뇌

뇌(腦, 영어: Brain)는 신경 세포가 하나의 큰 덩어리를 이루고 있으면서 동물의 중추 신경계를 관장하는 기관이다. 뇌는 본능적인 생명 활동에 있어서 중요한 역할을 담당하며, 여러 기관의 거의 모든 정보가 일단 뇌에 모이고 뇌에서 여러 기관으로 활동이나 조정 명령을 내린다. 또한 고등 척추동물의 뇌는 학습의 중추이다. 대부분의 척추동물, 특히 유두동물의 뇌는 머리에 위치하며 머리뼈로 보호된다.

위치

뇌는 머리뼈(두개골)의 안쪽에 위치한다. 뇌와 척수는 중추신경계를 구성하며, 뇌의 아래쪽은 척수와 연결되어 있다.

구조

성인 뇌의 무게는 약 1.4~1.6kg이며, 약 1,000억 개의 뉴런(신경 세포)으로 구성되어 있다. 뇌는 형태와 기능에 따라 크게 대뇌, 소뇌, 뇌줄기(뇌간)의 세 부분으로 구분된다.

• 대뇌(Cerebrum): 뇌의 가장 큰 부분을 차지하며 좌우 두 개의 반구로 구성되어 있다. 대뇌의 바깥층은 신경 세포체가 모여 회색을 띠는 회백질(대뇌피질)이고, 안쪽은 신경 섬유가 모여 흰색을 띠는 백질이다. 대뇌피질은 위치에 따라 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽의 네 개의 엽으로 나뉜다. 전두엽은 기억력·사고력 등의 고등 인지 기능과 운동 조절을 담당하고, 두정엽은 체감각 처리에 관여하며, 측두엽은 청각 정보 처리와 기억 형성에, 후두엽은 시각 정보 처리에 관여한다.

• 소뇌(Cerebellum): 대뇌의 아래쪽에 위치하며 뇌 전체의 약 10%를 차지한다. 몸의 자세와 근육 긴장도를 교정하여 정밀한 운동을 가능하게 하고 평형 감각을 담당한다.

• 뇌줄기(Brainstem): 대뇌와 척수를 이어주는 부분으로, 중간뇌(중뇌), 다리뇌(교뇌), 숨뇌(연수)로 세분화된다. 중간뇌는 안구 운동과 시각·청각 반사에 관여하고, 다리뇌는 소뇌와 대뇌 사이의 정보 전달을 중계하며, 숨뇌는 호흡과 혈액 순환 등 기본적인 생명 활동을 조절한다.

뇌는 세 겹의 막(경막, 거미막, 연막)인 뇌척수막으로 둘러싸여 있으며, 뇌와 척수 사이에는 뇌척수액이 흐른다.

기능

뇌는 신체의 움직임과 행동을 관장하고, 신체의 항상성(체온, 혈압, 혈중 농도 등)을 유지하며, 인지, 감정, 기억, 학습 기능을 담당한다. 구체적으로는 운동 조절, 감각 인식 및 해석, 언어 전달(전두엽의 브로카 영역과 측두엽의 베르니케 영역), 항상성 유지(시상하부), 학습과 기억(해마), 호르몬 분비(뇌하수체) 등의 기능을 수행한다.

대사

뇌는 신체가 소비하는 산소량의 약 20%를 소비하며, 심장에서 압출되는 혈액의 약 15%를 공급받는다. 뉴런의 에너지원으로는 포도당이 주로 사용되며, 포도당이나 산소가 부족할 경우 뇌에 치명적인 손상이 발생할 수 있다. 뇌에는 혈액과 뇌 조직 사이에서 물질의 이동을 선택적으로 제한하는 뇌혈관장벽이 존재한다.

진화

뉴런을 생성한 최초의 동물은 자포동물이지만, 이들은 산만 신경계를 가질 뿐 뇌는 없다. 원시적인 조절 중추로서의 뇌는 편형동물에서 최초로 진화한 것으로 보인다. 척추동물의 두뇌 진화는 대뇌를 포함한 전뇌의 부피 증가가 특징적이며, 인간의 대뇌는 깊은 홈과 접힌 주름이 발달하였다.

질병

뇌와 관련된 주요 질병으로는 우울증(신경전달물질의 이상), 치매(뇌신경 파괴로 인한 인지 기능 장애), 뇌졸중(뇌혈류 이상), 미나마타병(수은 중독) 등이 있다. 뇌간을 포함한 전반적인 뇌 기능이 완전히 정지되어 회복 불가능한 상태를 뇌사라고 하며, 이는 대뇌피질 손상으로 의식은 없으나 뇌간 기능이 유지된 식물인간 상태와 구별된다.