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. 시
상하부는 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 한냉중추가 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)시상상부 epithalamus, 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.