뇌량

3. 발생

뇌량은 사람의 태아 발달 12주경, 또는 쥐의 배아 발생 15일경에 최초의 개척자 축삭이 정중선을 가로지르면서 형성되기 시작한다.^[26][27] 뇌량은 신경관에서 발생하며, 뇌의 회전에 따라 문측과 미측에서 둥글게 굽어진다. 뇌량 섬유의 수초화는 천천히 일어나며, 완전히 수초화되는 것은 사춘기 무렵이다. 수초화는 뇌량의 후부에서 전부로 진행된다.

4. 기능

뇌량은 대뇌 반구를 분리하는 세로 틈새의 바닥을 형성하며, 측뇌실의 지붕 일부를 구성한다.^[5] 뇌량은 부리, 무릎, 몸통, 팽대부의 네 부분으로 구성되며, 각 부분은 반구의 다른 부분을 연결하는 개별 신경 섬유를 가진다.^[4] 몸통과 팽대부에서 나온 섬유는 '''태피텀'''("융단")이라고 불리며, 각 측뇌실의 지붕을 형성한다.^[6]

뇌량 앞부분은 전두엽을 향하며 무릎(genu)이라고 불린다. 무릎은 투명 중격 앞에서 아래쪽으로 구부러져 두께가 크게 줄어드는데, 이 얇은 부분은 부리(rostrum)라고 불린다.^[4] 뇌량 뒷부분은 소뇌를 향하며 팽대부(splenium)라고 불리는데, 가장 두꺼운 부분이다.^[4] 뇌량 몸통은 팽대부와 무릎 사이에 위치한다. '''뇌량 고랑'''은 뇌량을 대상회에서 분리하는 고랑(신경 해부학)이다.

뇌량 양쪽에서 섬유는 백색질에서 방사형으로 뻗어 나와 다양한 부위의 대뇌피질로 연결된다. 무릎에서 앞으로 굽어 전두엽으로 향하는 섬유는 작은 집게(anterior forceps)를 형성하고, 뇌들보에서 뒤로 굽어 후두엽으로 향하는 섬유는 큰 집게(posterior forceps)를 형성한다.^[4] 이 두 부분 사이에는 섬유의 주요 부분이 있으며, 이는 tapetum을 형성하여 측면으로 뻗어 나가 측두엽으로 연결되고 가쪽뇌실 중앙 부분을 덮는다. tapetum과 앞교차는 좌우 측두엽을 연결하는 기능을 공유한다.

앞대뇌동맥은 뇌량 아래 표면과 접촉하며, 무릎 앞쪽을 아치형으로 덮고 몸통을 따라 뻗어 나가 뇌량 앞 5분의 4에 혈액을 공급한다.^[7]

4. 1. 주요 기능

• 감각 정보 통합: 좌우 반구의 체감각, 시각, 청각 정보를 통합하여 완전한 지각 경험을 형성한다. 특히 융해 부분은 두 반구의 두정엽과 후두엽의 시각 피질 사이에 체감각 정보를 전달한다.^[12]
• 운동 조절: 좌우 반구의 운동 피질을 연결하여 양측 운동 협응과 조절을 가능하게 한다. 뇌량의 몸통 부분에 있는 더 두꺼운 축삭은 운동 피질 영역을 상호 연결하며, 브로카 영역을 포함한 보조 운동 영역에 뇌량의 더 많은 부분이 할당된다.^[12]
• 인지 기능: 전전두피질, 두정엽, 측두엽 등 고차 인지 기능을 담당하는 영역을 연결하여 주의 집중, 기억, 언어, 실행 기능 등 다양한 인지 과정을 지원한다. 무릎 부분의 더 얇은 축삭은 뇌의 두 반구 사이의 전전두피질을 연결한다.^[12]
• 학습 및 기억: 좌우 반구 간의 정보 교환을 통해 새로운 정보를 학습하고 장기 기억으로 저장하는 데 기여한다. 5세에서 18세 사이의 청소년을 대상으로 한 연구에서 나이와 뇌량 두께 사이에 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다.^[3]

5. 임상적 의의

뇌량은 다양한 신경학적, 정신과적 질환과 관련이 있다. 뇌량의 손상 또는 기능 이상은 다양한 신경학적, 인지적, 행동적 문제를 유발할 수 있다.

