뇌와 뇌신경
뇌(brain)는 척수와 뇌신경을 통하여 몸과 교신하는 신경자극의 언어를 사용한다. 교신은 왕복 2차선 도로에서와 같다. 뇌는 자극이 수신되면 이에 반응하여 자극을 보낸다. 뇌는 촉각, 통각, 온도 및 몸통과 사지로부터 오는 몸감각등에 관한 일반적인 정보는 척수를 통해 그리고 머리로부터는 뇌신경을 통해 받아들인다. 일부 뇌신경들은 혈압이 높은지 낮은지 음식을 먹을 때가 되었는지등과 같은 내장성기능을 뇌에 전달하기도 한다. 뇌신경은 또한 후각, 시각, 청각, 평형감각 및 미각등 중요한 감각들을 공급해 주기도 한다. 계속적으로 변화하는 자극들은 신경의 흐름을 이루어서 뇌의 모든 영역으로 흘러가게 한다. 일부는 기억속으로 흘러들어가며, 일부는 판단을 하거나 계획을 세우도록 하며, 또 일부는 인격이라는 혼합체에 정서를 부가시키기도 한다. 그 결과가 우리들의 행동이다. 즉 뇌로부터 뇌신경과 척수를 통해 되돌아 오는 자극의 흐름이 얼굴표정, 말, 몸짓 그리고 일상적인 활동을 조절하는 것이다.
뇌는 머리의 다양하고 특별한 기능을 수행하는 척수의 일부 분절이 고도로 변형된 형태라고 생각한다. 뇌를 얼핏 보면 척수모양보다는 버섯과 비슷하게 생겼다. 육중한 대뇌반구와 소뇌가 뇌줄기를 제외한 대부분의 구조물을 덮고 있다. 뇌줄기는 척수를 가장 많이 닮았다. 오름신경로와 내림신경로들은 뇌줄기를 통과하여 각각 대뇌반구와 척수로 가게 된다. 뇌신경들도 척수신경이 척수와 교통하는 것처럼 뇌줄기로 들어가거나 뇌줄기에서 나오게 된다. 대뇌반구와 소뇌는 신경관이 고도로 특수하게 발달되어 나온 것이며 이로부터 뇌와 척수가 발생된다.
뇌는 신경관으로부터 발생되어 확장되고 접혀져서 뇌의 5가지 주요영역이 된다.
1. 대뇌반구(cerebral hemisphere)는 신경관의 앞쪽 끝에 있는 끝뇌(종뇌, telencephalon)로부터 발생된다.
2. 사이뇌(간뇌, diencephalon)는 시상(thalamus)과 시상하부(hypothalamus)가 되고 망막으로부터 시신경을 받는다.
3. 뇌줄기(뇌간, brainstem)는 사이뇌의 뒤에서 시작된다. 뇌줄기중 가장 부리쪽에 위치한
4. 중간뇌(중뇌, midbrain)는 관모양으로 남아서 머리안에 맞추기 위해 앞쪽으로 굽어져 있다. 뇌줄기는 후뇌(metencephalon)로 계속 이어지고 이것은 다리뇌(교뇌, pons)와 소뇌(cerebellum)가 된다. 뇌줄기의 마지막 부위는
5. 숨뇌(연수, medulla oblongata)로 되어 뇌줄기와 척수를 연결시켜 준다.
이러한 모든 구분들은 중추신경계의 분절에 기반을 둔 것으로 이 분절은 척수신경이 나오는 척수분절에서 가장 뚜렷하다. 뇌신경이 나오는 모양을 보면 뇌줄기도 분절되어 있음을 알 수 있다. 뇌신경들도 척수신경과 매우 유사하게 나오기 때문이다. 복잡한 대뇌반구는 어떠한 분절이 존재하는지 알수없이 짜여져 있어 약간의 분절증거가 남아있기는 하지만 거의 구분할수 없다. 대뇌반구와 사이뇌는 척수와는 부분적으로 다른데, 이들에는 운동과 관계되는 바닥층판이 없다.
