뇌(brain)의 해부학적 구조와 작용 6 - 소뇌 cerebellum 낙서장
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4 소뇌 cerebellum의 해부학적 구조와 작용
소뇌는 연수와 교 뒤쪽에 있다. 대뇌 다음으로 신체운동에 중요한 대뇌의 자문기관이다. 소뇌는 뇌간과는 다르게 피질이 회백질이며 그 내부가 백질이다. 이 백질 속에 다시 회백질로 된 부위가 있는데, 이것을 소뇌핵이라고 한다. 소뇌 표면에는 옆으로 주름이 많아서 회백질의 면적이 넓다. 소뇌의 모든 기능은 의식과 관계없이 이루어진다.
1) 소뇌의 구조 structure of cerebellum
소뇌는 외형적으로는 중앙부에 세로로 지렁이처럼 길게 자리 잡은 충부 vermins, 그 양쪽으로 소뇌 반구 hemisphere가 있다. 양쪽의 반구는 소뇌체와 편엽소절엽 flocculonodular lobe으로 나누어진다. 소뇌체는 전엽 anterior lobe과 후엽 posterior lobe으로 구분된다. (현문사 인체해부학 그림 12-24 참고)
충부를 제외한 후엽을 신소뇌 neocerebellum이라고 한다. 전엽과 충부의 끝부분을 구소뇌 paleocerebellum, 편엽소절엽은 소뇌의 시작부위라고 하며 원시소뇌 archicerebellum라고 한다.
(1) 소뇌 피질 cortex of cerebellum,
소뇌 피질은 바깥쪽으로부터 분자층 molecular layer, 푸르키니에 세포층 purkinje layer, 과립층 granular layer 3층으로 구성되어 있다.
① 푸르키니에 세포층(두 번째 층): 소뇌에서 나오는 유일한 출력섬유를 내는 대형 푸르키니에 세포가 1층에 배열하고 있다. 그 수상돌기는 분자층 안에 넓게 퍼져 있다.
② 과립층(세 번째 층) : 소뇌로 입력되는 정보를 중계를 하는 소형 과립세포가 있고, 그 축삭은 분자층 안에서 평행섬유가 된 다음 푸르키니에 세포의 수상돌기와 시냅스 결합한다.
③ 분자층 (첫 번째 층) : 억제성 골지세포 golgi cell, 농세포(바구니 세포), 성상세포의 3 종류의 세포가 있다. 푸르키니에 서포는 억제성 세포이며, 그 축삭의 종말에서 신경전달물질인 감마 아미노 젖산을 방출한다.
(2) 소뇌핵 cerebellar nucleus - 원심성 섬유
푸르키니에 세포가 전달하는 정보를 받아들인 후 원심성 섬유를 내보내는 곳이다. 밖에서부터 안쪽으로 4개의 핵이 존재한다. 바깥쪽부터 안쪽으로 존재하는 4개 소뇌핵의 배열순서와 기능은 다음과 같다.
① 치상핵 dentate nucleus : 대뇌의 수의 운동 억제 및 정교한 운동에 관여한다.
② 전상핵 emboliform nucleus : 중력지탱에 관여한다.
③ 구상핵 globus nucleus : 골격근의 긴장 및 고유감각에 관여한다.
④ 실정핵 fastigial nucleus : 평형 및 회전감각을 조절한다.
소뇌로부터 나오는 원심성 섬유는 푸르키니에 세포의 축삭뿐이며, 소뇌핵으로 들어간 후 대뇌 피질로 향하는 경로와 뇌간 brain stem으로 향하는 경로로 나누어진다.
(3) 구심성 자극의 소뇌로 cerebellar tract 입력 경로
소뇌는 대뇌 피질의 원심성 정보, 즉 운동 명령과 함께 전정기관, 소뇌와 관련된 상행로를 거쳐 들어오는 감각 정보를 모두 얻는다. 짧게 표현하자면 소뇌는 운동정보와 감각정보를 모두 얻는다.
① 대뇌 피질의 주된 연합영역 및 운동 영역에서 생긴 자극이 교핵을 통해 전달되는 경로.
② 전정기관으로부터 1차 전정신경으로 직접 전달되거나 또는 교에 있는 전정핵에서 시냅스를 통해 전달되는 경로.
③ 고유수용성 및 기타의 체성감각 수용기에서 직접적으로 전달되거나(척수소뇌로), 연수의 외측 망상체핵을 통해 들어가는 것(척수망상체 소뇌로) 등의 경로.
위의 3가지 경로를 통해 소뇌에 들어온 자극은 태상섬유 coated form fiber를 통해 푸르키니에 세포에 전달된다.
(4) 소뇌와 뇌간 brain stem의 소뇌각 cerebellar pedencle의 관계
소뇌의 전면은 제4뇌실의 천장을 이루고 있다. 그리고 이곳은 뇌간과의 사이에 소뇌각이라는 짧은 신경섬유로 연결되어 있다.
①상소뇌각 superior cerebellar pedencle : 소뇌핵에서 기시된 섬유를 중뇌 적핵이나 간뇌 시상으로 연결하는 전도로.
②중소뇌각 middle cerebellar pendencle : 대뇌피질에서 발생한 흥분을 교핵(nucleus of pon or pontine nuclei)을 통해 전도 받는 섬유다발이다.
2) 소뇌의 기능
소뇌의 기능을 한마디로 표현하자면 입력된 정보, 즉 대뇌 피질의 운동 명령, 말초에서 올라오는 감각 정보를 받아들여 신체의 운동 혹은 반응을 적절히 조정하고 조절할 수 있도록 한다.
(1) 근운동 조절
소뇌는 대뇌의 운동영역과 신경섬유를 주고받으며 또한 근육 속에 있는 근방추의 고유수용기에서도 신경섬유를 받아 근육운동 상황을 알고 그 정보를 대뇌의 운동영역으로 올려보내 간접적으로 근운동을 원활하게 조정한다. 연필을 잡으려고 손을 뻗는 동작은 대뇌가 하는 일이며, 그 목표물을 정확하게 조준하는 일은 소뇌가 하는 일이다.
(2) 자세의 균형
몸의 자세와 균형을 바로 잡게 한다. 몸의 자세와 균형이 흐트러지면 내이의 반규관에서 흥분파가 발생돼 소뇌의 구심성 경로를 통해 소뇌로 들어오게 되고, 소뇌에서는 이러한 정보와 자세 유지근으로부터 올라오는 고유수용기의 정보를 종합하여 분석한 후 대뇌로 보낸다. 골격근에 직접 명령을 내리는 곳은 아니지만 잘 조정되고 원활한 운동을 할 수 있도록 평형을 유지토록 한다.
(3) 기타
시각, 청각 및 촉각 조정에도 영향을 미친다. 소뇌를 완전히 제거했을 경우 사지가 강직성 발작을 일으킨다.
3) 소뇌 손상으로 인한 기능 이상
(1) 겨냥 이상이 생겨 손이나 발을 필요 이상으로 뻗는 일이든지 그 전에 멈추는 일이 발생한다.
