뇌와 신경계의 발생

뇌와 신경계의 발생

신경계는? 감각, 운동 및 정신작용을 할 수 있다.

           동물 특유의 계통이다.

           자극 수용→(구심적)→중추; 통합, 분석→(원심적)→효과기

           기관의 일사분란한 연락, 조절, 통제하여 균형있는 신체 활동 이루어지게 한다.

* 반사(Reflex); 신경계는 기본적 요소로서 구심신경에 의해 전달된 입력정보가 중추신

경에서 출력정보로 변환되어 원심신경을 통해 효과기로 전달되어 적절한 효과를 나타

내는 반응

  1. 반사의 과정에는 의지가 참여하지 않으며 자극에 따라 틀에 밖힌 반응을 일으키는 반사도 있다.

  2. 학습과 기억등이 복잡하게 통합되어 계획된 행동, 목적에 맞는 행동, 정서반응도 일어난다.

  3. 사고, 판단, 사색등 고차원적인 뇌기능을 필요로 하는 과정은 대뇌에서 이루어진다.

    (의지, 의사, 감각요소가 없는 상태에서 일어나는 반응)

* 효과기(Effecters); 피부, glands, 내장벽, 혈관, 평활근, 골격근등 반사가 최종적으로 일어나는 기관

* 신경관(neural tube); 외배엽 ectoderm이 띠모양으로 비후하여 생긴 신경판 neral palte에서 발생

  1. 외측부; 표피, 그 부속인 모발, 손, 발톱, 피지선등 발생

2. 신경판; 한복판에 있고, 신경계가 분화함

 

* 배아, 배엽의 발생

 1. 수정란; 난관팽대에서 자궁으로 난할(분할)과정 거침

 2. 2, 4, 8세포기로 배수 분할을 반복하여 제법 큰 상실배(morula)가 되면 자궁점막에 착상한다.(수정후 5-7일)

 3. 상실배는 뽕나무 열매 모양이며 수정란의 초기분할에서는 배수는 8세포기, 크기는 약간 발육하는 정도 됨

 4. 상실배 내층의 세포는 장차 태아를 구성하므로 배아(embryo)라 한다.

 5. 외층은 자궁점막에 융모라는 돌기를 내어 자궁벽으로부터 영양을 흡수하는 영양막, 즉 융모막이 된다.

 6. 영양막과 배아가 생기는 태생 1-2주를 포배기(blastula)

 7. 포배의 배부에서는 외배엽과 내배엽의 두 층이 생기고 두 층 사이에서 중배엽이 생긴다. (태생 2-3주)

 

* 배엽의 발생(derm)

 1. 외배엽(ecoderm)

  1) 중추신경과, 말초신경등의 신경세포와 신경섬유

  2) 시․청․미․후․평형감각등의 감각상피조직

  3) 손․발톱, 모발, 한선, 유선 및 피부의 표피

 2. 내배엽(endoderm)

  1) 소화에 관여하는 상피조직과 위, 장, 간, 췌장 등의 소화관

  2) 후두, 기관, 기관지, 폐 등의 호흡상피

  3) 방광, 요도 등의 비뇨기관

 3. 중배엽(mesoderm)

  1) 골격근, 골(뼈), 연골, 기타 결합조직

  2) 혈액, 혈관, 림프관, 비장, 심장, 장막(흉막, 심막, 복막, 활막)

3) 정관, 난관, 자궁, 질, 요관 등의 비뇨 생식기관

 

* 신경계의 발생순서

 1. 태생기에 중추신경계는 외배엽으로부터 분화된 신경관에서 발육이 시작된다.

 2. 태생 3주 초기에 배아(embryo)의 정중선에 해당하는 외배엽조직이 비후하여 신경판이 된다.

 3. 신경판의 양쪽 모서리가 높아짐으로써 신경구가 형성됨

 4. 약 2.3-2.5mm 정도 발육하면 정중앙에 특유의 융합된 신경주름, 즉 신경융기(neural fold)가 생긴다.

