인간을 인간답게 해 주는, 전두엽

 인간 뿐만 아니라 모든 동물에게도 뇌가 있습니다. 갑각류나 연체동물, 곤충류나 절지 동물은 각각 몸의 곳곳에 작은 뇌를 가지고 있습니다. 뇌의 무게 또한 인간의 뇌가 가장 무거운 것이 아닙니다. 물론 체중 대비로 보자면 인간이 지구상의 동물 중 가장 무겁다고 할 수는 있지만 단순한 수치만으로 보자면 코끼리의 뇌는 5kg, 고래의 뇌는 8kg이라고하니 인간보다 단연 크기가 크다고 할 수 있습니다. 

 또한 겨울마다 지도도 없이 이동하는 철새나 알을 낳기 위해 태어난 곳으로 회귀하는 연어, 인간보다 뛰어난 후각과 청각을 가진 고양이와 개 등을 보아도 특정한 기능에 있어서는 인간보다 우수한 동물이 너무나 많습니다. 

 그럼에도 인간이 만물의 영장이 될 수 있었던 것은, 대뇌피질 덕분입니다. 모든 동물들 가운데 가장 많은 주름을 가지고 있는 인간의 대뇌피질은 사고하고 말하고 문자를 이용하는 능력을 관장합니다. 이곳에는 신경세포가 140억개나 모여 있다. 라면처럼 꼬불꼬불하면서도 홈이 파여 있으며 그 홈을 따라 앞쪽을 전두엽, 뒤쪽을 후두엽, 양옆을 측두엽으로 구분합니다. 

 

전두엽은 대뇌피질에서 가장 중요한 '지적인 기능'을 담당하는데, 창의적인 기능/ 종합적 사고 기능이 이루어지기 때문에 어떤 상황이 위험한지 아닌지, 계획이나 일정을 잡는 일이나 결심을 하는 등의 목표지향적인 행위를 관장합니다. 그래서 만일 전두엽이 손상되면, 계획을 세우거나 종합적 사고를 바탕으로 하는 복잡한 행동이나 생각이 불가능해지며, 새로운 환경에 대한 적응도 힘들어집니다. 또한 원숭이와 우리를 구분하게 해 주는 가장 큰 차이가 창의성인데 인간에게 창의성이 사라지게 된다면 우리는 원숭이와 다름없는 유인원일 것입니다. 

 

전두엽의 발견

 1848년 미국의 철도노동자였던 피너스 게이지는 폭발사고로 기3cm, 길이 100cm의 긴 쇠막대기가 눈을 관통하여 이마를 뚫고 나오는 끔찍한 사고를 당했다. 하지만 기적적으로 그는 죽지 않았으며, 심지어 머리에 쇠막대기가 박혀있는 상태로 정신도 잃지 않고 대화를 할 수 있었다. 

 그는 곧 병원으로 후송되어 10주간 치료를 받은 후에 왼쪽 눈의 시력을 잃은 것을 제외하고는 제발로 걸어서 집으로 퇴원을 했다. 그런데 뭔가 변화가 있었다. 기존의 피너스는 무척 쾌활하고 배려심이 많고 성실하고 온순한 사람이었으나, 사고 이후에는 변덕스럽고 무례하고 참을성이 없고 고집스럽게 정교한 계획을 세우지 못한다거나 상대방의 입장을 전혀 고려하지 못하는 사람으로 변해 있었다. 

 이를 바탕으로 신경과학자들은 전두엽 손상 전후의 증상들을 통해 전두엽의 기능을 거꾸로 추정할 수 있게 되었다. 

 

  남을 배려하고 인내하고 양보하며 정교한 계획을 세워 실행하게 해 주는, 인간을 인간답게 해 주고 나를 '진정한 나'로 느끼게 해 주는 것이 바로 전두엽이다. 

 

 우리가 무언가를 생각하고 있을 때, 이러한 사고는 주로 뇌의 앞쪽, 전두엽에서 일어납니다. 이 전두엽은 어릴 때부터 평생 서서히 발달합니다. 전두엽의 기능의 발달은 유아기 3~4세경부터 시작하여 7~10세 정도의 나이까지 가장 빠르게 발달한다고 할 수 있습니다. 물론 이 나이까지 전두엽의 특징인 창의적인 기능도 가장 빨리 성장한다고 볼 수 있죠. 

