerebrum)

① 대뇌피질(大腦皮質 : cerebral cortex) : 2mm 두께의 세포층으로 뇌량에서 끝남

② 기저신경절(basal ganglia)

③ 변연계(邊緣系 : limbic system)

§5. 간뇌(間腦 : diencephalon) : 시상과 시상하부

◦ 시상

- 감각기관(시신경섬유, 청각섬유, 체성감각섬유)으로부터 감각 정보를 수집․통합하고 대뇌로 전달하는 중간 정거장과 같은 역할

- 망상체에서 올라오는 구심성 신경섬유와 대뇌피질에서 내려가는 원심성 피드백섬유로부터 입력받음

◦ 시상하부

- 시상의 바로 밑에 위치하고 있는 간뇌의 일부

- 신체의 여러 계통에 균형을 유지하는 역할로, 손상되면 체온조절의 실패로 생명에 위협

- 동기화 된 행동과 정서반응을 조절하는 기능, 즉 도망하는 것, 싸움하는 것, 먹는 것, 교미하는 것의 네 가지 행동을 주관

- 골밑샘을 통하여 내분비선의 작용을 통제

◦ 골밑샘(뇌하수체)

- 전위부(전엽)와 후위부(후엽)로 나뉨

- 전위부에서는 시상하부의 통제를 받아 다른 호르몬의 분비를 통제하는 자극성 호르몬(tropic hormon)분비

- 시상하부와 골밑샘은 자율신경계와 같이 작용하여 스트레스에 대한 대처 반응을 주관

§6. 대뇌의 변연계(邊緣系 : limbic system)

◦ 기능적인 구분으로 해마(海馬 : hippocampus), 편도체(扁挑體 : amygdala), 중격(septum) 포함

◦ 역할

- 정서 조절의 중추

- 쾌락중추 : 시상하부와 변연계가 서로 밀접한 관계, 엄격하게는 시상하부는 변연계의 일부

- 해마와 측두엽을 제거했던 환자는 단기기억을 장기기억으로 전환시키지 못함

§7. 대뇌의 신피질(新皮質 : neocortex)

◦ 영역 또는 엽(葉 : lobe) 구분

- 전두엽(前頭葉 : frontal lobe)

- 두정엽(頭頂葉 : parietal lobe)

- 후두엽(後頭葉 : occipital lobe)

- 측두엽(側頭葉 : temporal lobe)

◦ 기준

- 중심구(中心溝 : central sulcus) : 구(溝)는 대뇌피질 표면의 굴곡 가운데 얕게 패인 골

- 측열(側裂 : lateral fissure) : 열(裂)은 깊게 패인 골

1. 체성감각령과 운동령

◦ 위치

- 뇌의 정수리에서 중심구를 따라 뇌의 측면으로 이어지는 한 쌍의 마주보고 있는 띠 모양

- 앞쪽이 운동피질 영역 혹은 운동령(motor area)

- 뒤쪽의 띠가 체성감각피질 영역 혹은 체성감각령(somatosensory area)

◦ 운동피질 영역 혹은 운동령

- 특정한 부분을 자극하면 반대편에 있는 신체의 특정 부위가 움직임

- 운동 호먼큘러스(motor homunculus) : 특성 신체부위에 관계되는 운동뉴런의 수가 어느 정도인가를 알 수 있게 해주고, 그 신체 부위가 얼마나 정확하게 통제되는지를 보여주는 그림

◦ 체성감각피질 영역 혹은 체성감각령

- 특정한 부분을 자극했을 때, 신체의 특정 부위가 감각이 있는 것처럼 느낌

- 체성감각 호먼큘러스(somatosensory homunculus) : 운동 호먼큘러스와 유사하게 생김, 이는 운동피질에서 넓은 영역을 차지하는 부위들이 체성감각에서도 넓은 영역을 차지하기 때문

- 이들 정보들은 대뇌피질에 당도하기 전에 시상에서 집결

2. 청각피질

◦ 측열 바로 아래쪽인 측두엽에 위치

◦ 좌우 대뇌반구는 양쪽 귀로부터 정보를 받지만, 반대편의 귀로부터 더 많은 정보를 받음

◦ 청각피질의 뉴런들은 특정 주파수 또는 음조의 소리에 조율(調律 : tuned)되어 있음

3. 시각피질

◦ 후두엽에 위치

◦ 뇌로 들어오는 시각 정보는 한 쌍의 시신경에 의하여 전달되며, 시상의 측면슬상핵(Lateral Geniculate Nucleus : LGN)을 거쳐감

