신경과학과 식물인간

의예과 1년 977108 김미

식물인간은 대뇌를 손상하여 대뇌가 관장한 부분, 곧 기억, 사고, 운동, 감각과 같은 기능에 장애가 온 사람들을 일컫는다. 식물인간의 특징은 자력으로는 이동이 불가능하고 음식물 섭취 또한 불가능하다는 것이다. 그리고 배뇨_배변_실금 상태이며 눈으로 물체를 물끄러미 바라보는 듯 하나 인식은 하지 못한다. 손을 움직이거나 입을 벌리는 정도 이상의 의사소통은 불가능하고 소리를 내지만 뜻 있는 말은 되지 않는다. 수면과 각성, 하품, 입맛 다시기, 동통자극에 대한 회피반응을 보인다. 예후는 회복 또는 사망이다.

위에서 말한 것 처럼 식물인간은 대뇌를 손상한 사람을 일컫는다. 그렇다면 대뇌는 어떤 작용을 하며 어떤 기능을 하는 것일까? 왜 대뇌의 손상은 인간으로서(특히 사회적으로) 삶을 불가능하게 하는 것일까? 예를 들어 팔이나 다리 눈과 같은 것을 잃어도 우리는 생활을 유지해나갈 수 있다. 다만 더 불편할 뿐이다.

대뇌는 두 개강의 약 삼분의 이를 차지하고 있다. 앞뒤로 깊은 도랑이 있어 좌우 두 개의 반구로 구분되어 있다. 반구의 표층은 회백질로 되어 있으며, 이를 대뇌피질이라고 한다. 이러한 대뇌 피질은 중심구와 측구를 경계로 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽등으로 나뉘고 대뇌의 밑면에서 후열내측에 놓인 이상열 및 측내실의 밑면을 이루는 해마를 총괄하여 변연엽이라고 부른다. 대뇌피질에는 약 100억 개의 뉴론이 있는데, 그 하나하나가 서로 다른 뉴론과 연결되어 있으며, 이 연결의 방향과 기능을 기중으로 삼아, 즉, 대뇌의 운동영역에서 출발하여 척수로 신경흥분을 내려 보내는 섬유들을 투사섬유라 하고, 같은 쪽 대뇌반구의 피질 사이를 연결하는 섬유들을 연합섬유, 그리고 좌우 대뇌반구의 피질세포를 연결하는 섬유들을 교련섬유라 한다.

대뇌피질의 기능은 대략적으로 기억, 사고, 운동, 감각등으로 말할 수 있다. 연구에 따르면 이러한 기능은 대뇌피질의 각 부분에서 담당하고 있는 것으로 알려져 있다. 그래서 많은 학자들이 신체운동을 주제하는 운동영역 또는 체성감각, 시각, 청각, 후각 및 미각등의 감각영역 등을 밝히면서 대뇌피질 지도를 만들었다.

첫째 운동영역은 근육운동을 주재하며 전두엽과 두정엽을 분리하는 중심구 바로 앞에 있는 전중심회전에 있다. 운동영역의 어느 한 곳을 자극하면 잘 통합된 신체 운동을 수행하는 것으로 미루어 보아서 한 근육을 움직이는 것보다 한 무리의 근육을 움직이는 듯 하다. 또한 운동영역의 대뇌피질의 면적은 그 지배하는 근육의 크기에 비례하는 것이 아니고 운동의 복잡성과 정밀도에 비례하는 것 같다.

감각영역은 운동영역의 바로 뒤에 있는 후중심회전에 있다. 이부분은 피부의 일반감각, 즉 피부의 온각, 냉각, 촉각 및 압력감각 등을 주재하며, 또한 근육감각, 근육의 장력상태 및 공간에서의 팔과 다리의 위치감 등을 주재하기도 한다. 이러한 감각영역은 다시 청각영역, 시각영역, 후각 및 미각영역, 통각영역으로 나눌 수 있다.

청각영역은 측두엽의 대부분인 것으로 생각된다. 음파에 의하여 내이의 와우각이 받은 자극으로 유발된 흥분은 청신경과 그 전도로를 거쳐 측두엽 대뇌피질에 투사된다.

