정상적 행동은 물론 비정상적 행동이나 정신장애도 뇌기능을 통해 표현된다. 따라서 정신장애를 이해하기 위해서 감각, 운동, 인지, 감정, 사고, 기억, 언어 등 뇌의 여러 구조에 따른 기능을 하는 것이 중요하다.

중추신경계는 뇌brain와 척수spinal cord로 되어 있다. 말초신경계는 신체 각 부위의 감각을 중추신경계인 뇌로 전달하거나 뇌의 명령을 말초에서 수행하도록 전달하는 신경섬유들과 자율신경섬유, 신경절로 구성되어 있다.

중추신경계는 크게 감각계sensory system(외계의 내적 표상), 운동계motor system(외계의 조작, 의사소통을 통해 타인에 대한 영향 행사), 연상계association system(감각을 내적 욕구와 감정적 자극과 통합하여 운동계가 활동하도록 추진함) 등으로 구분된다.

뇌는 약 1,350g이며, 세 겹의 뇌막meninges(경막dura mater, 거미막arachnoid, 연질말pia mater)으로 덮여 있다.

뇌를 단면으로 잘라보면, 신경세포들이 모여있는 회백질gray mater, 축삭돌기들이 다발을 형성하고 있는 백질white mater, 뇌척수액cerebrospinal fluid으로 차 있는 뇌실ventricle, 그리고 뇌 혈관계로 구분됨을 볼 수 있다.

회백질은 대뇌피질, 소뇌피질cerebellar cortex, 그리고 각종 핵nucleus 등으로 구성되어 있다. 백질은 여러 신경다발tract들로 구성되는데, 신경다발들은 신경세포에서 나온 신경신호를 각 부위로 전달하는 기능을 한다. 신경세포들의 집단(핵)들은 그 위치에 따라 이름이 붙여졌고 고유기능이 하나하나 밝혀지고 있다.

뇌가 여러 구조로 되어 있지만, 뇌 전체가 하나의 단위로서 기능하는가 또는 구조별로 기능이 다른가 하는 논의가 완전히 끝난 것은 아니다. 현재는 대체로 그 기능이 구조에 따라서 특수화specialize되어 있다고 본다. 그러나 하나의 행동이 어느 부위의 기능인지는 아직 확정하기는 어렵다. 하나의 행동에서라도 뇌영상neuroimaging 소견상 여러 곳이 동시에 활성화하는 것을 볼 수 있기 때문이다. 그러나 시각과 언어 기능에 대해서는 비교적 정확하게 그 구좌 규명되고 있다.

척수 spinal cord: 뇌와 신체말초 사이에 신경전달을 중개하는 기능을 하는데, 독럽적으로 반사기능reflex을 수행하기도 한다.

연수 medulla oblongata: 척수 바로 위의 뇌구조로 myelencephalon이라고 한다. 여기에는 두부신경의 핵들과 호흡, 심장박동, 혈압조절, 소화기능 등의 생명중추vital center들이 있다.

뇌교 pons: 연수 바로 위의 구조로, 연수와 더불어 후뇌hind-brain라 한다. 여러 pontine nuclei들이 있다. 여기에 장애가 있으면 제6, 7뇌신경에 장애가 생겨 복시diplopia, 동측의 안면마비ipsilateral facial paralysis가 온다.

Raphe nuclei는 세로토닌serotonin 신경세포의 집합체이다.

망상체reticular formation는 각성과 수면, 의식, 동기motivation, 집중력, 습관성 형성 및 운동조절 등의 기능을 한다.

소뇌 cerebellum

소뇌는 대뇌피질, 뇌간, 척수와 연결을 가지고 있다.

대뇌피질처럼 소뇌에도 전체 신체기능이 압축된 ‘homunculus(작은 인간)’가 있는 것으로 추정된다.

기능과 관련해서는 자세, 세밀하고 부드러운 운동조절기능에 더해 감정, 기억, 주의, 언어 등의 인지기능도 있고, 공포 같은 감정반응에도 관여한다는 것이 밝혀졌다.

소뇌가 손상되면 동측의 근무력증ipsilateral hypotonia, 운동실조, 운동거리조절이상dysmetria, 의도진전intentional tremor, 병소 쪽을 향한 안구진탕 등이 나타난다.

소뇌는 운동을 미리 계획하는 feed-forward regualtion의 기능을 하는 것으로 알려져 있다.

조현병의 경우에 충부vermis 위축이 발견된다.

종뇌 telencephalon

뇌의 가장 바깥부분이다. 여기에는 변연계의 일부(발생학적으로 오래된 해마회hippocampal gyri와 대상회cingulate gyrus)와 basal ganglia, 그리고 대뇌피질이 포함된다. 대뇌피질과 기저신경절 사이의 백질은 내포internal capsule로 불리며, 하부구조 사이의 연결돌기들의 다발들이다.

소뇌와 뇌교를 합쳐 중뇌midbrain 또는 mesencephalon이라고 부른다.

간뇌diencephalon에는 시상, 시상하부, 시상상부epithalamus(habenular nuclei와 pineal gland 포함), 시상저부subthalamus 등이 포함된다.

연수, 중뇌, 및 간뇌를 합쳐 뇌간brain stem이라 부른다.

이들은 많은 정신장애와 관련이 있으며, 향정신성 약물의 작용부위가 되기도 한다.

시상 thalamus

시상은 모든 감각계의 중계중추로, 운동과 감각 신호를 통해 대뇌피질과 중뇌, 변연계를 연결하며, 여러 가지 신경정보를 통합 중계 처리한다.

수면과 각성, 의식에 관련되어 있다.

아편제제opiate 수용체가 많아 통증과 관계가 크다.

[최신정신의학 : 민성길(정신의학신문 고문) 참고]