뇌의 활동, 대사, 혈류 뇌과학과 인식 정리 / 12.----인문학----

뇌의 활동, 대사, 혈류

사람은 안정 때에는 1 분 당 전신에서 약 250 ㎖ 의 산소를 소비한다.  뇌의 산소소비량은 그 무게에 비해 크고 전신의 산소소비량의 약 20 % 를 차지한다.  즉 약 50 ㎖/분 의 산소가 뇌의 신경원과 신경교의 대사에 사용된다.  뇌 중에서도 대뇌피질의 산소소비량은 가장 많아 100 g 조직 당 약 1 ㎖/분 이다.  대뇌피질의 산소필요량이 가장 높은 것은 거의 8 ~ 12 초 동안 뇌로 가는 혈류가 정지되어 산소수송이 중단되면 의식소실이 일어난다고 하는 사실에도 반영되고 있다.

이와같이 산소소비량이 높게 유지되고 있는 것은 피질의 기능과 관계가 있다.  즉 피질의 어느부분의 활동이 증가하면 바로 그 부위의 국소산소소비량은 증대되고 동시에 국소혈류량이 중가하는 기구로 되어 있다.  혈류량의 증가는 <그림 7A> 에 나타난 방법 (D.H. Iogvar와 N.A. Lassen 에 의해 개발되었다.) 에 의해 측정할 수 있다.  우선 방사선 키세논 가스 (¹³³Xe) 를 소량 경정맥으로 주입한다 (이것은 전혀 해가 없다).  측두부에 Geiger counter (실제로 254 개도) 를 설치해서 이것에 의해 뇌의 각부 위에 도달한 키세논 가스를 검출한다.  이와 같은 방사선 강도는 직접 국소혈류량을 산출할 수 있다.

  건강한 피험자에게 이 방법을 써서 측정한 결과를 <그림 7B> 에 요약해서 나타냈다.  뇌파가 전형적 파를 나타내고 있는 안정시의 사람에게는 뇌의 전두부의 혈류량이 다른 부분보다도 현저히 놓다.  반대쪽 (이 경우는 오른쪽) 손의 피부에 통증을 동반하지 않는 자극을 주어도  뇌의 혈류분포의 형태는 거의 변화지 않는다 (그림 7B 의 촉각자극). 즉 통각을 동반하는 자극 (그림 7B 의 통각자극) 에서는 혈류의 분포는 기본적으로 변하지 않지만 뇌의 총 혈류랑(그림 7B 의 각 뇌의 위에 % 로 나타냈다) 은 명백히 증가한다.  반대쪽 손을 자발적으로 열었다 닫았다 하면 (손의 운동) 총 혈류량은 증가한다.  이 경우에는 중심후회의 체성 감각영역과 그 부근의 두정피질의 혈류량이 동시에 증대된다.  이야기를 하거나 독서를 하면 혈류량의 증대부는 I 형의 분포로 되고 특히 독서 때에는 혈류의 중대부가 후두엽의 시각영역에까지 확대된다.  생각을 하거나 수를 세거나 하는 실험에서는 뇌의 총혈류량이 증가하고 중심구의 전 및 후부의 혈류량이 증대하게 된다.

A: 방법

B: 안정 때와 활동 때에 있어서 언어중추 (좌) 측의 뇌혈류 분포, 안정 때의 뇌의 총혈류량을 100 % 로 해서 안정 때보다도 20% 이상 혈류가 증가한 부위 (적색원) 와 감소한 부위 (백색원) 을 나타낸다.

 

이상의 설명에서 밝혀진 것과 같이 감각, 운동, 사고 때 등 어떤 부분의 뇌가 활동한다 해도 뇌의 총혈류량이나 뇌의 국소혈류의 분포 또는 그 양쪽에 변화가 생긴다. 즉 뇌의 어느 부분의 신경활동이 상승하면 그 부분의 신경세포대사가 높아지고 산성대사 산물이 증가하면 뇌의 국소혈관 확장을 일으키고 그 결과 국소혈류량은 증가한다. 그반대 현상 또한 일어날 것이다. 에너지의 지속적인 공급없이는 고도의 신경활동이 요구되어도 신경원은 기능할 수 없다. 이것은 예를 들어 가장 고도로 추상적 또는 정신적 과정에 관련된 신경원일지라도 모든 신경원에 꼭 해당하는 것으로 생각된다. 이와 같은 추론은 의식소실, 혼수에 빠진 환자나 심한 치매 또는 정신분열환자에 대하여 행한 Ingvar 등의 관찰에 의해서도 지지된다. 그들은 환자들의 감각, 운동, 정신기능의 저하와 그 기능에 관여하는 뇌의 국소혈류량이나 뇌의 총혈류량의 저하 사이에 밝혀진 상관관계가 있다는 것을 보여주고 있다.

분명한 결론은 의식적 또는 무의식적인 뇌의 활동의 모든 것은 이들의 활동에 관여하는 신경회로가 작동하려는 상황에서 처음으로 가능하다. 하지만 이 결론은 마음과 신경활동이 서로 어떤 식으로 연결되어 있는가 하는 그 형태에 대하여는 설명할 수 없다. 현재 이와 같은 연결을 발견할 수 있는 결정적인 실험방법은 없다. 그러나 앞에서 설명한 실험에서 밝혀진 것과 같이 피험자의 언어나 행동을 측정한 정신활동에는 그에 상응하는 아주 특이적인 정신활동을 동반하고 그런 신경활동 없이 정신활동은 일어나지 않는다는 것은 명확하다. 예를 들면 임상적으로 죽은 사람이 숨을 되돌릴 때에 신경활동이 결여되어 있었을 시기를 생각해서 그 시기의 인식에 대해 설명할 수 있지만 이와 같은 보고는 전적으로 믿을 수 없다. 그 이유는 장애가 있는 뇌가 그 기능을 소실할 때, 또는 그 상태로부터 각성될 때에 많은 요소가 현재에 기초가 없는 지식 (환각) 을 일으키기 때문이다.

이와 같은 환자들에 의해 '사후의 세계'의 기록설명은 현저히 유사하다. 이와 같은 사실로부터 생각하면 모든 사람의 뇌는 구조가 공통이고 뇌의 에너지공급이 차단된 후 다시 에너지가 공급되어 그 기구가 회복될 때에 같은 모양으로 회복될 것이다. 예를 들면 텔레비전의 전원(에너지)을 켰다껐다 할 때에 어느 텔레비전 (기능) 에서도 같은 모양으로 빛이 커졌다꺼졌다 하는 것과 유사하다. 어떤 종류의 편두통이나 간질 때의 환시의 경우에도 아주 똑같이 일어난다. 안성 편두통 ophthalmc migration 의 환자는 종종 캄캄한 속에서 빛이 지그재그로 달리는 환각을 일으키는 것 (섬광성 암점) 을 알 수 있었다. 신비한 체험, 예를 들면 Bingen 의 성 Hildegard (1098 ~ 1179) 는 이와 같은 선명한 환각을 천국의 도시로 생각했을 것이다.

[출처] 뇌의 활동, 대사, 혈류|작성자 알타니스

<그림 7> 방사성 키세논가스 (Xe) 의 동맥내 투여해 의한 뇌의 국소혈류량의 측정 

 

 

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br8412님(광업 이병록, 많이 아는 값진 삶) 블로그에서 펌함