(2) 떨림(tremor)이 발생한다. 어느 자세를 유지하고 있을 때 나타나는 정지 떨림, 동작을 향할 때 나타나는 동작 떨림, 목표물에 접근하였을 때 특히 뚜렷함은 말기 떨림이라고 한다.
(3)운동해리 decomposition가 일어난다. 이는 어느 동작을 할 때 관여하는 개개의 운동순서가 잘 맞지 않는다. 이 증상 때문에 걷기나 평형기능이 원활하지 않고 손가락으로 코끝을 만지거나 좌우 둘째 손가락을 앞으로 모으는 동작이 서툴러진다. 또 손과 팔의 회외, 회내를 교대로 빠르게 되풀이하려고 하면 손과 팔의 운동상황을 파악하지 못하고 결국 불규칙한 느린 운동으로 나타난다. 이를 변환운동불능 adiadochokinesis이라고 한다. 또한 술 취한 사람처럼 보행하게 된다.
뇌(brain)의 해부학적 구조와 작용 5 - 뇌간 brain stem 낙서장
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4 뇌간의 해부학적 구조와 작용
뇌간(brain stem)은 중뇌(mid brain), 교(pon), 연수(medulla oblongata)를 합쳐 부르는 말이다. 상행로(감각)와 하행로(운동)가 지나가는 길목이다.
1) 중뇌 mid brain
중뇌는 교 pon의 바로 위에 있으며 뇌간 중 가장 작은 뇌이다. 중뇌는 배측부와 복측부로 나누어진다. 복측부를 대뇌각 cerebral pedencle이라고 한다. 배측부를 중뇌개 tectum이라고 한다. 중앙부를 피개 tegmentum라고 한다. 대뇌각 바로 뒤에 짙은 회색을 띤 활 모양의 흑질(substantia nigra, 추체외로계)이 있다. 피개는 이 흑질을 경계로 대뇌각의 배측 부위를 형성한다.
*현문사의 인체 해부학에서 피개를 교뇌(pon) 배측부의 연장이며 중뇌의 중앙부로 기술하고 있다. 현문사의 인체 생리학에서는 대뇌각의 배측 부위를 피개로 분류하고 있다. 이 책에서는 대뇌각과 피개에 관한 언급만 있을 뿐 중뇌개에 관한 언급은 없다.
인체 해부학 499P, 12-22를 참고할 것.
(1) 중뇌개 tectum - 배측부(후부)
한 쌍의 상구와 하구가 있다. 상구 superior colliculi는 시각전도로(시상후부의 외측 슬상체와 관계)의 중계소, 하구 inferior colliculi는 청각전도로(시상후부의 내측 슬상체와 관계)의 중계소이다. 상구와 하구를 합하여 사구체 quadrigeminal bodies라고 한다.
*현문사 인체 생리학에서는 4개의 혹 모양의 사구체가 피개 위에 있다고 기술되어 있다. 여기서는 현문사의 인체 해부학의 기술을 따라 피개를 중뇌의 중앙부로 간주하고 배측부(후부)는 중뇌개로 하였다. 그러므로 이 글에서는 중뇌의 후부에 자리 잡고 있는 사구체를 중뇌개에 있는 것으로 파악해 기술하였다.
(2) 피개 tegmentum - 중앙부
교의 배부 연장이다. 피개의 중앙부에 추체외로계 운동핵인 1쌍의 적핵 red nucleus이 있으며, 소뇌의 상소뇌각 superior cerebellar pedencle과 신경섬유로 연결되어 있다. 뇌신경인 동안신경, 활차신경, 삼차신경의 핵이 존재한다. 피개와 대뇌각 사이에 추체로외계에 해당하는 흑질 substantia nigra이 있다.
피개(중앙부)와 중뇌개(배측부, 후부)가 연결되는 부위에 제3뇌실과 제4뇌실을 이어주는 가느다란 중뇌수도 cerebral aqueduct가 뻗어 있다.
*추체외로계는 대뇌 피질 전운동영역 브로드만 6, 8 영역에서 시작하여, 기저핵의 선조체(미상핵, 피각, 담창구)를 지나 하행하게 된다. 중뇌의 적핵은 소뇌 및 척수의 중추와 연락을 취하면서 자세를 유지하는 것과 연관된 반사기능을 하며, 무의식적 운동에 관여하는 추체외로계이지만 피질에서 하행하는 전도로의 길목은 아니다. 적핵에서 시작하여 척수에서 끝나는 적핵척수로를 형성할 뿐이다.
(3) 대뇌각 cerebral pedencle - 복측부(전부)
기둥 모양을 한 1쌍의 백질이며, 좌우 대뇌반구에서 교 pon 저부로 향하고 있다. 대뇌각의 중앙부에는 추체로 pyramidal tract(수의적 운동명령의 하행로)가 있다.
중뇌의 기능은 다음과 같다.
- 대뇌각은 대뇌에서 하행하는 원심성 운동신경이 지나는 신경로(추체로계, 수의적 운동)이고 중뇌개는 대뇌로 흥분을 전달하는 구심성 감각신경이 지나는 백질이다.
- 피개에는 추체외로계의 핵(적핵, 흑질)과 뇌신경핵(동안신경, 활차신경, 삼차신경)이 존재하고, 중뇌수도가 있다. 적핵은 적핵에서 기시하여 척수의 후주에서 끝나는 적핵척수로를 형성하여 추체외로계를 이룬다
-중뇌개 위에는 2쌍(4개)의 사구체가 있다. 상구는 시각반사와 안구운동에 관한 반사중추가 있다. 눈에 광선이 닿으면 동공이 축소되는 광선반사(light reflex), 눈에 물체가 갑자기 다가오거나 각막이 자극되면 안검이 닫히는 안검반사와 각막반사를 담당한다. 하구는 청각반사중추가 있다. 호흡조절 중추가 있다.
2) 교 pon
중뇌의 아래 부위이며, 후두골 저부의 사대 clivus 위에 있다. 중뇌의 대뇌각과 경계를 이루고 있다.
교의 표면은 주로 가로로 가는 신경섬유로 되어 있다. 교의 좌우 양측은 중소뇌각 middle cerebellar pedencle(중뇌의 중앙부, 즉 피개에는 소뇌와 연결되는 상소뇌각이 있다)으로 소뇌와 연결되어 있다. 교의 외측 중앙부에서 삼차신경이 교와 중소뇌각의 경계부가 된다.
교의 복측면(전면) 연수와의 경계부에서 뇌신경인 삼차신경, 외전신경, 안면신경, 내이신경 등이 나온다.
교의 기능은 다음과 같다
- 교는 대뇌반구에서 소뇌로 정보를 중계한다. 교의 좌우에 있는 중소뇌각
- 교에는 제5뇌신경(삼차신경), 제6뇌신경(외전신경), 제7뇌신경(안면신경), 제8뇌신경(내이신경)의 기시부가 있다.
3) 연수 medulla oblongata
연수는 척수와 교 사이에 있는 길이 약 3cm, 무게 6-7g의 기관으로 척수에서와 같이 회백질이 안에 있고 바깥층이 백질로 되어 있다. 뇌간 중에서 가장 아래 부위로 가장 작은 부분이다. 원추 모양 위로는 교에 연속되고, 밑으로는 척수로 이어진다. 제 4뇌실의 하부 1/2이 연수에 접해 있고, 제4뇌실은 연수회백질과 백질로 둘러싸여 있다.