 5. 신경구와 신경융기는 서서히 함요하여 태생 1개월 말경 하나의 신경관이 된다.

 6. 신경관의 머리쪽은 뇌가 될 제 1차 뇌포로서 3개의 팽대부가 생긴다.

 7. 제 1차뇌포는 꼬리쪽의 척주관보다 발육이 우수하며 전뇌, 중뇌, 능뇌가 된다.

 8. 꼬리쪽은 최후까지 남아 있고, 관상의 척주관이 됨(척수가 들어 있음)

 9. 1차뇌포의 전뇌는 종뇌, 간뇌로 분화, 중뇌는 모양이 커져서 그대로 중뇌, 능뇌는 후뇌,  수뇌로 분화(태생 5주경)

 10. 신경관을 구성하는 세포에서는 신경원 및 신경세포가 분화되며 신경관의 빈 곳은 부위에 따라 확장, 뇌실이 됨

 11. 뇌실은 좌우의 측뇌실, 제 3 뇌실, 중뇌수도, 제 4 뇌실로 성숙되고 꼬리쪽은 척수 중심관으로 발육(태생 2개월. 뇌발육은 끝---)

* 신경아세포; 신경세포가 분열을 거듭한 결과 내경계막에 붙어 있지 않은 신경아세포 neuroblast 가 다수 생성됨. 신경세포는 이렇게 유리되어 있는 신경아세포로부터 분화 -신경관벽 구성 세포는 세포분열을 통해 신경조직이 성숙할 무렵 신경아세포로 변함

  1. 뇌실대 ventricular zone; 세포분열 중기, 후기의 신경상피세포가 보이는 층

  2. 상의층 ependimal layer= 뇌실하대 subventricualr zone

  3. 외투층 mentle later= 중간대 intermediate zone; 장래의 척수 회백질 gray matter이 됨

4. 변연대 marginal zone; 수초(myelin sheath)를 함유→흰색→척수 백질 white matter

 

* 신경관

 -배측익상판(감각과 조정) Dorsal alar plate(sensory and coordination)

   1. 내장의 평활근을 지배하는 자율신경을 발생시킴

   2. 피부, 내장, 관절, 근육으로부터 오는 자극에 반응하는 신경세포가 발생

 -복측기저판(운동) Ventral basal plate(motor)

   1. 골격근을 지배하는 운동신경원이 발생

   2. 익상판보다 크고 빨리 발육하기 시작하며 골격근을 지배하는 체성 신경을 발생시킴

 -경계구 sulcus limitans; 신경관의 꼬리부분이 외측으로 커지면서 생긴 홈이며 이 홈에

의해 배부의 익상판, 복부의 기저판으로 나누어짐

  cf. 배부; 익상판→척수의 후각(후주)→후근→(추간공)→후삭(감각)

     저부; 기저판→척수의 전각(전주)→전근→(추간공)→전삭(운동)

 

* 중추신경계의 계통발생

 1. 중뇌; 포유동물에서 고등동물보다 발달하여 사람에서는 그 형태가 크게 변하지 않는다.

 2. 능뇌; 능뇌에서 발달된 소뇌는 지구의 중력에 거슬러 평형을 유지해야 하는 사람에게서 크게 발달함

 3. 전뇌; 후각의 발달과 더불어 용적이 크게 늘어나 구피질(paleocortex)이 되고 더욱 발달하여 구피질의 배측에 고피질(古 archicortex)과 복측에 기저핵이 발생한다.