 청소년기가 되면 전두엽은 새로 태어난다고 해도 과언이 아닐 정도로 아주 큰 질적인 변화를 가져옵니다. 하지만 그러한 변화의 토대는 바로 그 이전 연령대의 경험입니다. 왜냐하면 학령기 동안 쓸모가 없다고 생각되는 신경세포나 신경세포는 전두엽이 가장 왕성한 청소년기에 다 솎아지기 때문입니다. 

 따라서 전문가들은 초등학생 시절이 영어나 수학, 과학 등의 학습보다 풍부한 경험과 사회적 규약을 알려주는 시기여야 한다고 입을 모아 말합니다. 

 

초등학생은 국영수보다 다양한 경험과 사회적 약속을 체득해야..전두엽 활성화

 

전두엽의 기능

전두엽은 사고력과 행동을 조절합니다. 기억력, 판단력, 감정조절, 판단력, 집중력, 기획력, 추리, 운동, 문제해결 등의 고등정신 작용을 관장합니다. 또한 다른 연합영역에서 보내는 정보를 조정하고 행동을 조율합니다.  

• 일차운동피질: 움직임 조절
• 전전두피질: 도파민관장 영역으로 자신을 인식하고 행동 계획, 불필요한 행동 억제, 문제해결 전략 수립, 의사결정
• 배외측 전전두피질: 작업기억과 주의 집중력, 목표지향적 행동 관여, 논리적 판단
• 복내측 전전두피질: 감정적 정보에 근거하여 판단, 손상시 도덕적 문제 판단력 결여
• 안와 전두피질: 욕구 및 동기 정보 처리, 사회적 행동 수행

 

전두엽 손상시, 주의력결핍과 과잉행동장애(ADHA)

(Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder )

 ADHD를 겪는 대부분은 전두엽이 제 기능을 못하기 때문이라는 연구 결과가 있습니다. 사람의 생각, 감정, 행동을 조절하고 통제하는 전두엽의 발달이 지연되어 행동을 억제하지 못하고 주의가 산만해지고 지시에 따르기를 거부하거나 고집을 부리게 되는 것입니다. 하지만 전두엽의 기능을 강화시켜주는 약물치료가 효과적이기 때문에 꾸준한 진료를 통해 전반적인 기능이 향상될 수 있습니다. 

 

전두엽 손상시, 충동조절장애

 충동 조절이 되지 않는 정신과적 질환을 일컫는데, 감정을 일으키고 받아들이는 '변역계'와 이 감정을 조절하고 행동으로 옮기는 '전두엽' 중 한쪽에 문제가 생기거나 신호전달과정에서 문제가 생겼을 때 발생하게 됩니다. 변역계에 계속적으로 감당하기 힘든 스트레스가 주어지는 경우 혹은 심한 충격을 받는 경우, 전두엽에 부하가 걸려 이 감정을 적절히 조절하지 못하게 됩니다. 혹은 뇌 앞쪽을 다치거나 출혈이 생겨 전두엽이 손상된 경우라면 변역계에서 보내는 감정이 조절이 안 돼 작은 스트레스에도 충동적으로 행동하게 되는 것입니다. 

 

전두엽과 게임의 위험성

게임에 과몰입하게 되면 뇌가 반복적으로 단순한 자극에만 반응을 하게 됩니다. 계임의 특성상 바로바로 결과가 나오는 편이라 점점 참을성이 없어지고 반복적이고 단순한 자극들에 장시간 노출이 되다보면 전두엽 주변의 단편적인 연결성만 증가하게 되고 재미를 느끼는 보상회로가 끊임없이 자극되기 때문에 보상회로의 역치가 점점 높아져 웬만한 자극은 재미가 없게 느껴집니다. 반면 책을 잃거나 공부를 하는 활동을 하는 부류의 뇌는 복합주의력이 향상되고 고도의 창의력을 발휘하게 되고 이해하고 정리, 추론하는 단계까지 이어집니다. 

 

 옛말에 나이가 들면 아이가 된다는 말이 있습니다. 이것은 아이의 순수한 동심으로 돌아간다는 의미로 미화시킬 수도 있지만, 욕심 많고 자신만을 생각하고 인내심이 없는 고집불통인 아이가 될 수도 있는 것입니다. 이것이 바로 치매입니다. 치매는 바로 이 전두엽의 기능이 점차적으로 사라져가면서 배려와 인내심, 판단력과 기억력이 점점 사라지는 것입니다.