닥터 구의 건강 칼럼 (24)
손 떨림 원인과 파킨슨병 — 운동 명령이 전달되는 과정부터 알아야 하는 이유
손 하나 까딱하는 그 순간, 뇌에서는 무슨 일이 일어날까지난 편에서는 알파-시뉴클린이 파고드는 흑색질이 뇌 안 도파민 공장 역할을 한다는 것,
그리고 이 자그마한 부위가 우리가 매일 하는 웬만한 동작을 다 책임지고 있다는 이야기를 했습니다.
그럼 흑색질이 만들어내는 도파민은 실제로 몸이 움직이는 순간 무슨 작업을 하고 있을까요?
이 질문에 답하려면 먼저 한 가지를 짚고 넘어가야 합니다.
우리가 동작 하나를 만들어낼 때 그 전체 과정이 어떤 틀로 굴러가는지에 대한 밑그림입니다.
이번 글에서는 지극히 흔한 동작 하나를 골라, 그것이 완성되기까지 운동 회로가 어떻게 돌아가는지 처음부터 끝까지 짚어보겠습니다.
커피잔을 든다는 단순한 행동, 그 뒤의 정교한 협업아침에 커피잔을 손으로 잡는 장면을 그려봅시다. 너무나 익숙해서 별생각 없이 해내는 동작이지만,
사실 이 짧은 순간 안에 뇌의 여러 영역이 눈 깜짝할 새 정밀하게 협력하는 과정이 숨어 있습니다.
이 협력은 크게 네 단계로 나뉩니다.
대뇌 → 기저핵(Basal Ganglia) → 척수 → 근육, 이 순서로 명령이 흘러갑니다.
차례차례 짚어보겠습니다.
1단계 — 대뇌에서 명령이 만들어진다
"커피잔을 잡아야지"라는 생각이 스치면, 대뇌 운동 영역에서 그에 맞는 명령이 생성됩니다.
대뇌 운동 영역은 뇌 가장 바깥층 회색질에 위치한 부위입니다.
여기서 생겨난 명령은 전기 신호 형태로 뇌 곳곳으로 퍼지기 시작합니다.
그런데 흥미로운 사실 하나.
대뇌가 명령을 내놓았다고 해서 그게 바로 손 근육으로 직행하는 건 아닙니다.
중간에 한 번 명령을 "손질"하는 절차가 끼어듭니다.
2단계 — 기저핵이 명령을 정밀하게 손본다
대뇌가 만든 명령은 먼저 기저핵(Basal Ganglia)이라는 구역을 지나갑니다.
기저핵은 뇌 깊은 곳에 모여 있는 여러 구조물의 집합입니다.
세세한 구조나 기능은 다음 편에서 본격적으로 파고들 예정이고, 이번 글에서는 비유 하나로 기저핵의 역할을 간단히 스케치해보겠습니다.
오케스트라에 견줘보면 대뇌가 "이 곡을 연주하겠다"고 마음먹는 작곡가라면,
기저핵은 각 악기가 언제 어느 정도 크기로 소리를 낼지 맞춰주는 지휘자에 해당합니다.
커피잔 집는 동작으로 다시 돌아가 볼까요.
별것 아닌 듯한 이 동작에도 실은 수많은 미세 조정이 들어갑니다.
팔을 어느 쪽으로 얼마나 빠르게 뻗을지, 손가락은 언제 펼치고 언제 잔을 감쌀지, 잔을 쥘 때 힘 조절은 어떻게 할지.
힘을 너무 주면 잔이 깨지고, 너무 풀면 잔을 떨어뜨립니다.
이런 세세한 조정들을 — 대뇌의 막연한 명령("커피잔을 집자")에서 시작해 —
실제 근육이 따를 수 있는 구체적인 실행 계획으로 옮겨주는 작업, 이게 바로 기저핵이 하는 일입니다.
그리고 기저핵이 이 작업을 제대로 수행하려면 꼭 있어야 하는 게 하나 있습니다.
흑색질에서 넘어오는 도파민입니다.
도파민이 기저핵 안에서 구체적으로 어떻게 작용하는지는 앞으로 이어질 글들에서 자세히 다루겠습니다.
3단계 — 척수를 지나 근육에 이르다
기저핵을 거쳐 다듬어진 명령은 이제 척수를 지나 팔과 손 근육까지 전달됩니다.
척수는 뇌와 몸 전체를 이어주는 굵은 신경 다발로, 뇌에서 시작된 운동 명령을 몸 각 부위로 실어 나르는 고속도로에 비유할 수 있습니다.
이 구간에서는 명령이 더 손질되지 않습니다.
척수는 뇌의 지시를 손상 없이 빠르게 근육까지 전달하는 통로 역할만 맡습니다.
4단계 — 근육이 드디어 움직인다
명령이 마침내 근육에 닿으면, 근육이 수축과 이완을 반복하며 실제 움직임이 완성됩니다.
커피잔 하나를 집는 동작 안에서도 여러 근육이 정확한 순서와 힘의 세기로 함께 움직입니다.
어깨 근육이 팔을 들어 올리고, 팔꿈치가 펴지면서 팔이 잔 방향으로 뻗어 나가며, 손목 각도가 미세하게 맞춰지고, 손가락이 잔을 감싸 쥡니다.
이 모든 동작이 물 흐르듯 이어집니다.
이 전 과정이 1초도 안 걸린다가장 놀라운 대목은 — 지금까지 살펴본 네 단계가 통째로 1초도 걸리지 않는다는 점입니다.
우리가 눈치채지 못하는 사이에 대뇌, 기저핵, 척수, 근육이 순식간에 손발을 맞춥니다.
그저 "커피잔을 집어야지" 하고 생각했을 뿐인데, 다음 순간 손에는 이미 잔이 들려 있는 셈이지요.
이런 매끄러운 협업이 가능한 이유 중 하나는 흑색질이 만드는 도파민이 두 번째 단계인 기저핵의 명령 조율 작업을 뒷받침해주기 때문입니다.
도파민이 모자라지면 이 협업 체계가 삐걱거리기 시작합니다.
그 삐걱거림이 환자에게 구체적으로 어떤 모습으로 나타나는지는 이후 글들에서 차근차근 살펴보겠습니다.마치며운동 명령이 몸속에서 전달되는 전체 경로 — 대뇌 → 기저핵(Basal Ganglia) → 척수 → 근육 — 를 한 번에 훑어봤습니다.
이 회로의 한복판에 있는 부위가 바로 기저핵이었습니다. 기저핵은 정확히 무슨 일을 하고,
어떻게 그 많은 미세 조정을 한꺼번에 처리해내는 걸까요?
다음 편에서는 기저핵을 좀 더 깊이 파고들어 보겠습니다.참고자료학술 2차 문헌
Lanciego JL, Luquin N, Obeso JA. Functional neuroanatomy of the basal ganglia. Cold Spring Harb Perspect Med. 2012;2(12):a009621. (기저핵 기능해부의 표준 종합 리뷰)
