태아 발달(embryo development)에 따른 두뇌해부학(brain anatomy)

김형욱의 칼럼언어

 움직임(movement)과 관련하여 다양한 주제로 글을 작성하면서, 그중에서도 뇌(brain)가 포함된 신경계(nervous system)의 영역(area)을 많이 다루었습니다. 서로 다른 계층(system) 간에서, 우리들이 소위 말하는 '조절(control)'이라는 역할을 수행하기 위해서는 중추신경계(central nervous system)의 체계(system) 아래 진행됩니다. 그렇다 보니 인체를 구성(composition)하고 있는 어떤 구조물(structure)이든지 상관없이, 우리는 모든 영역(area)에 걸쳐 신경계(nervous system)가 차지하고 있는 역량과 비중을 각각의 구조물(structure)에 대입해야 합니다.
 이와 같은 사고와 접근은 인체를 이루는 것에 대한 근간을 묻고 답하도록 합니다. 그런 차원에서 우리는 중추신경계(central nervous system)의 중요한 구조물(structure)인 두뇌(brain)의 발생학적 모습(embryological image)을 이해해야 할 필요가 있습니다. 우리들의 두뇌(brain), 그러니까 성인 기준의 두뇌(brain)는 아주 다양하면서도 복잡한 과정을 거쳐 세분화(division)되었지만, 그 시작은 매우 단순함에서부터 시작되었습니다. 그리고 그러한 단순한 시작을 알게 될 때, 두뇌(brain)가 무엇으로부터 기인하게 되었고, 또 그를 통해서 두뇌(brain) 중에서도 어떤 구조물(structure)이 다른 구조물(structure)들을 탄생시켰는지도 알게 됩니다. 물론 이러한 것들뿐만 아니라, 우리가 이러한 정보들을 통해서 사고할 수 있는 내용들은 대단히 많습니다.

 

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 인간(human)의 두뇌(brain)

 두뇌(brain)를 직접적으로 이야기하기에 앞서 두뇌(brain)를 가진 생명체(life)들을 이야기해야만 합니다. 두뇌(brain)를 가진 것은 인간(human)만이 아니기 때문입니다. 우리는 두뇌(brain)가 인지 및 지능발달(recognition & intelligence development)과 더불어, 여러 능력(ability)들을 부추기는 데에 작용(action)하고 있다는 것을 알고 있습니다. 그렇다면 실제로 인간(human)은 다른 생명체(life)들에 비해서 특별하게 두뇌(brain)가 발달(development)되어있을까요.
 우리 인간(human)이라는 존재는 대단히 연약한 존재입니다. 인간(human)은 몇몇 동물(animal)들과 같이 매우 빠르거나 민첩(agility)하거나, 혹은 힘(force)이 세지도 않습니다. 심지어 태어나 성장(growth)하는 단계를 거치는 과정에서, 본인 스스로 두발로 걷기(walking)까지의 기간은 다른 동물(animal)들에 비해 대단히 많은 시간이 필요합니다. 심지어 다른 포유류(mammal)에 비해서 엄마의 젖(breast)을 떼게 되는 기간도 굉장히 늦습니다. 이것 말고도 우리 인간(human)이 다른 포유류 생명체(mammal life)에 비해 얼마나 연약한 존재인지에 대한 이유들은 굉장히 많습니다. 하지만 그럼에도 불구하고 인간(human)은 지구상에서 가장 영향력 있는 존재로 자리매김되었습니다. 이것은 어떠한 연유로 기인한 것일까요.

뇌해부학(brain anatomy)에서도 안 알려주는 인간 뇌(human brain) VS 동물 뇌(animal brain)

