브로카 영역(Broca's area)
좌반구 전두엽에 존재하는 뇌의 특정 부위로 언어 생성을 제어하고 말을 하는 기능을 담당하고 있다. 브로카 영역은 인류가 호모 하빌리스였을 때부터 발달해온 것으로 추측된다.
이는 프랑스의 인류학자, 외과의사이자 신경해부학자인 폴 피에르 브로카(Paul Pierre Broca)에 의해 밝혀져 브로카영역이라 명명되었다.
위치
브로카 영역은 대뇌피질 전두엽에 있는 하전두회의 판개부(pars opercularis)의 뒷부분과 삼각부(pars triangularis)의 앞부분에 위치한다. 이때 통상적으로 좌반구의 것만 브로카 영역이라고 하는데, 이는 베르니케 영역도 동일하다. 브로드만 영역으로는 44번과 (논란이 있지만) 45번이 이에 속한다. 브로카는 베르니케 영역과 대뇌궁상섬유로 연결되어 있다. 마카크의 상동 부위는 조음기관과 얼굴 근육의 고차원적 조절을 담당한다.
부위
브로카 영역은 해부학적으로 anterior ascending ramus를 기준으로 앞쪽의 삼각부와 뒷쪽의 판개부로 나뉜다.
삼각부: 다중 모드 자극으로 인해 촉발된 언어행위의 계획을 담당하는 것으로 여겨진다.
판개부: 단일 모드 자극에 대한 처리나 운동피질에 가깝기 때문에 음성언어 산출을 위한 발성기관의 조정을 담당한다고 여겨진다.
브로카 실어증
1861년 폴 브로카(Paul Broca)는 사망한 간질 환자를 부검하였다. 이 환자는 약 20년 동안 간질을 앓으면서 뇌 손상을 입었고, 오른쪽 신체가 마비되었으며, 말을 하지 못했다. 추후 논문에서 브로카의 환자 레보른 씨(M. Leborgne)는 ‘Tan’으로 불렸는데, 이는 이 환자가 말할 수 있는 유일한 단어들 중의 하나가 ‘Tan’이었기 때문이다. 이 환자는 tan이라는 단어를 여러 의미로 사용했고, “Tan, tan, tan, tan ∙∙∙∙∙∙”등과 같은 문장을 말하기도 했다. 레보른 씨는 말을 하는 것이 어려운데도 언어 이해 능력에서는 결함을 보이지 않았고, 지능 또한 정상 수준을 유지했다.
이 증상은 후에 폴 브로카의 이름을 따 '브로카 실어증'이라는 이름이 붙여졌다. 브로카 영역에 손상을 입은 사람들은 브로커 실어 증상을 보여 문법적으로 복잡한 문장을 만들어내는 것이 불가능해진다. 대부분 문법적 기능이 미약한 내용어로만 문장을 구성하게 된다. 환자는 대부분 자신에게 언어장애가 있음을 자각한다. 또 복잡한 특정 문장의 경우 서투르게 이해할 수 있지만, 대부분 정상적으로 이해할 수 있다.
한 가지 예시로 브로커 실어증 환자가 치과에서 병원까지 어떻게 왔는지에 대한 물음에 다음과 답하였다.
"Yes... ah... Monday... er... Dad and Peter H... (his own name), and Dad.... er... hospital... and ah... Wednesday... Wednesday, nine o'clock... and oh... Thursday... ten o'clock, ah doctors... two... an' doctors... and er... teeth... yah."
네... 음... 월요일... 어... 아빠랑 피터 H.(본인)... , 그리고 아빠랑... 어... 병원... 또 어... 수요일... 수요일, 아홉 시... 그리고 음... 목요일... 열 시, 음 의사... 두... 의사... 그리고... 이빨... 네.
브로커 실어는 베르니케 실어와 대조적이다. 칼 베르니케에 의해 명명된 베르니케 실어증은 보다 후측 영역인 좌반구의 상측두회 손상으로 일어나는데, 이 경우 언어 이해에 장애를 보인다. 따라서 베르니케 실어증 환자의 언어 산출은 비교적 자연스러운 흐름과 문법을 가짐에도 불구하고 대개의 경우 무의미한 것이 된다. 따라서 이 실어증은 감각성 실어로 분류하기도 한다.
