【뇌과학올림피아드】 8강. 신경진화론

8강. 신경진화론

 

추천글 : 【생물학】 뇌과학올림피아드 목차

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1. 개체발생 중 뇌포에서의 종족발생 [본문]

2. 인간과 동물의 비교 [본문]

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1. 개체발생 중 뇌포에서의 종족발생(phylogenesis of cerebral vesicle in ontogenesis) [목차]

⑴ 전뇌(Prosencephalon) 

① 종뇌(Telencephalon) 

○ 대뇌반구(Cerebral Hemisphere)

○ 외투(Pallium) 또는 피질(Cortex)

○ 신피질(Neopallium, Neocortex) : 인간의 피질의 대부분은 신피질임

○ 구피질(Paleopallium, Paleocortex) : 해마옆이랑(Parahippocampal Gyrus), Pyriform Cortex, 전천공질(Anterior Perforated Substance), 터미널옆이랑(Paraterminal Gyrus), 뇌량하이랑(Subcallosal Gyrus) 등

○ 고피질(Archipallium, Archicortex) : 치아이랑(Dentate Gyrus), Fasciolar Gyrus, 회색층(Indusium Griseum), 해마(Hippocampus) 등

○ 기저핵(Basal Ganglia)

○ 선조체(Striatum)

○ 신선조체(Neostriatum) : 조가비핵(Putamen), 꼬리핵(Caudate Nucleus) 등

○ 구선조체(Paleostriatum) : 창백핵(Globus Pallidus, Globus Pallidum) 등

○ 고선조체(Archistriatum) : 편도체(Amygdaloid Nucleus) 등

○ 시상밑핵(Subthalamic Nucleus)

○ 흑질(Substantia Nigra)

② 간뇌(Diencephalon)

○ 시상(Thalamus)

○ 신시상(Neothalamus) : Dorsal Thalamus 등

○ 구시상(Paleothalamus) : 수질판내핵(Intralaminar Nuclei)

⑵ 중뇌(Mesencephalon)

① 중간뇌(Midbrain)

○ 신중뇌(Neomesencephalon) : Cerebral Peduncle, Crus Cerebri

○ 구중뇌(Paleomesencephalon) : Tegmentum

⑶ 능뇌(Rhombencephalon) 

① 후뇌(Metencephalon)

○ 소뇌(Cerebellum)

○ 신소뇌(Neocerebellum, Cortocopontocerebellum) : Medial, Ansiform Lobule 등

○ 구소뇌(Paleocerebellum, Spinocerebellum) : Anterior Lobe, Uvula, Pyramis 등

○ 고소뇌(Archicerebellum, Vestibulocerebellum) : Flocculus, Nodulus 등

○ 뇌교(Pons)

② 연뇌(Myelencephalon)

⑷ 척수(Spinal Cord)

① 신척수(Neospinal Cord) : Spinothalamocortical Pathway 등

② 구척수(Paleospinal Cord) : Spinoreticulothalamocortical Pathway 등

 

 

2. 인간과 동물의 비교 [목차]

⑴ 항상 인간이 다른 짐승에 비해 몸무게에 대한 상대적 뇌 무게 및 뇌 크기가 특출나지 않음

① 대수계산자(Logarithmic Scale) : 상용대수에 비례한 길이로 눈금을 매기는 것, 자릿수가 많은 수치의 표현에 용이

 

 

출처 : Roth 및 Dicke, 2005

Figure. 1. 각 동물별 체중에 대한 뇌의 무게 및 상대적 무게^]

 

⑵ 인간은 다른 동물들에 비해 뇌의 주름 구조가 발달돼 있음

① 주름으로 인해 뇌의 표면적이 넓어짐

② 이로 인해 정보처리 영역의 밀도를 높일 수 있음

③ 또한 뇌 영역 간 주 연결로 사이의 거리를 짧게 해서 신호 전달을 용이하게 할 수 있음

 

Figure. 2. 각 동물별 뇌의 형태

 

⑶ 인간은 정교한 손의 움직임을 위하여 연합영역이 발달돼 있음

① 즉, 감각으로 얻어진 많은 정보들에 대한 판단을 담당하는 영역이 더 커진다.

② 다중연합영역(Multimodal Association Area) : 다음 영역들을 통합하는 영역 

○ 일차감각영역(Primary Sensory Area)

○ 이차감각영역(Secondary Sensory Area)

○ 운동영역(Motor Area)

③ 사람의 손가락은 5개이지만, 손가락 운동을 조절하는 인대는 3개 혹은 4개

④ 사람 손 기능의 50%는 엄지가 담당

⑤ 사람은 손을 잘쓸 뿐만 아니라 소리로 전달되는 정보의 전달경로가 잘 발달

⑥ 동물의 뇌는 잘 사용하는 기능에 대하여 특화되어 있다. 오리너구리는 부리, 고양이나 쥐는 입가의 털이 예민

 

출처 : Padberg et al, 2007

Figure. 3. 각 동물별(Titi, Cebus, Macaque, Human) 뇌의 형태^]

■ V1과 3b(1차 체성감각 영역), ■ 다른 체성감각 영역과 시각 영역

■ 브로드만 영역 2, ■ 브로드만 영역 5, ■ 다른 후두정피질영역(Posterior Parietal Cortical Field)

 

⑷ 더 고등한 영장류일수록 머리 위치가 높아짐

⑸ 반구 비대칭성(Hemispheric Asymmetry)

① 반구 비대칭성은 보편적(Rogers & Andrew, 2002)

○ 편재화는 진화상 안정된 전략(ESS; Evolutionary Stable Strategy)

○ 편재화 기능이 있는 새, 물고기 등이 주의력 전환이 좋음(Vallortigara & Rogers, 2005)

○ 사회문화적 메커니즘

○ 유전적 메커니즘(Halpern, Gunturkun, Hopkins, Rogers, 2005)

② 오른손잡이 우세 : 인간만의 특징, 진화론적으로 동시 출현

○ 손잡이(Handness)는 뇌의 편재화(Lateralization) 정도를 나타내는 척도

○ Non-dominant Hand에 비해 Dominant Hand의 조절에 관여하는 반구의 연결성이 더 긴밀

③ 언어의 좌뇌 우세 : 인간만의 특징, 진화론적으로 동시 출현

○ 언어 뇌의 특징 : 좌반구 우세, 우반구에서도 음조, 음성, 강세 등 처리

○ 왼손잡이도 언어중추가 좌뇌에 우세함

 

입력 : 2018.10.05 23:17