뇌량 무형성증 (ACC)은 뇌량이 부분적으로 또는 완전히 없는 드문 선천적 장애이다.^[30] 초기 증상으로는 간질 발작이 있으며, 수유 문제, 머리 가누기, 앉기, 서기, 걷기 지연 등이 나타날 수 있다. 정신적, 신체적 발달 장애, 손과 눈의 협응, 시각 및 청각 기억력 저하 등도 나타날 수 있다.^[30] 뇌량 무형성증 외에도 뇌량 저형성, 뇌량 이형성, 뇌량 저발달과 같은 상태가 있다.

뇌량 기형과 자폐 스펙트럼 장애 사이에 상관관계가 있을 수 있다는 연구 결과도 있다.^[32][33]

뇌전증의 경우 뇌량을 통해 신호가 격렬하게 오가는 병형이 있는데, 뇌량 일부를 절단하는 뇌량 절제술을 시행하기도 한다. 그러나 뇌량 절제술은 침습 정도가 커서 최근에는 약물 요법으로 대체되는 추세이다. 뇌량 절제술로 좌우 대뇌 반구가 분리된 상태를 분리뇌라고 하며, 분리뇌 환자를 통해 다양한 인지신경과학적 지견을 얻고 있다.

5. 1. 뇌량 관련 질환

• 뇌량 무형성증(ACC): 뇌량이 선천적으로 없거나 부분적으로만 형성된 상태이다. 발달 지연, 지적 장애, 경련, 시각 및 청각 문제 등을 일으킬 수 있다.^[30] 아이카르디 증후군, 안더만 증후군, 샤피로 증후군, 아크로칼로설 증후군과 같은 증후군과 함께 나타나기도 한다.^[30] 킴 피크는 서번트이자 영화 ''레인 맨''의 영감의 원천으로, FG 증후군의 일부로 뇌량 무형성증이 발견되었다. 뇌량 무형성증 외에도 뇌량 저형성, 뇌량 이형성, 뇌량 저발달과 같은 비슷한 상태들이 있다.
• 뇌량 절제술: 난치성 간질 치료를 위해 뇌량의 일부 또는 전체를 절단하는 수술이다. 뇌의 한쪽에서 발생한 뇌전증 초점이 반구 간 전기적 폭풍을 일으켜 발생하는 발작 또는 대발작의 경우에 시행된다. 뇌파도, MRI, PET 스캔 등의 검사를 통해 진단한다.
• 분리뇌: 뇌량 절제술로 인해 좌우 대뇌 반구가 분리된 상태를 말한다. 분리뇌 환자를 통해 다양한 인지신경과학적 지견을 얻고 있다.
• 다발성 경화증(MS): Dawson's fingers 징후를 보이는 뇌량 병변을 동반하는 경우가 많다.
• 마르키아파바-비냐미병: 만성 알코올 중독 환자에게서 주로 발생하며, 비타민 B군 결핍이 원인으로 추정된다. 뇌량에 병변이 잘 나타난다.
• 급성 파종성 뇌척수염(ADEM): 감염 후 발생하는 자가면역 질환으로, 뇌량 병변을 보인다.
• 일과성 뇌량 팽대부 병변(reversible splenial lesion syndrome, RESLES): 뇌량 팽대부에 일시적인 병변이 나타나는 질환이다. 페니토인, 카르바마제핀과 같은 항경련제 투여, 뇌염(감염성, 약물성), 뇌증, 대사 이상(알코올 중독, 영양 불량 등), 혈관염(SLE 등), 신부전, 전해질 대사 이상, 경련 중첩, 외상 등 다양한 원인으로 발생할 수 있다. 원인이 제거되면 대개 1주일 정도면 영상에서 병변이 사라지는 등 예후가 좋다.
• 가역성 뇌량 팽대부 병변(mild encephalitis/encephalopathy with a reversible splenial lesion: MERS): 뇌염, 뇌증 증상과 함께 나타나는 뇌량 팽대부 병변으로, 대부분 DWI에서 고신호를 보이며, Gd 조영 효과를 보이지 않는다. 대개 1주일 이내, 길어도 1개월 이내에 이상 신호 영역이 사라지는 예후가 좋은 질환으로 알려져 있다.
• 기타: 이질 손 증후군, 난독증(작문 불능증 없이), 무동성 무언증, 명칭 실어증, 시신경 중격 이형성증, 서색 증후군
• 뇌혈관 장애: 경색이 생길 수 있으며, 뇌량 팽대부가 경색의 호발 부위이다. 특히 CADASIL 증례에서 많이 나타난다.
• 종양: 교아세포종, 성상세포종, 배세포종과 같은 뇌종양, 악성 림프종, 전이성 뇌종양에서 뇌량 병변이 나타날 수 있다.
• 미만성 축삭 손상: 미만성 축삭 손상(DAI)에서는 뇌량에 T2 연장 병변이 나타난다.

