소뇌

小腦, Cerebellum

뇌간의 뒤에 존재하는 야구공만 한 크기의 뇌[1]. 그러나, 전체 뇌의 뉴런 중 80%가 몰려있는 뇌영역이기도 하다. 대뇌 신피질의 뉴런:소뇌 뉴런 = 약 1:3.6의 비율이다. 이 비율은 많은 종의 동물들에서 일관적으로 관찰된다.

전통적으로 감각 입력과 결을 맞추어 운동 출력을 조정하는 역할을 한다고 알려져 있다. 예를 들어 균형 잡는 능력. 그 외에도 비언어적 학습과 기억을 가능하게 하거나, 시간 판단, 정서 조절, 사회성, 소리와 표면결 변별 능력에 영향을 주는 걸로 밝혀졌다.[2]

우리가 "연습"을 통해 향상시킬 수 있는 신체 기능은 거의 모두 소뇌의 지배를 받는다고 생각하면 된다. 각종 운동(스포츠)은 물론이고 걸음마(보행), 손동작 같은 일상적 움직임, 심지어 무의식적인 몸동작 습관(body mannerisms)도 소뇌에 프로그램되어 있으며, 악기 연주 또한 소뇌가 기억한다. 때문에 오랜 기간 악기를 연주한 음악가들의 소뇌는 일반인의 소뇌보다 용적이 크다(관련 연구(영문)).

움직임을 정교하게 컨트롤하는 데 반드시 필요한 내부모형(internal model)을 지니고 있는 뇌라고 생각되고 있다. 인간의 동작 대부분, 특히 정교한 손의 움직임 같은 경우 별거 아닌 거 같아도 상상을 초월하는 수많은 근육과 관절이 관련되어 있어 연산량이 어마어마하다. 이러한 유기적이고 복합적인 수많은 근육들간의 상호 움직임을 제어해서 원하는 동작을 수행하기 위해서는 어떤 근육의 조합을 어떤 상황에서 어떻게 움직이면 몸이 어떤 식으로 움직이는지에 대한 상관관계를 알아야 하는데 이것이 내부모형이며 소뇌에 있는 것으로 추측되고 있다.

예를 들어 공을 던질 때를 생각해보자. 이때 우리는 의식적으로 손목은 45도 각도로 젖히고 허리는 60도 오른쪽으로 돌리고 등은 이 정도 뒤로 구부리고 어께를 얼마만큼 돌린 뒤 삼두근을 수축시키고 이두근을 이완시킨 뒤... (후략) 이렇게 명령을 내리며 생각해서 공을 던지진 않는다. 이러한 신경신호는 대뇌의 전운동영역과 운동영역에서 호출되지만, 이들이 몸을 정작 어떻게 움직일지에 대한 프로그램을 가진 곳이 소뇌인 것이다[3]. 물론 처음엔 이 컨트롤이 적당하지 않을 수도 있지만 우리는 훈련과 교육을 통해 어떻게 해야 진짜로 적당한 신호(명령)들을 근육에 줄 때 원하는 동작이 수행되는지 반복을 통해 소뇌에 기억시키게 된다. 어린 아기들이 정교한 동작을 잘 하지 못하는 것도 소뇌가 덜 발달되었고 프로그래밍된 동작들이 없어서 그렇다.

바느질, 걸음마, 자동차 운전, 연주, 노래, 심지어 젓가락질 같은 작업은 생전 처음 해볼 경우, 딴 생각 할 겨를도 없이 온 신경을 거기에 집중해야 한다. 이때는 대뇌에서 만들어지는 어떤 운동신호가 이런 작업을 수행할 수 있는지 소뇌가 학습을 못 했기 때문. 하지만 그 행동을 반복적으로 수행하여 "몸에 익히게" 되면, 즉 소뇌에 이런 작업이 프로그래밍되면, 딴 생각을 하면서도 능숙하게 해낼 수 있게 된다.

자전거, 스케이트, 인라인 스케이트, 스키같이 균형 잡는 게 무엇보다 중요한 스포츠들을 한동안 하지 않다가 다시 해도 균형을 잘 잡는 이유가 바로 소뇌에 이 균형 잡기가 프로그래밍되었기 때문. 흔히 말하는 몸으로 익힌 건 절대 못 잊는다는 말이 이걸 두고 하는 말. 심지어 글씨체(필체)도 소뇌에 기억되어 있으며 습관적으로 짓는 얼굴 표정까지도 소뇌 담당이다.

소뇌의 프로그래밍은 근육별로 이뤄지기 때문에 대칭성이 없다. 예를 들어 오른손과 왼손은 서로 대칭되지만 오른손에 숙달시킨 동작을 왼손으로 대칭시켜 수행하는 것은 안 된다(왼손으로 따로 연습해야 한다). 대표적으로 글씨를 쓰는 것이 있지만 그 외에도 모든 신체 동작이 마찬가지다. 예를 들어 오른손잡이 기타리스트는 왼손으로 연주하지 못하며 스케이트보더들은 왼발과 오른발 중 하나로밖에 보드를 타지 못한다. 심지어 야구의 투구나 권투같이 일견 간단해보이는 동작도 실은 고도의 숙련이 필요하며 비대칭적이다. 이러한 작업을 양손으로 다 할 수 있는 이들은(소위 양손잡이 ambidextrous) 한 손으로 익힌 뒤 그것을 대칭시켜 반대 손으로도 할 수 있는 것이 아니다. 양손 모두 연습한 것이다.

이 부분이 이상이 생기면 신체의 다양한 부위에 떨림이 나타나고 걷기가 힘들어진다. 마약과 알콜에 중독된 사람들에게 나타나는 게 바로 이 현상.

뇌에서 소뇌가 술에 가장 취약하며, 술을 마시고 말이 꼬이거나 비틀거리는 건 소뇌의 기능이 저해되는 까닭이 크다. 이 현상이 누적되면 술을 마시지 않아도 그런 증세들이 생긴다. 간은 알콜로 손상되어도 빠르게 회복하지만 소뇌는 간보다 회복 속도가 훨씬 느리다.[4]

어릴 때 손상을 입으면 지적장애가 일어나기도 한다.

소뇌의 소중함을 깨닫고 싶다면 평소 쓰던 손의 반대쪽 손으로 젓가락질이나 글씨를 써보면 된다. 평소 쓰던 손의 근육들은 이러한 동작에 필요한 명령들이 소뇌에 프로그래밍되어 내가 쉽게 할 수 있는 거지만 그렇지 않은 반대쪽 손의 경우 어려움을 느낄 것이다. 힘들게 노력해서 해봤자 속도와 정확도는 모두 떨어진다. 그 어려운 부분을 알아서 컨트롤해주는 게 바로 소뇌다. 한발로 서기[5], 글씨 쓰기[6], 손으로 주먹을 빠르게 쥐기 등은 소뇌가 작동해서 운동이 되는 것이며 우리가 할 수 있는것이다. 소뇌에 이상이 생기면 할 수 없는 동작들이다.

PTSD를 겪는 성인은 신체 활동을 조절하는 소뇌의 크기가 작다는 연구 결과가 나왔다.#

척수소뇌변성증(소뇌위축증, 다계통위축) - 소뇌에 퇴행성 변화가 일어나면서 거동이 불편해지고, 말을 하거나 글을 쓰는 등의 의사소통 역시 어려워지는 희귀병이다. 1리터의 눈물을 통해 많은 사람에게 알려졌다. 노태우 전 대통령이 사망 전까지 오랫동안 앓았던 병이기도 하다.[7]