◦ 응시점을 중심으로 각 눈의 오른쪽 망막(왼쪽 시야 담당)에서 들어오는 정보는 뇌의 오른쪽 뇌에, 왼쪽 망막(오른쪽 시야 담당)에서 들어오는 정보는 왼쪽 뇌에 전달

4. 연합령

◦ 신피질에서 운동과 감각영역을 뺀 대부분의 영역을 연합령(association area)이라고 함

◦ 지식을 저장, 사고와 판단을 수행, 지적 능력 발휘

◦ 감각기관으로부터 직접적인 입력이나, 운동반응을 일으키는 직접적인 출력은 없으며, 다른 피질 뉴런들과 정보를 나눔

5. 언어영역

◦ Broca의 영역

- 연합령의 일부로, 입과 턱의 움직임을 통제하는 왼쪽 반구의 운동영역 부근에 위치

- Broca 실어증(失語症 : aphasia) : 언어를 이해할 수는 있으나 구사하는데 어려움

◦ Wernicke의 영역

- 청각피질이 있는 왼쪽 대뇌 측열의 아래쪽 측두엽에 위치

- Wernicke 실어증 : 유창하게 말을 하지만, 내용이 괴상하거나 아무 뜻이 없을 때가 많음

◦ Broca나 Wernicke 실어증을 일으키는 뇌의 손상은 대부분 왼쪽 대뇌반구에 국한

6. 좌반구와 우반구의 기능 분화

◦ 좌반구 : 신체의 오른쪽 부분과 언어 사용능력 관장

◦ 우반구 : 신체의 왼쪽 부분과 공간이해 관장

§8. 신경계통의 진화와 발달

1. 신경계통의 진화

◦ 진화를 통해 변화를 겪은 것은 뉴런 자체가 아니라, 뉴런의 조직과 배열

◦ 해파리 같은 원시동물은 감각뉴런과 운동뉴런의 두 단계 체계이나, 그 이상의 동물들은 감각뉴런과 운동뉴런 사이에 중간뉴런(interneuron)이 존재

◦ 회충 같은 무척추동물에 있는 중간뉴런들은 여러 개가 뭉쳐서 신경절(ganglia)이라는 매듭을 형성, 척추동물은 신경절이 완전한 형태의 뇌로 바뀜

2. 뇌의 발달

◦ 뇌 속의 뉴런들은 출생 때 이미 모두 갖춰져 있고, 출생 후에는 새로운 뉴런이 형성되는 것이 아니라, 세포의 크기가 증가하고 세포들의 축색돌기 주위에 수초(myelin sheath)라는 지방(脂肪)세포가 자라나기 때문

◦ 지주세포

- 아동기 동안 뇌의 크기가 증가하는데 크게 기여하는 것은 지주세포(glial cell)의 증식 때문인데, 지주세포는 뉴런과 달리 분열을 계속하여 성인기에 이르면 뉴런보다 약 10배나 많게 됨

- 죽은 뉴런의 자리를 메우고, 뉴런의 연결망을 결정하며 신경계통의 신진대사를 맡음

§9. 유전과 환경

◦ 유전인자

- 뇌를 비롯한 신체조직의 구성을 결정하는 일종의 설계도

- DNA(deoxyribonucleic acid)라는 분자로 구성되어 있으며, 모든 세포의 핵 속에 포함

◦ 염색체

- 유전인자들이 일정한 배열에 따라 조합을 이룬 것으로 사람은 46개

- 염색체는 현미경으로 관찰할 수 있을 정도로 크나, 유전인자는 매우 작음

◦ 유전과 인간의 마음

- 뇌가 유전인자에 의해 형성되며, 마음의 작용이 뇌에 의해 주관된다는 두 명제를 연결하면 유전에 의해 인간의 마음이 지배될 수 있다는 결론에 이를 수 있음

- 지금까지의 연구를 종합해 보면 유전인자가 정신병이나 그 밖의 심리적 특질들을 직접적으로 전이시키지 않는다는 것이 거의 확실

- 따라서 어떤 심리적 특질이 유전된 것으로 보일 때, 그 특질이 유전에 의해서 결정된 해부학적․생리적인 신경계통이나 내분비 계통의 화학적 변화와 같은 신체적 특징에서부터 비롯되었다고 해석

§10. 생리학적 및 생물학적 심리이해의 현황과 전망

[이주선]

고맙습니다 잘 보았습니다

[뚱이엔절]

페이지 오류로 자료를 볼수가없어요 어떡해해야지 볼수있나요 ㅎ

[성성]

잘 보고 있습니다. 표로 정리되어 있어서 더욱 더 보기가 좋습니다^^

[똑딱똑딱]

감사합니다.