 앞서 링크를 띄어둔 글을 통해서 이전에 자세히 소개했지만, 그것을 아주 간단하게 정리하자면, 지구상 생명체(life)들의 두뇌 발달(brain development) 정도는 어떻게 살아왔는지, 그러니까 환경 적응(environment adaptation)을 위해서 어떠한 방식으로 몸을 움직여왔는지에 따라 달리 발달(development)되었습니다. 중요한 것은 방금 이야기했던 것과 같이 어떠한 방식으로 몸을 움직여왔는지에 대한 부분입니다. 몸의 움직임(movement)에 따라, 더 자세히는 몸을 어떻게 움직이는지에 따라 두뇌(brain)가 발달(development)되는 유형(type)과 정도(degree)가 세부적으로 달라지기 때문입니다.
 물론 이와 같은 이야기들을 심층적으로 다루기 위해서는 우리가 움직일 수 있는 몸의 영역(area), 그리고 수의적으로 움직이지 못하는 몸의 영역(area)들과 더불어, 이러한 영역(area)들을 조절(control)하는 데에 참여하게 될 두뇌(brain)의 구조물(structure)들을 선행적으로 자세히 살펴봐야만 합니다. 그리고 이 과정은 대단히 복잡합니다. 이전에 신경계(nervous system)에 대한 부분들을 소개했던 글들을 통해서도 알 수 있듯이, 앞서 이야기한 과정에 대해서는 중추신경계(central nervous system)에 대해서만 국한시켜 살펴보더라도, 너무나 많은 뇌의 영역(brain area)과 다양한 기전(mechanism)들이 동시다발적으로 활성화(activation)되기 때문입니다. 그렇기 때문에 우리는 그러한 과정에 처해있는 중추신경계(central nervous system)에 대해서도, 그중 두뇌(brain)에 대해서도 특정한 능력(ability)을 수행하는 데에 있어 가장 큰 비중을 담당하고 있는 두뇌(brain)의 영역(area)만을 강조합니다. (그보다 상대적으로 비중이 적은 모든 영역(area)까지 설명하기에는 언제나 한계점이 존재함으로)

 태아 두뇌(embryo brain)의 초기 단계(beginning stage)

 그래서 지금까지 이야기한 내용들을 좀 더 근본적으로 이해하기 위해서 두뇌(brain)의 시작을 살펴봐야 합니다. 최초 우리들의 뇌(brain)는 어떻게 생겼을까요. 이에 대한 부분은 위의 사진과 같습니다.
 태아(embryo) 시기에 두뇌(brain)라고 부를 수 있을 만큼 두뇌(brain)의 구조(structure)를 가지게 되는 시기는 약 4주가 경과된 이후부터입니다. 심지어 이 시기에는 임신(pregnancy) 여부를 보다 명확하게 판단할 수 있는 시기이기도 합니다. 이때 태아(embryo)의 두뇌(brain)는 세 개의 단계(stage)로 구분되어있습니다. 이들을 각각 전뇌(forebrain), 중뇌(midbrain), 후뇌(hindbrain)입니다. 이때 당시만 하더라도 태아(embryo)의 뇌(brain)는, 지금은 성인이 되어버린 우리들의 뇌(brain)처럼 복잡하거나 주름진 상태가 아닙니다. 그만큼 특별한 기능(function)을 수행할 수 없으며, 이들 세 개의 단계(stage)로 구분된 뇌(brain)의 영역(area)들은, 이 다음 시기에 좀 더 세분화(division)될 수 있는 기반을 제공해주는 데에 의미가 있습니다. 그리고 당연하게도 점차적으로 세분화(division)되어가는 과정은, 서로 다른 구조물(structure)들을 감싸고 있는 막(membrane)의 분화(differentiation)를 통해 발달(development)해나갑니다.

 안소포(optic vesicle)의 두드러진 형태(shape)

 안소포(optic vesicle)는 시각적인 정보(visual information)와 관련된 뇌(brain)의 구역(area)입니다. 이것은 두뇌 발달(brain development) 초기 시기(beginning moment)에서부터 다른 두뇌 영역(brain area)과 함께 관찰(observation)됩니다. 그런데 이렇게 시각(vision)을 담당하게 될 안소포(optic vesicle)가 두뇌 발달(brain development) 초기 단계(beginning stage)에서부터 관찰(observation)되는 이유는 무엇일까요. 인체의 다양한 감각(sense) 중 하필 시각(vision)에 대해서 말입니다.
 이것은 그만큼 우리 인간(human)이, 그리고 인간(human)의 두뇌(brain)가 시각 정보(visual information)를 활용하고 의존하게 되는 생명체(life)임을 시사합니다. 두뇌(brain)도 그러하고, 두뇌(brain) 아닌 영역(area)도 그러하고, 기본적으로 발생학적 기전(embryological mechanism)에 따라 우선적으로 분화(differentiation)하고 발달(development)하는 인체 구조물(structure)들은, 빨리 형성되면 형성될수록 성장(growth)을 마쳤을 때, 좀 더 완벽한 형태(shape)로 자리매김됩니다. 그러니까 더 완전한 발달(development)을 위해서 많은 시간이 필요하고, 많은 에너지(energy)가 필요한 구조물(structure)일수록 상대적으로 우선적으로 발달(development)되어간다는 의미입니다. 이런 차원에서 시각(vision)이 그렇습니다. 이것을 확장시키자면, 시각 정보(visual information)를 어떻게 활용하느냐에 따라 (물론 다른 감각(sense)도 그러하지만 뇌(brain)의 발달(development) 순서를 봤을 때는 상대적으로) 움직임(movement)을 포함하여 두뇌(brain)가 발휘하게 될 수많은 능력(ability)들의 보전 정도(conservation degree)가 달라질 수 있음을 유추해볼 수 있습니다. 그래서 실제로 운동전문가들 사이에서 시각트레이닝(visual training)을 수행하는 것이고, 그러한 과정을 통해서 움직임(movement)의 질(quality)과 양(quantity)이 달리는 이유 또한 두뇌(brain)의 태생적인 특징에서부터 기인했던 것입니다.