대부분의 연수 회백질은 핵과 중추로 나누어진다. 연수의 책으로는 감각 중계핵 외에 제9, 10, 11, 12 뇌신경(설인신경, 미주신경, 부신경, 설하신경)의 기시핵이 있다. 중추로는 생명 유지에 기본이 되는 호흡, 심장, 혈관 운동, 연하 및 구토중추가 있다.
교와 중뇌의 회백질, 그리고 연수회백질을 통해 주행하는 망상체 reticular formation는 뇌의 여러 부위로부터 정보를 받아 통합하는 곳으로, 비교적 산만하게 퍼져 있는 신경원의 집합체이다. 연수 중추들은 실제로 망상체 신경원의 집합이다.
연수의 앞면에는 척수의 열 fissure이 연장된 전정중열 ventra medial fissure이 있으며, 그 양측에 1쌍의 팽대부 추체 pyramid가 있다. 추체의 내부에 수의적으로 골격근의 운동을 지배하는 운동신경의 하행 전도로인 pyramidal tract이 뻗어 있다. 추체를 구성하는 섬유가 추체 하단에서 서로 교차하는 추체 교차 pyramidal decussation을 이루고 있다.
추체 외측으로 돌출된 신경핵의 팽대부인 올리브 olive가 있다
연수의 배면(후면)은 제4뇌실의 저부의 일부이다.
이곳에서 척수로부터 이어지는 후정중구 dorsal median sulcus가 있다. 그 양측에 박속 fasciculus gracilis과 설상속 fasciculus cuneatus이 있다. 박속(하지 감각)과 설상속(상지 감각)은 척수의 감각 신경 상행로로 모두 척수의 후삭에서 연수로 이어지게 되는 것이다.
또한 박속과 설상속에서 나오는 섬유는 간뇌(시상, 시상하부)로 향하는 내측모대가 된다. 내측모대 medial lemniscus는 정중선에서 감각신경이 교차하여 상행하게 된다. 이를 모대교차 혹은 지각교차 decussation of lemniscus라고 한다. 그 위치는 추체 교차 바로 위가 된다.
(1) 망상체
뇌간 망상체는 중뇌, 교, 연수의 피개(중앙부)에 위치하고 있다. 신경섬유와 신경세포가 함께 들어가서 이루어졌기 때문에 무질서한 모양으로 경계가 불분명하다. 여러 가지 방향의 신경섬유망과 그 망 내에 있는 신경세포들이며, 척수의 망상체의 연속이다. 척수, 연수를 지난 망상체는 교, 중뇌까지 걸쳐 비교적 산만하게 퍼져 있는 구조이다. 그 중 신경세포군만을 말할 때는 망상핵 reticular nucleus 라고 한다.
망상체는 비교적 원시적인 핵으로 여러 가지 운동전도로가 되며 특히 골격근의 긴장 및 평형 유지, 호흡과 심장 박동 및 혈압 조절 중추, 기침, 재채기, 연하, 구토 등의 반사 중추가 이곳에 있다. 이것 때문에 망상체를 연수의 기본적 구조라고 할 수 있다.
4) 뇌간 brain stem 정리
(1) 뇌신경 관련
- 중뇌
제3뇌신경 동안신경, 제4뇌신경 활차신경
- 교
교에는 제5뇌신경 삼차신경, 제6뇌신경 외전신경, 제7뇌신경 안면신경이 기시하고, 제8뇌신경 내이신경이 들어온다.
- 연수
연수에는 제9뇌신경 설인신경, 제10뇌신경 미주신경, 제11뇌신경 부신경, 제12뇌신경 설하신경이 기시한다.
※ 뇌신경 기시부, CIBA collection 1 part 1 92P
제1뇌신경 후신경(감각신경) - 후각점막내 후각세포
제2뇌신경 시신경(감각신경) - 망막신경절세포
제3뇌신경 동안신경(운동신경) - 중뇌 대뇌각 내측
제4뇌신경 활차신경(운동신경) - 중뇌수도 복측 신경핵
제5뇌신경 삼차신경(혼합신경) - 운동신경 - 교 상부
감각신경 - 안구주위와 안면, 전두부, 상악과 하악, 부비
동, 치아와 비인두의 감각신경
제6뇌신경 외전신경(운동신경) - 교의 신경핵
제7뇌신경 안면신경(혼합신경) - 교의 안면신경핵(운동신경), 혀와 입천장 앞쪽 2/3지배하
는 단일 신경핵(감각신경)
제8뇌신경 내이신경(감각신경) - 전정신경절, 와우신경절의 세포에서 기시해 뇌간의 교의
하면으로 들어온다.
제9뇌신경 설인신경(혼합신경) - 연수의 배측 미주신경핵(운동신경), 혀의 뒤쪽 1/3, 인두,
편도, 고막, 이도 및 유양돌기(감각신경)
제10뇌신경 미주신경(혼합신경) - 연수의 배측 미주신경핵(운동신경),
제11뇌신경 부신경(운동신경) - 뇌신경부(연수의 앰비규스 핵), 척수부(척수 부신경핵)
제12뇌신경 설하신경(운동신경) - 제4뇌실 아래쪽 절반에 깊게 위치해 있으며 연수의 중심열을 통해 복측 아래쪽으로 뻗어 있다.
※ 자율신경계와 관련 있는 뇌신경
제3, 7, 9, 10 뇌신경 부교감신경과 관련(이는 교감신경이 흉요 유출부에서 나오고, 부교감신경이 두부 유출부, 천수 유출부에서 나오기 때문에, 뇌신경은 부교감신경과 관련이 있다.)
(2) 추체외로계 하행로
뇌간의 중뇌, 피개(중앙부)에 존재하는 적핵과 흑질은 추체외로계에 속한다. 적핵의 경우 피질에서 하행하는 추체외로계라기보다는 적핵에서 기시하여 척수, 소뇌의 중추와 연락을 취하는 추체외로계이다. 적핵(기시)척수(정지)로라고 한다.
(3) 추체로계 하행로(대뇌 피질에서 뇌간까지)
대뇌 피질 브로드만 운동영역 4, 운동영역의 추체세포에서 시작된 추체로계는 중뇌 전부의 대뇌각을 지나 연수의 추체로 이어지고, 이곳에서 교차하여 다시 척수로 내려간다.
(4) 소뇌와의 교통로
- 중뇌
상소뇌각 superior cerebellar pedencle, 중뇌 피개(중앙부) 위치
- 교
중소뇌각 middle cerebellar pedencle, 교의 좌우 양측
(5) 감각 신경 교차, 운동 신경 교차
- 운동 신경 교차
추체로계가 연수를 지날 때 교차하게 된다. 연수의 앞면에는 척수의 열 fissure이 연장된 전정중열 ventra medial fissure이 있으며, 그 양측에 1쌍의 팽대부 추체 pyramid가 있다. 추체를 구성하는 섬유가 추체 하단에서 서로 교차하는 추체 교차 pyramidal decussation을 이루고 있다.
