뇌의 의식과 관련된 의학적 용어 및 정의

뇌의 의식 수준 변화(Altered Level of Consciousness)

사람의 명료한 의식과 혼수상태는 연속선의 양쪽 끝에 존재한다. 완전한 의식은 자신의 환경에 대해 최적으로 반응을 보이는 상태이다. 혼수는 그 반대로, 자극받았을 때조차도 반응하지 못하는 상태를 말한다. 다양한 범주의 인식(awareness)과 반응(responsiveness)이 두 개의 극단 사이에 존재한다. 연속선을 따라 다양한 지점을 나타내는 단계별 수준들은 임의로 정 한 것이며, 의식의 본질에 대해 보편적인 동의를 반영한 것은 아니다. 기면이나 혼미와 같은 용어는 의료인에 따라 다르게 해석될 수도 있다. 
의식은 두 개의 기본적인 구성요소를 갖는다. 각성(arousal)과 내용(content)이다. 각성이란 뇌간 신경로 중 주로 망상활성계의 기능을 말하며 깨어있는 것을 통제한다. 내용은 서로를 연결하는 대뇌반구의 종합적인 기능을 말하며 생각, 행동, 언어, 그리고 표현을 포함한다. 각성과 내용, 혹은 둘 모두가 개인의 의식 수준을 변화시킬 수 있다.
뇌의 의식 수준 변화의 원인으로 대개 2가지, 구조적 원인과 대사성 원인을 확인한다. 그중 구조적 원인은 신경로를 차단하는 대뇌피질이나 뇌간에 있는 종양과 같은 물리적 병소를 포함한다. 저혈당증이나 저산소증과 같은 대사성 원인은 세포의 환경을 변화시키고 신경원의 기능을 변화시킨다. 의식 수준의 변화를 경험하는 사람들의 정확한 통계는 알 수 없지만, 의식 수준의 변화를 초래하는 다양한 원인은 임상 실무에서 흔히 접하는 문제들이다. 모든 연령대의 환자들은 짧게 혹은 오랜 기간 동안 의식 수준의 변화를 경험할 수 있다.
수준 변화의 세 가지 독특한 상황들은 의식에 대한 생리학적 복잡성을 보여준다. 지속적 식물인간 상태(persistent vegetative state) 는 심한 뇌 손상 후 발생할 수 있다. 이 상태에 있는 환자들은 각성을 의미하는 눈뜨기와 수면각성주기를 나타내주지만, 인지적 기능을 나타내지는 못한다. 다른 말로, 이들 환자는 호흡 욕구, 뇌간 반사, 그리고 망상활성계의 몇몇 기능은 갖고 있지만, 그들 주변의 환경에 대해 자발적으로 상호작용하는 인지적 기능은 수행하지는 못한다.
폐쇄 증후군(locked-in syndrome)은 잠금 증후군 이라고도 하며 뇌간의 운동성 신경전달로가 파괴되어 신체의 움직임이나 말을 하지는 못하지만, 망상활성계와 상위의 인지기능은 정상적으로 남아있어 환경과의 상호작용은 할 수 있는 상태이다. 잠금 증후군 환자라 할지라도 연수의 상부 영역에 있는 신경전달로는 보존되어 눈을 깜박이거나 외안근을 움직이는 것과 같은 기능은 할 수 있다. 그러므로 잠금 증후군 환자들은 눈의 움직임을 이용하여 의사소통하며, 생각이나 의식이 온전하여 상황에 대한 이해도 가능하다.
뇌사(brain death)는 특수한 생리학적 양상을 가진 의식수준이다. 심각한 뇌 손상 환자는 법률에 따라 제시된 엄격한 기준에 부합될 때 뇌사로 인정받는다. 뇌사를 인정하는 법률은 다양하지만, 대부분은 몇 가지 같은 기준을 갖는다. 우선 약물 과용이나 저체온증과 같은 가역적인 원인이 배제될 수 있도록 혼수의 원인을 알고 있으며 외부 자극에 대해 반응이 없다. 또 뇌간 반사가 없고 탄산과잉증의 상태에서 호흡성 노력이 없다. 이런 기준들은 사망에 대한 전통적인 비전문가적 기준 심장
박동이 없는 것을 포함하지 않기 때문에 실제적이다. 세포조직과 기관을 기증하는 상황에서 뇌사의 정의는 특별히 중요하다.
완전한 의식은 신경계 내에서 일어나는 수많은 정교한 상호작용의 산물이다. 각성은 망상활성계의 기능이다. 뇌간 상부, 시상, 그리고 시상하부의 신경섬유는 뇌와 말초 신경계에 있는 감각 신경전달로로부터 자극을 받아들인다. 각성은 뇌간 망상활성계의 기능으로 망상활성계 섬유들이 대뇌반구를 자극하여 각성 유도 및 각성 유지를 한다. 사람이 각성할 때 환경에 대해 반응을 할 준비가 된다. 또한 대뇌피질은 피질로 보내진 정보를 조절하고 조정하기 위해 망상활성계에 피드백을 제공한다. 대뇌반구의 기능은 의식적으로 환경에 반응하는 능력이다. 대뇌피질, 간뇌, 그리고 상위 뇌간은 수의적인 운동기능, 언어, 기억, 그리고 정서를 조절하기 위해 함께 연합하여 활동한다. 이런 상위 수준의 인지적 기능들은 의식의 구성성분 영역(content portion)을 나타낸다.
의식을 조절하는 신경계의 차단은 구조적 혹은 대사성으로 발생할 수 있다. 종양이나 뇌졸중과 같은 구조적 병소는 신경 전달로를 차단하며, 병소의 위치에 따라 특정한 국소적인 신경학적 손상을 보인다. 저혈당이나 약물 과용과 같은 대사성 원인은 세포의 생화학적 환경에 영향을 주어 세포의 기능을 변화시킨다. 대사성 변화로 인해 발생한 의식 수준의 변화는 대부분 포괄적이고 비 국소적인 신경학적 손상을 나타낸다.
선택적인 감각성 지각변화를 보이는 환자는 의식 수준의 변화도 경험할 수 있다. 환상, 초조, 그리고 망상을 경험하는 환자들은 흔히 뇌의 대사성 환경을 방해하는 저산소증, 감염, 혹은 약물 상호작용의 문제 같은 기본적인 대사성 문제를 갖고 있음이 발견되었다.
의식 수준 변화를 경험하는 환자들은 환경과 적절하게 상호작용하고, 손상으로부터 자신을 보호하는 능력이 없기 때문에 다양한 합병증이 발생할 수 있다. 의식 수준 변화가 심각해질수록 환자들은 모든 신체 계통이 손상을 받기 때문에 더 취약해진다.