 태아 두뇌 발달(development of embryo brain)의 분화 단계(differentiation stage)

 위의 그림은 먼저 살펴봤던 초기 단계(beginning stage) 이후, 약 12주가 경과된 태아 두뇌(embryo brain)의 모습입니다. 초기 단계(beginning stage)에서는 세 개의 층(layer)으로 구분되어있는 두뇌(brain)를 관찰(observation)할 수 있었지만, 약 12주가 경과된 뒤에는 그보다 세분화(division)된 두뇌(brain)의 구조(structure)를 살펴볼 수 있습니다. 세분화(division)되어가는 과정에서 전뇌(forebrain)와 중뇌(midbrain)는 다시금 두 개의 구조(structure)로 분화(differentiation)되고, 오직 후뇌(hindbrain)만이 그대로 유지됩니다. 그래서 결과적으로 해당 시기의 태아 두뇌(embryo brain)는 다섯 가지의 영역(area)으로 나뉘게 됩니다.
 다섯 가지의 영역(area)은 다음과 같습니다. 여기에서부터 우리에게 친숙한 뇌(brain)의 영역(area)들이 소개됩니다. 하나씩 나열하자면 대뇌(cerebrum), 간뇌(diencephalon), 중뇌(mesencephalon), 후뇌(metencephalon), 그리고 마지막이 연수(medulla oblongata)입니다. 그리고 연수 하단부(inferior of medulla oblongata)에는 약 4주의 시기부터 관찰(observation)되었던 척수(spinal cord)가 그대로 형성되어있습니다.
 태아(embryo)는 해당 시기부터 두뇌(brain)의 기능(function)을 전반적으로 수행할 수 있게 됩니다. 이 시기에 가장 중요하게 생성해되는 능력(ability)은 기억능력(memory ability)입니다. 비록 아직 세상을 보지 못한 단계일지라도, 두뇌(brain)의 세분화(division)된 발달(development) 덕분에 기억할 수 있는 능력(ability)이 해당 시기부터 생성됩니다. 이때 태아(embryo)가 기억하게 될 것들 대부분은 외부 자극(external stimulation)에 의존합니다. 그러니까 이것은 산모가 받게 되는 자극(stimulation)을 간접적으로나마 태아(embryo)에게까지 전해져, 두뇌(brain)에 입력(input)되는 방식으로 기억화(memory picture)됩니다. 그래서 어떻게 보면 산모가 태교활동(prenatal education)을 본격적으로 준비하거나 신경 써야 하는 단계의 시작이라고 할 수 있습니다. 태아(embryo)의 두뇌 발달(brain development) 덕분에 외부의 자극(external stimulation)도 기억할 수 있는 능력(ability)이 형성되기 때문입니다.

 태아(embryo)의 뇌(brain)가 성인의 뇌(brain)로 되어가는 과정

 태아(embryo)는 약 26주의 기간이 지난 뒤에는, 성인만큼의 아주 복잡하게 형성되는 두뇌(brain)만큼은 아니더라도, 전반적인 형태로는 성인의 두뇌(brain)와 대단히 흡사한 형태로 발달(development)되어집니다. 두뇌(brain)의 피질층(cortical layer)은 점차적으로 약간이나마 주름이 형성되며, 서로 다른 두뇌 구역(brain area) 간에서도 좀 더 명확하면서도 뚜렷한 모양새가 갖추어져, 우리가 알고 있는 두뇌(brain)의 세분화(division)된 영역(area)들을 좀 더 변별력 있게 구분할 수 있도록 하는 상태로 변화됩니다.
 이렇게 두뇌(brain)가 앞선 과정에 비해 심층적으로 발달(development)해가는 만큼, 태아(embryo)가 감지할 수 있는 자극(stimulation)의 종류와 양은 증가되며, 우리는 좀처럼 기억하지 못하겠지만 외부의 자극(external stimulation)을 통해 서서히 감정(emotion)을 느끼게 되는 시기이기도 합니다. 특히 생명활동(life activity)과 더불어, 출산(childbirth) 이후 실제로 현실 세계와 맞닥뜨릴 때 겪게 되는 외부의 다양한 스트레스(external stress)에 대항하기 위한 방편으로써, 두뇌(brain)의 전 영역(area)이 유기적으로 활동(activitty)하게 되는 시기이기도 합니다. 때문에 해당 시기부터는 체온(temperature)이나 호흡(breathing)을 보다 더 잘 조절(control)할 수 있게 되고, 신체 내부(internal)의 다양한 건강 인자(fitness factor)들을 어느 정도 조절(control)할 수 있는 능력(ability)이 형성됩니다.