- 감각 신경 교차
말초와 척수를 거쳐 상행하는 감각 신경이 연수를 지날 때 교차하게 된다. 척수에서 연수로 연속된 박속과 설상속에서 나오는 섬유는 간뇌(시상, 시상하부)로 향하는 내측모대가 된다. 내측모대 medial lemniscus는 정중선에서 감각신경이 교차하여 상행하게 된다. 이를 모대교차 혹은 지각교차 decussation of lemniscus라고 한다. 그 위치는 추체 교차 바로 위가 된다.
(6) 현문사 인체 해부학의 뇌 분류
종뇌 telencephalon - 대뇌, 기저핵
간뇌 diencephalon - 시상, 시상하부, 시상상부, 시상후부, 변연계
중뇌 mesencephalon - 중뇌 mid brain
후뇌 metencephalon - 소뇌, 교
수뇌 - myelencephalon - 연수
이것을 바탕으로 하는 뇌의 수직적 순서로는 T(종뇌 혹은 대뇌), D(간뇌), M(중뇌), P(교), M(연수)로 되어 있다.
뇌(brain)의 해부학적 구조와 작용 4 - 간뇌(시상, 시.. 낙서장
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3 간뇌 diencephalon의 해부학적 구조 및 작용
대뇌와 중뇌 사이에 위치하고 있어 간뇌라고 부른다. 대뇌의 아래쪽에 있는 것을 시상 thalamus, 시상의 아래쪽에 있는 것을 시상하부 hypothalamus라고 하며, 회백질의 큰 덩어리이다. 간뇌는 대뇌반구 사이에 있어 보이지 않으며, 하면에서만 약간 보인다. 간뇌는, 특히 시상은 말단(피부 등)에서 시작된 감각이 대뇌 피질까지 상행해 올라오면서 반드시 거치게 되는 중간 중추이다. 간뇌는 이들 감각에 대한 무의식적 반사운동의 중추이며, 자율신경계의 종합중추 및 체온과 혈당 등의 조절 중추가 있는 중요한 부분이다.
간뇌를 좀더 세밀하게 나누어보면 시상, 시상하부, 시상상부, 시상후부 등으로 나누기도 한다. 여기서는 시상상부, 시상후부에 관해서는 간략하게 다루었다.
1) 시상 thalamus
시상은 중뇌와 선조체(미상핵과 피각) 사이에 있으며 대뇌 반구로 덮여 있다. 대뇌 피질이 발달되지 않은 동물들은 시상이 감각의 최고 중추이다. 시상은 많은 신경핵들을 포함하고 있다. 피부감각, 심부감각, 미각 등에 관여할 뿐만 아니라 소뇌와 선조체에서의 흥분을 대뇌에 전도한다. 또 감정의 해부학적 통로가 되기도 한다. 대뇌 피질과 광범위하게 연결되고 있다.
시상은 제3 뇌실의 측벽에 해당하며, 그 모양은 두껍고, 후외방으로 향한 난원형에 가깝다. 외면은 내낭 후각에 접하고, 내면은 제3 뇌실의 측벽이며, 하면은 시상하구로서 직접 시상하부에 계속된다. 상면은 유리면이지만 상면의 앞부분은 타원형의 융기이므로 시상전결절이라고 한다. 후부에서 중뇌개 외면을 따라 후방으로 돌출한 시상에서 가장 큰 핵군은 시상침이라고 한다. 이 시상침은 내외측 슬상체와 결합하여 내측 슬상체가 청각, 외측 슬상체가 시각에 관여한다.
시상의 기능은 다음과 같다.
(1) 대뇌에 감각정보를 전달하는 중계역할을 하며 감각을 통합하므로 통증, 온도의 변화, 촉각 등의 감각을 강화시키거나 감소시킨다. 따라서 참을 수 없는 심한 통각을 느끼게 할 수 있고, 기분 좋은 자극으로 전환시킬 수도 있다.
(2) 망상체, 대뇌 기저핵에서 신경섬유를 받고 대뇌피질 운동 영역에 신경섬유를 보내 걷는 상태를 유지하며 위치 감각을 느끼게 한다. 이 회로가 손상되면 경직이나 진전 등의 긴장이상을 일으킨다.
(3) 피부감각, 심부감각, 미각 등의 감각정보를 받고 이러한 자극에 대한 자율적인 반응에 관여한다.
2) 시상하부 hypothalamus
시상하부에는 여러 개의 신경핵이 무리지어 있고 맨 아래쪽에는 뇌하수체가 달려 있다. 시상과는 뚜렷하게 분리되지만 구조적, 기능적으로 밀접한 연관이 있다. 시상하부는 크기는 작지만 생체항상성기전이나 내분비기능의 최고의 조절중추이다. 시상하부는 자율신경계의 통합중추지만 체성계통의 운동도 수반하는 차원 높은 중추이다. 그러나 고등동물일수록 시상하부가 체성통합을 하는 기능은 적어진다.
형태상 시상하부는 중추신경계의 고위중추(해마, 편도체 등)와 망상체 사이의 중요한 위치를 차지하고 있다. 시상하부는 뇌하수체와 밀접한 관계가 있어 왕성한 호르몬 합성을 수반하는 현상과 관련이 있다. 내부환경의 물리적 화학적 변화에 관한 정보를 직접 받아들인다. 이는 다음과 같은 사실을 통해 확인할 수 있다.
- 시상하부 신경원 중에는 신경세포와 내분비세포로 작용하는 것도 있다.
- 대뇌 변연계에 속하는 여러 종류의 섬유속이 시상하부에 수렴된다.
- 시상하부 신경원 중에는 내부 환경의 물리적(온도, 삼투압) 및 화학적(혈액의 pH, 호르몬 수준) 성질에 직접 반응하는 것도 많다.
- 시상하부는 신경내분비에 의해 뇌하수체의 원위부를 지배한다.
시상하부의 기저표면에는 회백융기와 유두체 mammillary가 뚜렷하게 나타난다. 회백융기는 시신경교차의 후연과 유두체 사이의 회백질 융기이다. 유두체는 시상하부와 중뇌의 경계를 이루는 둥근 백색의 뚜렷한 2개의 융기가 있다. 누두(infundibulum, 회백융기에 부착된 깔대기 모양의 구조물)의 아래 끝은 타원형의 뇌하수체가 매달려 있다. 전방에는 양측의 시신경이 교차하여 이루는 ‘시신경 교차 optic chiasm’가 있다.
시상하부를 형성하는 핵의 기능을 살펴보면 다음과 같다.
-시삭상핵 supraoptic nucleus : 뇌하수체 후엽 호르몬인 ADH를 분비하며 변성시는 요붕증을 유발한다.
- 실방핵 paraventricular nucleus : 자궁근 수축을 촉진하는 호르몬인 옥시토신oxytocin을 분비한다.
- 복내측핵 ventromedial nucleus과 외측핵 lateral nucleus : 포만중추와 섭식중추로 작용한다.
- 시삭전핵 preoptic nucleus : 체온조절의 중추
시상하부의 기능을 종합해보면 다음과 같다.