 4. 구피질과 고피질 위에는 신피질(neocortex)이 크게 발육한다.

   cf. 신피질; 육상생활동물 특히 인간에 발달, 원격감각을 발달시킴, 대뇌반구(大腦半球)가 아주 발달(대뇌피질- 의식, 각성, 감정, 사고, 인격, 학습, 기억등 ; 고등한 뇌기능)

*뇌 구분과 신경관 과의 관계

중추신경	뇌포	뇌구분	구조물	신경관
뇌    Encephalon (brain)	전뇌 Prosencephalon (forebrain)	종뇌 Telencephalon	대뇌반구 Hemisphere 선조체 Corpus striatum 후뇌 Rhinencephalon	측뇌실 Lateral ventrical
		간뇌 Diencephalon	시상뇌 Thalamencephjalon 시상상부 Epithalamus 시상후부 Metathalamus 시상 Thalamus 시상하부 Hypothalamus	제 3뇌실 Third ventrical
	중뇌 Mesencephalon (midbrain)	중뇌 Mesencephalon	중뇌개 Tectum of mesencephalon 대뇌각 Crus cerebri 피개 Tegmentum	중뇌수도 Cerebral aqueduct
	능뇌 Rhombencephalon (hindbrain)	후뇌 Metancephalon	소뇌 Cerebellum	제 4뇌실 Forth ventrical
			교 Pons
		수뇌 Myelencfephalon	연수 Medulla oblongata
척수 Spinal cord				중심관 Central cord

 

*뇌의 발생

 1. 3뇌포 2굴곡기- 태생 4주경,  제 10 체절기경

  ․두부굴곡(cephalic flexure); 뇌원기의 머리쪽이 앞으로 구부러짐

           -굴곡의 머리쪽; 전뇌 prosencephalon               

           -굴곡부 배층; 중뇌 mesencephalon

           -굴곡보다 꼬리쪽; 능뇌 rhombencephalon

  ․경부굴곡(cervial flexure)- 태생 26일, 능뇌와 수뇌 경계에서 나타남

 2. 5뇌포 3굴곡기; 전체 길이 6mm, 전뇌의 양측에 안포 optic vesicle가 생겨 체표면을 향해커감 

   ․안포 앞 끝 함몰→안배 optic cup; 복측부 약간 융기 한 것처럼 보이는 반구포 (hemispheral vesicle) 발육

   ․반구포와 간뇌의 경계; 종뇌간 뇌구라 하고 이 시기 되면 전뇌는 미측부와 간뇌와 앞쪽의 종뇌로 나누어짐

   ․중뇌; 전뇌보다 좀 늦게 발육 전체길이 10-14mm시기에 두부만곡 더 뚜렷  그 결과로 중뇌와 간뇌는 서로 가까워짐 두부만곡은 일생동안 남아있고 이에 의해 생긴 뇌에서 능뇌의 장축은 전뇌에 대해 직각 이름

    ․능뇌; 전체 길이 9mm시기 급속히 전후 신장 중앙부 배측에 교만곡 pontine flexure 생김 능뇌 배측 개판- 양쪽으로 늘어나 익판이 서로 떨어져 제 4뇌실의 천정 이룸

    ․60mm 크기의 배아; 제 4뇌실 맥락총의 일부가 변해 작은 구멍이 되어 뇌실계와 지주 막하강이 교통하게 됨. 뇌척수액이 찬다.

 

*임상메모

     -중추신경계 자체가 개체의 발생과정 중 가장 먼저 나타나는 조직이기 때문에 기타 기형을 동반하는 경우 있다.

 1. 무뇌증 anencephaly- 뇌와 두 개가 결손되는 것

     ․원인; 신경관의 앞쪽 끝이 폐쇄되지 않아 그 내강이 노출되기 때문

     ․눈은 형성되지만 시신경 없다.

     ․대개 척수도 침범하여 목 부위의 신경관이 열려 있다.

 2. 잠재이분척주 spina bifida occulta- 무뇌증 다음으로 많다.

     ․1개 이상의 추골의 극돌기와 추궁이 없으며 척주관은 등쪽으로 열려 있음

     ․대부분 무증상, 방사선 촬영도중 우연히 진단됨

     ․척수의 반사기능 이상 동반하는 경우 많음