6. 성별 및 좌우수와의 관계

뇌량과 성별 간의 관계는 오랜 기간 과학계와 대중 사이에서 논쟁의 대상이었다. 20세기 초반의 초기 연구에서는 뇌량의 크기가 남성과 여성 간에 다르다고 주장했지만, 이후 더 발전된 영상 기술을 통해 이러한 주장은 의문을 제기받았다. 그러나 1990년대 계산 신경해부학의 발전으로 뇌량의 특정 부분에서 성별 차이가 명확히 나타나고, 이는 특정 인지 능력과 상관관계가 있다는 것이 밝혀졌다.^[14] 한 MRI 연구에서는 뇌 크기를 보정한 후, 정중 시상 뇌량 단면적이 평균적으로 여성에서 비례적으로 더 크다는 결과가 나왔다.^[15]

MRI 기기의 확산 텐서 시퀀스를 사용하면 이방성을 측정할 수 있는데, 이는 해부학적 연결 강도의 간접적인 측정값으로 사용된다. 이러한 시퀀스를 통해 인간 뇌량의 형태와 미세 구조에서 일관된 성별 차이가 발견되었다.^[16][17][18]

형태 및 크기 분석은 MRI를 이용한 특정 3차원 수학적 관계 연구에도 사용되었으며, 성별 간에 일관되고 통계적으로 유의미한 차이가 발견되었다.^[19][20] 특정 알고리즘은 한 검토에서 70% 이상의 경우에서 두 성별 간에 유의미한 차이를 발견했다.^[21]

트랜스젠더의 뇌량 크기와 구조에 대한 2005년 연구에서는, 그들의 뇌량 구조가 할당된 성별보다 선언된 성별에 더 일치하는 것으로 나타났다.^[21]

한 연구에 따르면, 사람의 뇌량 앞부분은 왼손잡이와 양손잡이가 오른손잡이보다 0.75cm² 또는 11% 더 컸다.^[23][22] 이러한 차이는 뇌량의 앞쪽과 뒤쪽 영역에서 나타났지만, 뇌량의 비장에서는 나타나지 않았다.^[23] 그러나 2022년의 메타 분석에서는 뇌량의 크기가 왼손잡이, 오른손잡이, 양손잡이와 관련하여 실질적인 차이가 없다는 것을 확인했다.^[24] 다른 연구자들은 손 사용 정도가 뇌량의 크기와 반비례 관계에 있으며, 양손을 모두 능숙하게 사용하는 개인의 뇌량이 가장 크고, 왼손 또는 오른손잡이의 경우 그 반대임을 주장한다.^[25]

뇌량에 대한 성별 관련 첫 연구는 필라델피아 해부학자인 R. B. 빈에 의해 수행되었으며, 그는 1906년에 "뇌량의 예외적인 크기는 예외적인 지적 활동을 의미할 수 있다"고 주장하며 남성과 여성 사이에 측정 가능한 차이가 있다고 제안했다. 그는 다양한 인종 간의 뇌량 크기 차이도 주장했지만, 그의 연구는 자신의 연구소 책임자인 프랭클린 몰에 의해 반박되었다.^[35]

1982년 할로웨이와 Utamsing이 발표한 ''사이언스'' 논문은 인간 뇌 형태의 성별 차이를 제안하며 인지 능력의 차이와 관련이 있다고 주장했다.^[36] ''타임''은 1992년에 뇌량이 "여성의 뇌에서 남성의 뇌보다 더 넓은 경우가 많기 때문에 두 반구 사이의 더 큰 상호 작용을 허용하여 여성의 직관의 기반이 될 수 있다"고 제안하는 기사를 게재했다.^[37]

이후 심리학 문헌에 게재된 논문들은 뇌량의 해부학적 크기가 실제로 다른지에 대해 의문을 제기했다. 1980년 이후 49개의 연구에 대한 메타 분석 결과, 남성의 더 큰 뇌 크기를 고려하든 그렇지 않든 뇌량 크기에서 성별 차이를 찾을 수 없었다.^[35] 2006년의 얇은 단층 MRI를 사용한 연구는 대상의 크기를 고려했을 때 뇌량의 두께에 차이가 없음을 보여주었다.^[38]

참조

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