(1) 체온조절 중추
체온을 항상 일정하게 유지한다. 시상하부 앞쪽에 온열중추가 있고, 뒤쪽에 한래중추가 있다. 체온이 올라가면 혈관 확장, 발한 등으로 체온을 외부로 발산시킨다. 체온이 떨어지면 입모, 떨림 혈관수축 등 기초대사가 항진되어 열을 생산한다.
(2) 섭식중추, 공복중추, 포만중추
이들은 서로 상대방을 억제하여 상반적으로 작용함으로써 음식물 섭취에 관여한다.
(3) 음수중추
삼투압수용기가 작용하여 혈액의 삼투압이 높아지면 갈증이 생겨 물을 마시고 싶은 욕구를 일으킨다.
(4) 정서기능
공포, 분노, 기쁨, 슬픔, 놀라움, 애정, 증오 등을 변연계와 같이 조절한다.
(5) 시상하부 호르몬
방출 호르몬과 억제 호르몬을 분비하여 뇌하수체 전엽의 기능을 조절한다. 일부 신경섬유들이 직접 뇌하수체 후엽으로 내려가 그 말단에서 호르몬을 혈액 중에 분비하도록 하여 호르몬 분지를 조절한다.
(6) 본능
식욕, 성욕 등의 본능에 따르는 섭식행동이나 성행동은 단순한 정서행동이 아니다. 대뇌 피질과 변연계통에서 조절한다. 시상하부는 대뇌 피질에서 주로 억제자극을 받지만 역으로 시상하부로부터 상행성 활성계통이 대뇌피질에 투사되고 변연계를 활성화시킨다.
(7) 생체리듬 조절
수면과 각성리듬을 유지한다.
3) 시상상부epithalamus, 시상후부metathalamus
시상상부는 간뇌의 가장 배측부로 제3뇌실의 얇은 지붕을 이루고 있다. 송과체, 수강, 후교련 등으로 구성된다.
송과체 pineal body는 시상상부의 하단에서 바깥쪽으로 나와 있으며, 성기능과 생체 리듬에 관여하는 melatonin을 분비에 영향을 미친다. 후교련은 송과체 바로 복측(앞쪽)에 있다.
수강 habenula는 고삐라고도 하며, 송과체의 전방을 횡으로 가는 백질이다. 수강의 외측은 넓은 삼각형을 형성해 수강삼각 habenular trigone으로 불린다. 수강삼각 내부의 핵은 후각에 관여하는 섬유를 받고 있다.
시상후부는 시상의 후외방을 이루는 곳으로 2개의 작은 융기가 있다. 시상침의 내하방에 있는 것을 내측슬상체(청각), 외하방에 있는 것을 외측 슬상체(시각)라고 한다. 내측슬상체는 중뇌의 하구를 통해서 들어오는 청각을 대뇌 측두엽의 청각영역으로 투사하는 중계소이고, 외측슬상체는 시삭을 통해 전도하는 시각을 후두엽의 시각영역으로 투사하는 중계소이다.
뇌(brain)의 해부학적 구조와 작용 3 - basal ganglion.. 낙서장
4) 대뇌 기저핵 basal ganglion
기저핵은 대뇌 백질 내에 깊숙이 묻혀 있는 4개의 핵이다. 미상핵 caudate nucleus, 피각 putamen, 담창구 globus pallidus, 편도체 corpus amygdala 등이 있다.
해부학적으로 피각과 담창구를 합쳐서 렌즈핵 lentiform nucleus이라고 한다. 기능적으로는 미상핵과 피각을 선조체 corpus striatum라고 한다.
선조체는 추체로외계 extrapyramidal tract의 중요한 중추이다. 기저핵은 기본적으로 피질에서 내려보낸 운동 명령을 조직하여, 구체적인 동작 프로그램을 만들어내는 곳이다. 다시 말하자면 근육의 긴장을 조절하고 운동을 원활하게 하며, 대뇌의 과다한 골격근 운동을 억제, 조절하는 기능을 가지고 있다. 추체로외계가 지나기 때문에 선조체는 의식적인 운동보다는 무의식적인 운동이나 근육의 긴장 등을 조절하게 된다. 이 선조체(미상핵, 피각)에 변성이 오게 되면 근육의 긴장도 및 신체 운동에 이상을 초래한다. 중뇌의 흑질과 이어지는 담창구의 변성시 근육의 경직과 진전, 운동마비를 3대 증상으로 하는 파킨슨병이 유발된다.
시상, 미상핵, 렌즈핵 사이의 백질의 공간을 내낭(internal capsule, 내포)이라고 한다. 내낭은 유수성 투사섬유의 넓은 띠로 대뇌 피질과 기저핵, 뇌간(중뇌, 교, 연수) 및 척수를 연결하는 상하행 섬유들이 모여서 이룬 곳으로 뇌출혈의 호발부위이다.
(1) 미상핵 caudate nucleus
선조체의 표층을 이루는 긴 꼬리 모양의 세포군으로 내낭에 의해서 렌즈핵과 구분되며, 측뇌실 속에 팽대되어 있다.
(2) 렌즈핵 lentiform nucleus
내낭의 외측에 위치하며 안쪽은 담창구, 바깥쪽은 피각이 합쳐져서 볼록렌즈 모양을 하고 있다.
(3) 편도체 corpus amygdala
렌즈핵 바로 밑에서 측뇌실 측두부 전단의 덮개부에 있는 핵이다. 후각영역 및 변연피질과 연락되고 중격과 시상하부에 투사섬유를 보낸다. 이는 변연계의 일부로 정서, 기억 및 후각 전도로와 관계가 있는 것으로 추정된다.
5) 변연계 limbic system
변연계는 형태학적으로 간뇌를 둘러싸고 있는 가장자리 피질영역이다. 대뇌피질은 발생학적으로 가장 늦게 형성된 것으로 신피질(neocortex)라고 하는데, 뇌간과 신피질 사이에 있는 변연계는 발생학적으로 고피질(archicortex)이라고 부른다. 시상을 거쳐서 대뇌 피질과 신경섬유의 연락이 있으며 또한 뇌간망상체와도 신경섬유의 왕래가 있다.
변연계는 해마hippocamus, 편도체amygdala, 대상회cingulate gyrus, 시상전핵 anterior thalamic nucleus, 유두체mamillary body, 후구olfactory bulb, 중격핵septal nucleus 등으로 구성되어 있다.
변연계의 기능은 다음과 같다. 해마는 짧은 시간 동안 간직되는 기억에 관여한다. 뇌간망상체와 관련하여 각성 및 주의집중에 관여한다. 편도체는 여러 가지 내장감각과 함께 자율신경의 반응을 일으킨다. 변연계는 원시적 감각, 즉 통각, 내장감각, 성감각 등의 형성에 역할을 하며, 자율 기능의 고위중추인 시상하부에 대해 더욱 고차원적인 통합을 수행한다. 여러 가지 환경변화에 대한 정보 및 기억, 내장에 관한 정보들이 통합되며, 이로써 정신신체반응, 정서반응(분노, 공포)을 담당한다.
뇌(brain)의 해부학적 구조와 작용 2 - 대뇌 피질의 기.. 낙서장
2) 대뇌 피질과 수질 cerebral cortex and medulla
대뇌 반구의 바깥쪽의 얇은 층을 피질이라고 한다. 그 안쪽에 수질medulla, 대뇌핵cerebral neucli이 있다.