양전자 방출 단층촬영(PET) 및 fMRI에 의해 말을 더듬을 때 브로카 영역의 활동이 저하되는 것이 발견되었다. 또한 이때 우반구 브로카 상동 영역의 활동이 증가한다. 이는 브로카 영역이 우뇌의 상동 영역을 억제하는 기능이 저하되었기 때문으로 새거되었다. 자기공명영상법을 통해 말더듬는 사람은 삼각부 부피가 작은 것으로 나타났다.
브로카 영역, 베르니케 영역
전통적인 모델에서 뇌에서 언어를 관장하는 영역으로 가장 잘 알려진 부위는 바로 브로카 영역 (Broca’s Area)과 베르니케 영역 (Wernicke’s Area) 입니다. 모두 좌반구에 위치해 있으며, 브로카 영역과 베르니케 영역은 각각 외과와 신경과 전문의였던 폴 브로카와 칼 베르니케가 뇌의 특정 부위의 손상으로 인해 실어증이 온 환자들을 통해서 언어능력을 관장하는 뇌 부위를 관찰함으로써 알려지게 됩니다.
브로카 영역은 전두엽의 아래이마이랑 (inferior frontal gyrus)에 위치해 있으며,주로 언어 발화 (language production)과 관련있는 부위로 알려져 있습니다. 브로카 영역의 손상이 온 환자들은 온전한 문장을 발화하는 것이 어려우며, 말이 계속 끊어지고 특히 기능어 (function word: 관사, 조사 등 문법적 기능을 담당하는 단어) 를 많이 생략하는 모습을 보입니다. 언어 이해 (language comprehension)은 비교적 양호한 모습을 보이지만, 이때도 복잡한 문장 구조의 이해는 어려워하는 모습을 보이므로 브로카 영역이 언어처리에서 문법 처리 전반의 기능을 담당하는 것으로도 해석됩니다. 즉, 앞으로 말할 내용을 계획하거나, 문법적으로 옳은 문장을 발화하도록 돕는 부위가 브로카 영역인 것입니다.
이와 반대로 베르니케 영역은 주로 언어 이해를 담당하는 것으로 알려져 있습니다. 측두엽의 위관자고랑 (superior temporal gyrus)에 위치해 있으며, 단어나 문장의 의미 처리 전반에 관여하는 것으로 알려져 있습니다. 베르니케 영역의 손상이 온 경우 발화 기능에는 문제가 없기 때문에 굉장히 유창하게 말을 하는 것으로 보이지만, 상대방의 말을 이해하지 못하는 것으로 보이며, 이해할 수 없는 의미의 문장을 쏟아내는 경우가 많습니다. 또한 언어 발화에서 중요한 기능인 자기 모니터링 (self-monitoring: 본인이 한 말을 실시간으로 들으면서 틀린 부분을 수정하는 기능)이 손상되었기 때문에, 본인이 하는 말을 다른 사람들이 이해하지 못한다는 점을 인지하지 못합니다. 단어의 음성 계획 (phonological planning)에도 영향을 미친다는 연구도 있습니다.
브로카 영역과 베르니케 영역을 연결해주는 궁상섬유다발 (arcuate fasciculus)는 신경 다발로, 언어 발화와 언어 이해 기능을 연결시켜 주고 있습니다. 이 부분에 손상이 생긴 경우, 발화와 이해 각각의 기능에는 문제가 없지만, 잘못 발화한 경우 그것을 고치는 기능 (self-repair)을 어려워하게 됩니다. 자기 모니터링이 되기 때문에 본인의 실수를 자각하지만, 이해와 발화 사이의 연결이 원활하지 못해 자각한 내용을 발화로 옮기기 힘든 것입니다. 이외에도 상대방의 말을 따라해야 하거나 (repetition) 문장을 소리내서 읽는 등 이해와 발화 기능이 동시에 사용되는 경우 어려움을 겪게 됩니다.이 세 가지 부위는 전통적인 모델에서 가장 주요한 언어 처리 부위로 알려져 있습니다. 그러나 최근에는 언어 처리 모델의 발전으로 인해 다양한 언어처리를 위한 신경 경로를 전제하고 있습니다.