시각영역의 일차는 후두엽의 영역 17에 이차는 영역 18에 삼차는 영역 19에 있다. 눈에 빛을 비치면 시신경과 그 전도로를 거쳐 후두엽 대뇌피질에 유발전압을 일으킨다.

후각 및 미각영역은 측두엽에 가까운 대뇌피질 아랫면에 있다고 알려져있다.

대뇌피질은 어느 부위를 절단, 절개 또는 파괴하였다고 하더라도 통각을 느끼지 못한다. 그러므로 대뇌피질에는 통각에 대하 통각영역이 없다고 말하고 있다. 그러나 뇌막에는 풍부한 통각섬유를 갖고 있다. 통각은 시상에서 느껴지며, 막연한 통각이 대뇌피질에 전달되면 그 통각의 소재를 밝혀주는 것이 대뇌피질인 것 같다고 알려져 있다.

장기감각에서 공복감 및 갈증 등의 감각영역은 대뇌피질에 없으며, 이것을 감지하는 영역은 일차적으로 피질하영역과 관련된 것으로 알려져 있다.

앞에서 말한 바와 같은 여러 가지 영역을 제외한 나머지 대뇌피질 부분을 흔히 연합영역이라고 한다. 이것은 매우 고등한 정신기능과 관련이 깊은 기억, 상상, 지각, 학습, 이성 및 인격 등의 기능을 주관한다고 한다. 그러나 이것들의 개개의 기능에 관한 확실한 지식은 없고, 총괄적인 기능에관한 것만이 알려져 있다. 이 영역에는 어떤 목적을 달성하기 위하여 필요한 수의적 동작을 질서 있게 전개하는 기능이 있다. 만일에 대뇌피질의 넓은 범위에 손상이 있으면 어떤 행동을 마음 속에서 계획하는데 혼란이 생겨서 수의적 동작을 질서 있게 전개할 수가 없다. 사람은 여러 가지 감각기능을 통합하여 그 물체가 무엇인지를 인식하는 능력이 있다. 예를 들자면 사과를 인식하는데는 시각, 후각 및 촉각 등이 서로 적당한 연관성을 갖고 종합되고, 또한 과거의 기억과 대조됨으로써 이루어질 수 있다.

자기의 의사 소통을 위하여는 말소리를 듣고, 쓰인 글자를 보는 기능과 이해하는 기능 및 생각한 바를 적당한 언어의 형태로 바꾸어 발음하거나, 글자로 적는 것이 필요하다. 연합영역의 측두언어영역 부위가 손상되면 시각 또는 청각의 기능에는 장애가 없지만 말로 표현되었거나 글로 쓰인 언어를 이해하지 못한다.

위에서 대뇌에 대해서 개략적으로 알아보았는데, 이것을 보아도 알 수 있듯이 대뇌에 손상을 입으면 사는 것(생물학적으로)에는 문제가 없을지 몰라도 인간적인 의미에서는 죽은 것이나 다름이 없다. 또한 식물인간은 그 스스로 먹고 배변할 수 없으므로 주위의 보살핌이 없으면 결국은 죽음에 이를 수밖에 없다. 그러나 주의의 사람들이 식물인간이 된 환자를 포기만 할 수는 없는 것이 식물인간이 되었다가 깨어나는 일도 가끔 일어나기 때문이다. 그러나 그러한 희망을 가지고 환자를 간호하기엔 주위 사람들의 고통이 너무 크다. 더구다나 오랜 간호와 보살핌 끝에도 끝내 식물인간의 상태에서 깨어나지 못하고 죽는 사람들도 많다. 뇌를 연구하고 그 기작을 밝히려는 노력은 지금도 계속되고 있다. 하지만 아직 뇌에 관한한 많은 부분이 의문에 쌓여있다. 그러므로 앞으로 뇌와 신경에 관한 부분에서 의사가 해야할 일은 빨리 뇌의 기능과 기작을 밝혀내는 것일 것이다.