대뇌 피질은 회백질의 얇은 층이다. 피질은 대뇌의 구 sulcus, 열 fissure, 회 gyrus 등이 있어 한정된 대뇌의 용적에 비해 피질의 표면적을 넓혀준다. 대뇌피질은 부위에 따라 세포층의 구조가 여러 가지로 다르기 때문에 이런 특징을 토대로 하여 대뇌 피질을 영역으로 세분화할 수 있다. 그 중에서 가장 대표적인 영역 세분화가 Brodmann의 영역 분류이다.
대뇌 수질은 피질 밑에 있는 유수섬유로 구성된 백질이며 다음과 같은 섬유로 분류된다.
대뇌 수질의 분류
(1) 투사섬유 projection fiber
대뇌 피질에서 하부에 있는 뇌간(중뇌, 교, 연수)과 척수 사이를 연결하는 신경섬유로 대뇌 피질을 향해 부채꼴 모양으로 퍼져 있어 방사관corona radiata라고 한다. 대뇌 피질로 올라가는 상행성 감각 섬유와 대뇌 피질에서 말초로 가는 하행성 운동 섬유로 구성되어 있다.
(2) 연합섬유 association fiber
좌우 반구로 나누어진 대뇌에서 같은 쪽의 대뇌 반구 상하를 연결하는 섬유이다.
(3) 교련섬유 commissural fiber
좌우 대뇌반구를 교차하여 연결해주는 섬유이다. 대뇌종열 밑에 섬유를 이루고 있는 뇌량이 이에 해당한다. 뇌량은 교련섬유 가운데서 가장 크고 좌우 대뇌 반구의 신피질을 연결해준다. 또 측두엽과 전두엽 사이를 연결하고 있는 것을 전교련anterior commissure이라고 한다.
3) 대뇌 피질의 기능적 영역 functional area of the cerebral cortex
대뇌 피질은 신경계의 최고 기능의 중추이다. 인간의 ‘의식’은 바로 여기서 이루어진다.
피질은 부위에 따라 일정한 기능을 하고 있다. 어떤 곳은 수의운동을 일으키는데 관여하고 어떤 곳은 감각을 느끼는데 관여한다. 더 나아가서 손, 팔, 다리 등의 수의운동을 대뇌 피질의 특정한 부위가 담당하고 있다. 감각 역시 마찬가지다. 신체 부위에 따라 대뇌 피질의 특정한 부위에서 감각을 느끼게 된다. 이것을 피질의 기능적 국재(functional localization of cortex)라고 한다. 대뇌 피질을 영역으로 세분화할 수 있다. 그 중에서 가장 대표적인 영역 세분화가 Brodmann의 영역 분류이다.
대뇌 피질의 기능을 운동, 감각, 연합, 이렇게 셋으로 나누어 볼 수 있고, 피질에 이러한 기능에 대응하는 특정한 영역이 있다. 영역은 아래와 같다.
(1) 운동영역 motor area
운동영역은 대뇌 피질의 중심구(central sulcus)의 바로 앞(전두엽) brodmann 영역 4에 있다. 4영역에는 추체세포(pyramidal cell)이 있다. 이 추체세포는 근육과 같은 효과기를 자극하기 위해 하행하는 원심성 섬유이며, 이들이 모여 추체로(pyramidal tract)로 불리는 하행로를 형성한다. 이 추체로를 따라 내려간 운동 명령으로 수의운동을 일으킨다. 즉 4영역은 수의적인 골격근 운동을 지배 및 통제를 하는 곳이다.
4영역의 위 부위에서 몸의 아래 부분의, 아래 부위에서 몸의 위 부분의 운동을 지배한다. 다시 말해 얼굴의 근운동은 이 영역의 하부를 자극하면 일어나고 발의 운동은 상부를 자극하면 일어난다.
4영역의 한 점을 자극하면 어떤 1개의 근육이 수축하는 것이 아니고 한 무리의 근육이 수축하여 정돈된 운동이 일어난다.
4영역의 앞부분인 bromann 6, 8 영역 역시 운동에 관여한다. 전운동영역(premotor area)이라고 한다. 6, 8 영역은 4영역에 비해 오래된 피질, 즉 일찍 발생한 곳으로 추체외로계의 운동섬유가 시작되는 곳이다. 이 영역은 주로 무의식적인 운동이나 긴장을 지배한다. 여기에도 하행로가 존재한다. 바로 추체외로(extrapyramidal tract)다. 이곳을 자극하면 자세의 조정, 또는 다리의 관절을 굴곡시키는 것 같은 신체의 여러 부분에서 걸친 근육의 협력 작용이 나타난다.
일반적으로 신체 부위의 운동이 뇌의 운동영역에 표시되는 면적은 근육군의 크기보다는 그 운동의 정밀성에 따른다. 즉 손이나 얼굴의 운동을 지배하는 운동영역이 다리운동의 영역보다 넓다.
(2) 감각영역 sensory area
대뇌 피질의 중심구(central sulcus) 바로 뒤(두정엽) brodmann 영역 3, 1, 2가 체성감각영역이다. 근육이나 관절에서 일어나는 운동 감각 흥분과 피부의 일반 감각, 즉 온각, 냉각, 촉각, 압각 등이 이곳으로 전달된다. 운동영역과 마찬가지로 신체 부위의 상반신은 brodmann 영역 3, 1, 2의 아랫부분, 하반신은 윗부분에 표시된다.
brodmann 17 영역(후두엽)은 시각영역이며, 18은 시각의 연합영역, 19는 피질이ㅡ 모든 부분과 시상과 연락하며 시각 반사와 다른 반사에 관여한다.
brodmann 41, 42 영역(측두엽)은 청각을 담당한다. 22는 청각의 연합영역이다.
(3) 연합영역 association area
운동영역과 감각영역을 제외한 나머지 대뇌 피질 영역을 연합영역이라고 한다. 고등동물일수록 연합영역이 넓다. 전체 피질의 80% 정도를 차지한다. 고등한 정신기능과 관련하여 여러 가지 감각을 통합하고 인식하는 곳이다. 이곳을 통해서 기억, 상상, 학습, 의도적이며 이성적인 행동이 가능해진다.
온각, 냉각, 촉각, 시각, 미각, 청각 등의 제각기 독립된 감각이 연합영역에서 하나의 연관성으로 종합되며, 이로 인해 우리는 과거의 기억과 비교, 대조해 대상을 인식할 수 있게 된다. 또한 자극에 대하여 감각이 통합되어 인식된 후 거기에 따른 반응을 할 때 필요한 수의적 동작을 질서 있게 전개하는 능력이 있다.
연합영역이 손상되면 초래되는 증상들이 있다. brodmann 5, 7 영역이 손상되면 자신의 손을 인식하지 못한다. 이와 같은 것을 실인증(agnosia)이라고 한다. 감각경험의 여러 가지 특징에 대해 분석 및 차이점을 파악하지 못하여 대상을 인식하지 못하는 것이다. 또한 손상 부위에 따라서는 수의적 동작의 수행기능에 장애가 생겨 몇 가지 동작을 목적에 맞게 순차적으로 전개할 수 없게 되는 실행증(apraxia)가 나타나기도 한다.