신경중추와 신경로
뇌는 대뇌반구에 있는 일차감각중추(primary sensory center)와 일차운동중추(primary motor center)를 통하여 세상과 교신한다. 보고, 듣고, 균형을 유지하고, 냄새맡고 또 맛을 보는 것은 감각중추로부터 생기며 이것은 눈, 귀, 코 및 혀로 부터 뇌신경을 통하여 자극을 전달 받는다. 몸감각중추(somatosensory center)도 역시 촉각, 온도, 통각 및 몸의 위치(몸감각)에 관한 정보를 피부, 근육 및 관절등으로 부터 전달 받는다. 대뇌반구에 있는 연합영역(association area)에서는 이들 정보를 해석한다. 이 영역에서 활동을 요청하면, 몸운동중추(somatomotor center)는 수의적 운동을 통제하고, 언어중추(speech center)는 생각을 말로 표현하게 된다.
신경로(전도로, tract)는 뇌줄기를 통하여 대뇌반구에 도달하는데, 척수와 뇌신경으로부터의 정보를 전달해 준다. 또다른 신경로들은 운동명령을 뇌줄기 아래로 보내 근육과 샘으로 전달해 준다. 모든 신경로가 직접 위아래로 가는 것은 아니다. 대부분은 소뇌나 사이뇌에 있는 신경핵(nucleus)에서 끝나고, 여기서 신호가 더멀리 가기전에 다른 신호들과 조정된다. 이러한 모든 신경원을 가리켜서 투사신경원(projection neuron)이라고 부른다. 왜냐하면 마치 투사물처럼 표적을 겨냥하고 있기 때문이다.
맞교차축삭(commissural axon)들은 뇌의 반대편끼리 연락을 함으로서 각 대뇌반구가 서로 조화를 이루도록 한다. 연합신경원(association neuron)은 같은 반구에서 서로다른 영역들을 연결해 준다. 만일 당신이 말을 하려한다면, 생각을 말로 옮기기 위해서 이 모든 세가지 형태의 신경원을 필요로 하게 된다.
뇌의 육안해부학
뇌는 약1.5kg(3.3파운드)의 부드럽고, 정교한 조직으로 대부분의 다른 조직이 가지고 있는 교원섬유로부터의 지지가 없다. 신선한 뇌는 부검대위에서 변형되지만 한사발 용량의 액체가 차있는 주발속에서는 변형없이 잘 보존 된다. 이 때문에 뇌는 머리뼈 안에서 뇌척수액 속에 띄워져 있어야 한다. 머리안 내부에서는 뇌막과 얇은 뇌척수액층이 완충작용을 하여 뇌를 편안하게 해주고 있다. 대뇌의 이마엽은 머리뼈의 앞머리뼈우묵에 놓여져 있고 중간머리뼈우묵은 관자엽을 지지해 주며, 소뇌는 뒤머리뼈우묵을 채우고 있다. 뇌줄기는 나비뼈와 뒤통수뼈에 놓여져 있으며 숨뇌는 큰구멍을 채우고 있다. 뇌신경들은 머리안 바닥에 있는 구멍들을 통하여 빠져 나온다. 시각신경은 시각신경관을 통하여 사이뇌로 들어가고, 삼차신경은 둥근구멍과 타원구멍을 거쳐서 얼굴에 이른다. 그리고, 미주신경은 숨뇌를 떠나서 목정맥구멍을 통해서 나간다. 머리안의 지붕은 비교적 단순하다. 대뇌에 의하여 뇌혈관, 대뇌고랑 및 대뇌이랑들의 흔적만이 존재한다. 대뇌에 맞춰지는 머리뼈 조형은 인간의 머리모양으로부터 개성이나 인격을 읽어내려는, 지금은 불신되고있는 과학인 골상학이나 독심술(phrenology)의 기원이 되었다.