 태아(embryo)의 두뇌해부학(brain anatomy)

 지금까지가 우리가 기존에 알고 있던 정보들을 넘어서서, 좀 더 세부적으로 태아(embryo)의 두뇌 발달(brain development)에 대한 해부학적 구조(anatomical structure)를 살펴본 내용입니다. 그리고 그에 따라 어떤 기능(function)들이 태아(embryo)로부터 형성되는지도 살펴본 내용입니다.
 많은 부모들은 출산(childbirth) 이전의 태아(embryo) 시기에서부터, 출산(childbirth) 이후 아이를 양육하는 과정까지, 세부적으로 어떻게 교육(education)시키고 활동(activity)시켜야 두뇌 발달(brain development)에 더 좋은 영향력을 행사할지 고민합니다. 그리고 그 과정에서 특정한 신체활동(body activity)이나, 혹은 운동(training)을 수행시키기도 합니다. 그리고 요즘은 운동전문가들 사이에서도 이러한 연령대를 타겟으로 하는 전문가들이 존재하기도 합니다. 방금 이야기한 모든 사항들은 철저히 인간(human)의 초기 형성 시기에서부터 두뇌(brain)가 어떻게 발달(development)해나가는지에 따라 달려 있습니다. 그리고 이러한 정보들을 전문가들이 훈련 현장에서도 제대로 적용할 수 있다면, 중추신경계(central nervous system)와 연관된, 세부적으로는 두뇌(brain)와 연관된, 좀 더 세부적으로 두뇌(brain)의 특정 영역(area)과 연관된 훈련 양식(training mode)들을 연구하고 행사할 수 있습니다. 결과적으로 이런 모든 내용들은 움직임 발달(movement development)에 대단히 필연적인 이야기일 수밖에 없으며, 그만큼 움직임 발달(movement development)을 추구하는 전문가라면 뇌(brain)에 대한, 그것도 태아(embryo)의 뇌(brain)에서부터 시작된 발생해부학적 기전(embryological & anatomical mechanism)을 이해해야만 합니다.

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김형욱이 읽어주는 '태아 발달(embryo development)에 따른 두뇌해부학(brain anatomy)'

 뇌(brain)의 구조(structure)를 이해할 수 있는 사람이 얼마나 있을까요. 그리고 이것들의 구조(structure)에 따라 발휘될 기능(function)들을 움직임(movement)으로 전이(translation)시킬 수 있는 전문가는 얼마나 있을까요.
 현장에서 이러한 내용들을 끊임없이 강조하고, 실제로 이러한 것들이 어떻게 적용되고 활용될 수 있는지 직접적으로 전달하기까지 하지만, 많은 운동전문가들은 그에 대한 중요성과 필요성을 실감하지 못합니다. 설사, 실감한다 하더라도 이들을 움직임(movement)에 전이(translation) 시기까지 스스로를 움직이지 못합니다. 하지만 이번 글에서도 상세히 살펴봤던 것처럼, 움직임(movement)에 영향을 주게 될 뇌(brain)의 수많은 영역(area)들은 우리가 알고 있는 특정한 신체 기관(organ)들보다도 먼저 발달(development)된 구조물(structure)입니다. 그만큼 현재 많은 전문가들이 주의를 기울이고 있는 구조물(structure)보다 압도적으로 많은 선행이 필요합니다. 이것은 작금의 전문가들이 당장 인정하든, 혹은 인정하지 않든, 시간이 흐를수록 이러한 사항들은 필수사항으로 요구될 것입니다. 그만큼 저는 이번 글을 통해서 두뇌(brain)에 대한 중요성을 시사한 셈입니다.

 

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