실어증(aphasia)이 나타날 수 있다. CVA(뇌졸중)으로 대뇌 피질의 연합영역에 이상이 왔을 때 흔히 볼 수 있다. 언어에 관한 기능이 저하되어 청각은 정상인데 말을 들어서 이해하지 못하거나 글씨를 읽지만 그 뜻을 이해하지 못하는 사태가 발생된다.
뇌(brain)의 해부학적 구조와 작용 1 - 개요 및 대뇌의.. 낙서장
1 개요
뇌는 신경계의 총수로 두개골 속에 있는 약 1500g 정도의 기관이다. 척수와 함께 중추신경계를 이루고 있다. 뇌는 척수처럼 반사의 중추의 역할을 하기도 하지만 부위에 따라 보다 고차원적인 기능의 여러 가지 활동을 한다. 중추신경계 중 척수가 가장 하위수준이며, 연수, 교, 중뇌, 시상하부, 시상, 대뇌피질 순으로 고차원적인 기능을 발휘한다.
정교하고 중요한 기능일수록 하위구조에서 상위구조로 옮겨가는 현상을 볼 수 있다. 이를 대뇌화(encephalization)라고 한다.
1) 전체적인 뇌의 배열
뇌의 전체적인 배열 구조를 순서대로 간략히 기술하자면 다음과 같다. 대뇌반구(피질, 수질, 기저핵, 변연계), 간뇌(시상, 시상하부), 뇌간(중뇌, 연수, 교), 소뇌(소뇌는 가장 밑에 존재하는 기관이 아니라 후부에서 뇌간과 인근해 있는 기관이다)이다. 뇌간은 하행하면서 척수와 연결된다.
*변연계는 현문사의 인체해부학에서는 간뇌로 분류하고 있고, 현문사의 인체생리학에서는 대뇌로 분류하고 있다.
2) 대뇌반구 cerebral hemisphere
두개골의 두개강 바로 아래 대뇌반구(cerebral hemisphere)가 자리 잡고 있다. 대뇌반구는 겉은 회백질인 대뇌피질(cerebral cortex)이, 속은 백질인 수질로 되어 있다. 피질을 지나 수질로 내려오면 백질에 속에 존재하는 대뇌기저핵(basal ganglion)을 볼 수 있다. 기저핵은 회백질 덩어리로 된 신경 덩어리로 미상핵, 피각, 담창구 등이 있다. 그 다음으로 다소 넓은 영역에 걸쳐 원시적인 감각, 정서반응 등을 담당하는 변연계가 자리잡고 있다.
3) 간뇌 diencephalon
간뇌(diencephalon)는 시상(thalamus)과 시상하부(hypothalamus)로 구성된다. 시상은 변연계가 둘러싸고 있는 기관으로 뇌간(brain stem)의 중뇌(mid brain)와 대뇌반구의 선조체(기저핵을 형성하는 회백질의 신경덩어리 부분으로 선조체는 미상핵과 피각으로 구성된다) 사이에 있다. 시상은 감각정보을 중계 및 통합하는 곳으로 물리치료사에게 있어 매우 의미 있는 기관이다. 시상의 아래쪽에 있는 것이 시상하부(hypothalamus)가 있다. 시상하부는 체온조절 중추다.
4) 뇌간 brain stem
뇌간은 중뇌(mid brain), 교(pon), 연수(medulla oblongata)를 통칭해 부르는 말이다. 이들은 기능적으로 연속해 있어서 나누기가 어렵기 때문에 뇌간이라고 일괄해 부른다. 군데군데 회백질의 신경세포체가 모여 있어 핵을 이룬다. 감각과 운동의 상행로와 하행로를 형성하고 있기 때문에 이 부위 역시 물리치료사에게 중요하다.
5) 소뇌
소뇌는 뇌간의 연수, 교의 상부 뒤쪽에 있는 무게 약 120g의 기관이다. 대뇌 다음으로 신체운동에 있어서 중요한 기관이며, 대뇌의 자문기관이다. 소뇌 역시 물리치료사가 꼭 알아두어야 할 기관이다.
2 대뇌의 해부학적 구조 및 작용
1) 대뇌 cerebrum
대뇌는 가장 고위중추로 기능하는 곳으로 두개강의 약 2/3을 차지하며, 표면을 신경 세포체의 집합인 회백질인 피질이 덮고 있다. 두께는 4-6mm이고, 안쪽은 신경세포체의 축삭 등으로 구성된 백질 부분인 수질로 되어 있다.
대뇌의 표면은 얕게 패인 구(고랑, sulcus)와 융기된 부분인 회(gyrus)로 많은 주름이 형성되어 있다. 주름의 형성으로 대뇌의 표면적인 넓어진다. 대뇌에는 구(sulcus)보다 깊숙하게 패인 열(fissure)이 존재한다. 가장 대표적인 열(fissure)이 대뇌종열(cerebral longitudinal fissure)이다. 이 대뇌종열에 의해 대뇌반구는 좌우로 갈라지게 된다. 좌우로 갈라진 대뇌반구를 교련섬유(commissural fiber)가 연결해주고 있다.
좌우 대뇌반구의 안쪽 면에 뇌량(corpus callosum)이 있다. 좌우 반구를 시상면 방향으로 연결하는 교련섬유 띠이며, 백교련섬유띠(white commissural fiber band)라고 한다. 뇌량에 평행하게 패인 대상구(cingulate sulcus)가 있고, 이것이 대상회(cingulate gyrus)와 뇌량을 경계짓는다. 대상회는 변연계 피질 영역의 한 부분이다.
열(fissure)와 구(sulcus)는 좌우 반구를 엽(lobe)으로 나누는 경계선이 된다. 대표적인 경계선으로는 중심구(central sulcus)가 있다. 중심구는 반구의 꼭대기 중앙에서 아래로 내려가면서 전두엽과 두정엽의 경계선이 된다. 중심구 바로 뒤에 중심후회(postcentral gyrus)가 있다. 중심후회는 감각영역에 해당한다. 외측열(lateral fissure or sylvius)은 측두엽을 전두엽과 두정엽과 구분 짓게 해주는 열이다. 두정후두열(parieto-occipital fissure)는 두정엽과 후두엽을 나누어주는 열이다. 정리하면 다음과 같다.
중심구(central sulcus) : 전두엽과 두정엽의 경계선.
외측열(lateral fissure or sylvius) : 전두엽, 두정엽으로부터 측두엽을 구분해주는 열.
두정후두열(parieto-occipital fissure) : 두정엽, 측두엽으로부터 후두엽을 구분해주는 열.
열과 구로 나누어진 대뇌의 엽은 아래와 같다.
(1) 전두엽 frontal lobe
대뇌피질의 앞부분으로 전체 40%를 차지한다. 운동기능, 자율기능, 감정조절, 식별학습 및 의욕과 창조의 영역이다.
(2) 두정엽 parietal lobe
대뇌피질의 윗면 중앙부분으로 면적은 전체의 약 21% 정도이다. 감각영역, 기억, 이전의 것과 비교, 인식, 이해, 판단영역이 있다. 지식과 지능을 형성하는 곳이다.