숨뇌(연수, medulla oblongata)는 주된 반사중추이고 커다란 신경로들이 뇌의 반대쪽으로 교차하는 부위이다. 뇌를 구성하고있는 모든 부위에서 가장 척수와 근사한 곳이다. 척수가 갖는 시린더모양이나 분절들을 갖고 있다. 앞, 뒤정중고랑(anterior & posterior median sulcus)들이 척수에서와 마찬가지로 숨뇌를 좌우로 나누고 있고 척수분절에서처럼 뇌신경들이 간격을 두고 나타난다. 그러나 이들간에는 아주 중요한 차이가 있다. 숨뇌의 앞끝부분은 좀더 많은 신경로들을 수용하고 뇌신경핵들을 포함하기 위해 커져있고 척수에서 보았던 회색질의 H자 모양이 퍼져 흐트러 진다. 이러한 변화들의 증거로 앞면에 피라밋(pyramid)이 있으며 이들 가쪽에 아래올리브(inferior olive)가 있다. 뒤에서는 척수의 뒤기둥이 얇은 제4뇌실 천장으로 가고 양측면에 있는 아래소뇌다리(inferior cerebellar peduncle)들은 신경섬유를 소뇌로 보내고 있다.
숨뇌는 숨뇌반사의 기본이 되는 5쌍의 뇌신경들을 통해 주위와 교통한다. 앞쪽 즉 부리쪽으로부터 시작하면, 귀는 소리와 균형에 관련된 자극을 안뜰달팽이신경(평형청각신경, vestibulocochlear nerve)을 통해 교신한다. 미각과 타액분비는 다음의 혀인두신경(설인신경, glossopharyngeal nerve)을 통해 조절한다. 이어 미주신경(vagus nerve)은 연하와 몸통의 많은 내장기능들을 조절하는 자극을 전달한다. 제11뇌신경인 더부신경(부신경, accessory nerve)은 후두의 높낮이와 성량을 조절한다. 마지막이면서 가장 꼬리쪽에 있는 혀밑신경(설하신경, hypoglossal nerve)은 위로 가서 혀에 있는 근육들에 분포하면서 언어, 씹기 및 삼키기를 조절한다. 이들은 인두, 경부 및 몸통에 분포하기 때문에 마지막 4개의 뇌신경들은 구토, 딸꾹질, 삼킴 및 구역질반사등을 조정하고 또한 심박동과 혈압에 관계되는 반사들을 조절한다.
촉각, 몸감각 및 통각자극을 전달하고 몸 움직임을 조절하는 신경로들은 숨뇌를 통해 뇌줄기를 오르내린다. 이들 신경섬유중 많은 것들이 숨뇌에서 반대편으로 횡단하여 뇌의 왼쪽이 몸의 오른쪽을 조절하고 또 오른쪽으로부터 감각을 받아들인다. 피라밋은 운동명령을 척수의 가쪽피질척수로에 전도하는 피라밋로(pyramidal tract)를 전달한다. 피라밋로는 숨뇌의 앞정중고랑을 가로질러 반대쪽으로 간다음 척수의 가쪽피질척수로로 들어간다. 뒤기둥(posterior column)들도 쐐기다발핵(설상핵, cuneate nucleus)과 널판다발핵(박속핵, gracile nucleus)속에서 연접을 이룬 뒤 숨뇌에서 횡단한다. 이들 핵으로부터 온 축삭들은 속 깊은 곳으로 하행한 후, 반대쪽으로 교차하여 안쪽모대(medial lemniscus)를 형성한 뒤 사이뇌를 향해 뇌줄기 위로 올라간다.
신경로들이 목적지를 향하여 위로 올라감에 따라서 회색질은 몇몇 핵무리로 분산된다. 아래올리브는 척수, 소뇌 그리고 대뇌피질 사이의 조정자극을 중계해 주는 올리브핵의 위치를 알려준다. 쐐기핵과 널판다발핵은 뒤기둥의 섬유를 안쪽모대 섬유에 연결 시켜준다. 뇌신경핵들은 뇌에서 다른 대부분의 영역과 연결되어 있다. 이 핵들 사이에 흩어져 있는 것이 그물체(망상체, reticular formation)로서 뇌줄기 전역에 퍼져있는 뇌신경핵들과 섬유들의 연결망이다. 이것은 잠을 깨우는 각성반응과 일을 할 때 무엇이 필용한가 주의를 환기 시켜주는데 중요한 역할을 한다. 다리뇌와 중간뇌를 설명할때 다시 그물체에 대하여 다룰 것이다.