(3) 측두엽 temporal lobe
대뇌피질의 측면으로 전체의 21%의 면적을 차지하며, 청각영역과 언어중추가 있는 영역이다. 특히 언어인식에 필요한 영역으로 판단과 기억에 관한 통합이 이루어진다.
(4) 후두엽 occipital lobe
대뇌피질의 뒤쪽으로 전체의 17% 정도의 면적이다. 시각영역이 이곳에 있다. 후두엽에는 조거구(calcarin sulcus)가 있다. 후두극에서 시작하여 후두엽을 활처럼 가로질러 두정후두열에서 끝나며 조거구 양 옆의 피질 대부분이 시각과 관계있는 영역이다.
대뇌반구의 하면은 후구(olfactory bulb)와 후삭(olfatory tract)이 자리 잡고 있는 후구(olfactory sulcus)가 대뇌종열과 나란히 있다.
시상하부내 `Hypocretin이라는 각성 호르몬의 결핍이 .. 낙서장
http://blog.naver.com/blueskyfox/20006542743
낮에 아주 졸리는 `기면증' 원인 규명
[연합뉴스 2004-10-15 12:00]
홍승봉교수팀, PET이용 뇌활동 지도 세계 첫 작성
(서울=연합뉴스) 이정내기자= "낮에 아주 심하게 졸리세요. 그렇다면 그것은 단 순한 졸음이 아니라 뇌 활동저하와 관련된 질병입니다"
낮에 심하게 졸리는 난치성 수면장애인 `기면증'의 원인이 뇌 특정부위의 활동 저하 때문이라는 사실과 이를 증명할 수 있는 기면증 환자의 뇌 활동 저하부위에 관 한 뇌 지도가 국내 의료진에 의해 세계 최초로 밝혀졌다.
성대의대 삼성서울병원 신경과 홍승봉 교수, 주은연 전임의 연구팀은 양전자단 층촬영기(PET)을 이용, 기면증 환자와 정상인의 뇌 활동을 비교한 결과 뇌의 특정 부위에서 포도당 대사가 현저히 저하된다는 사실을 밝혀냈다고 15일 밝혔다.
홍 교수팀은 이에 관한 연구결과를 세계적인 임상신경학 학술지인 `Annals of N eurology' 최근호에 발표했다.
홍 교수팀은 사람의 뇌가 포도당을 에너지원으로 사용한다는 점에 착안, PET를 이용해 정상인 24명과 기면증 환자 24명의 뇌활동을 비교 분석한 결과 기면증 환자 군은 시상하부, 시상, 전두엽 및 두정엽 부위에서 포도당 대사가 정상인에 비해 현 저히 떨어진다는 사실을 확인했다.
이는 그동안 동물실험에서 시상하부내 `히포크레틴'(Hypocretin)이라는 각성 호 르몬의 결핍이 기면증의 원인일 것이라는 연구결과를 인체를 대상으로 PET 검사를 통해 확인한 것이며 시상과 전두엽, 두정엽에도 이상이 있음을 처음으로 밝혀낸 것 이다.
히포크레틴 호르몬은 뇌의 포도당 대사와 밀접한 관련돼 있기 때문에 이번 연구 에서 밝혀진 기면증 환자의 뇌에서 포도당 대사가 떨어진 부위는 히포크레틴이 생성 되고 전달되는 경로와 밀접한 관계가 있는 것으로 추정된다고 홍 교수는 설명했다.
이번 연구는 기면증 환자의 뇌 활동이 크게 떨어진 부위를 정확하게 발견해냄으 로써 향후 기면증 환자의 진단과 치료에 큰 도움이 될 것으로 관련 학계는 기대하고 있다.
연구결과 포도당대사가 현저히 떨어진 부위로 밝혀진 시상하부는 대뇌 중심부( 깊은 곳)에 위치하는 작은 뇌조직이지만 각성과 수면, 호흡, 운동기능, 체온, 식욕 조절 등의 인간의 기본적인 삶을 유지하는 데 중요한 역할을 한다.
역시 기면증 환자의 뇌에서 포도당 대사가 떨어진 부위로 감정과 기분을 조절하 는 '뇌량밑 전두엽(subcallosal gyrus)'과 기억에 관여하는 '내측 전두엽'은 시상하 부와 밀접하게 연결돼 있어 기면증 환자에게 흔히 보이는 탈력발작, 우울증과 기억 력 저하의 원인을 규명하는 데 단초를 제공했다는 평가를 받고 있다.
이번에 홍 교수팀이 기면증을 일으키는 뇌부위를 밝혀냄으로써 기면증의 진단과 치료에 많은 도움을 줄 것으로 기대되고 있다.
지금까지 기면증 치료제는 주로 각성제 성분이 든 약물로 중추신경계에 부작용 을 초래하는 경우가 종종 있었으며 최근 개발된 약물은 시상하부에 더 국한적으로 작용하기 때문에 이전에 비해 부작용은 줄었지만 약물작용의 기전을 정확하게 밝혀 내지 못했다.
홍 교수는 "아직까지 기면증을 질병으로 보기보다는 '잠이 많은 것'으로 가볍게 여기는 경향이 많았다"면서 "그러나 이번 연구결과 기면증은 뇌의 기질적 문제에 의 한 질병임이 명확하게 밝혀졌다"고 말했다.
그는 "기면증의 주요증상인 주간졸림증 뿐만 아니라 탈력발작 등 렘수면(얕은 잠) 이상의 원인이 되는 뇌 부위를 증명함으로써 향후 치료제를 개발하는 데 크게 도움이 될 것으로 기대한다"고 덧붙였다.
시상하부와 노화와의 관계 낙서장
네델란드의 뇌 연구소 소속 조우와 스왑 연구팀은 시상하부의 핵에서의 변화가 노화과정에서 여러 가지 기능 변화를 나타나는 생물학적 기초를 암시해주는 연구결과를 Microscopy Research and Technique 최근호에 발표했다. 동 논문에 따르면, 노화가 진행되는 과정에서는 시상하부의 활성화 및 퇴화가 동시에 일어나는데 중년기에 접어들며서 활성화와 퇴화의 균형추가 퇴화로 기울면서 신경전달 물질 조절 뉴런이나 뉴런을 조절하는 뉴런의 퇴화가 본격적으로 일어난다는 사실이 발견되었다. 예를들면, 중년의 남성의 SCN(suprachiasmatic nucleus)에서 신경세포인 VIP(vasoactive intestinal polypeptide)의 수가 감소한다. 또 젊은 남성에서 SCN의 vasopressin 뉴런세포의 수가 정상적이고 일주기성 (cicadian)으로 변하지만 50대 이상의 남성에서는 세포의 수가 감소함도 발견했다. 그러나, PVN(paraventricular nucleus)의 OXT(oxytocin) 세포는 노화에도 불구하고 일정한 상태를 유지한다고 덧붙였다. 이 같은 연구 결과는 시상하부의 다양한 신경세포의 변화는 노화 진행에 따른 내분비계 및 중추계의 변화를 반영한 것이라고 그들은 말한다. (소스: Microscopy Research and Technique 1999)