다리뇌(교뇌,pons)와 소뇌(cerebellum)는 중간뇌와 숨뇌 사이에 위치한다(그림13-2). 다리뇌는 앞으로 부풀고, 아래다리뇌고랑(inferior pontine sulcus)에 의해 숨뇌로부터 분리된다. 다리뇌는 척수의 마루와 바닥층판을 나타낸다. 뒤쪽으로 소뇌는 대뇌반구와 숨뇌사이를 채우고 있다. 소뇌는 다리뇌의 천장층판이 확장된 것이고 제4뇌실을 다리뇌와 숨뇌와 함께 공유한다.
다리뇌는 적절하게 명명되었다. 다리를 의미하는 이 라틴어는 숨뇌와 중간뇌 사이에서 신경교통이 다리뇌를 가로질러 소뇌로 흐르고 또 뇌줄기로 되돌아 온다. 앞부분은 다리뇌의 기저부(base)이고 제4뇌실 아래의 깊은 조직은 뒤판(교뇌개, pontine tegmentum)이다. 피질척수로와 안쪽모대는 다리뇌의 기저부를 관통해 통과하고 그물체는 뒤판속에서 중간뇌를 향해 이어져 있다. 다리뇌 기저부의 대부분은 대뇌반구로부터 다리뇌 기저부로 통과하는 다리소뇌로(pontocerebellar tract)의 섬유들로 가득차 있고, 여기서 이들은 중앙선을 교차한 다음 가쪽을 지나 소뇌로 간다.
3개의 뇌신경이 다리뇌와 숨뇌사이의 아래다리뇌고랑으로 들어오고 4번째 뇌신경은 위가쪽벽으로 들어온다. 꼬리쪽 끝부위로부터 시작하여, 귀와 뼈반고리관으로부터 온 안뜰달팽이신경은 숨뇌로부터 나타나지만 표적핵은 다리뇌에서 발견된다. 다음으로 얼굴신경(안면신경, facial nerve)은 신경섬유를 안면근육, 혀 및 침샘등으로 보낸다. 갓돌림신경(외전신경, abducens nerve)은 제6뇌신경으로 안구운동에 관련된 한 근육을 조절하는 작은 신경이다. 큰 삼차신경(trigeminal nerve)은 얼굴과 입의 촉각, 통각 및 온도감각을 전달하고 씹기근육을 조절한다. 뜨거운 피자로 여러분의 입천장을 데는 것은 삼차신경의 감각이지만 피자맛은 안면신경의 감각이다.
소뇌(cerebellum)는 섬세한 운동조절을 위해 필수적이다(그림13-1, 3). 사실상, 소뇌는 근육운동의 진도를 측정하고 매끄러운 운동을 위해 필요한 조절정도를 계산해 낸다. 소뇌는 실수없이 단추를 끼우거나 전화버튼을 누를 수 있도록 한다. 반대로 소뇌가 손상된 사람은 경련적인 필적을 갖는다. 이유는 그 신경회로가 자극의 흐름을 평탄하게 조절할수 없기 때문이다.
2개의 소뇌반구는 뇌줄기의 천장에 도달되지만 그들은 소뇌벌레(충부, vermis)에서 연속적인 구조로 결합되어 있다. 다수의 가로고랑들이 소뇌벌레와 소뇌반구를 가로지르고 있으며 소뇌벌레의 이름을 짓는데도 이 가로고랑들의 모양이 사용되었다. 즉, 이들이 지렁이의 분절과 같은 모양을 이루고 있는 것이다. 좀더 중요한 것은 이들이 운동조절에 사용되는 회색피질의 면적을 크게 증가시킨다는 점이다. 시상단면에서 보면, 소뇌는 꽃양배추를 닮았는데, 그이유는 피질이 기저부로부터 분지되어 뻗어나갔기 때문이다. 숨뇌, 다리뇌, 대뇌반구는 백색질을 관통하며 방사상으로 뻗어있는 신경로들을 통해 백색질과 교통하고 있다. 그러나 여기서는 3개의 소뇌다리가 그 신경로들을 소뇌로 가져온다. 위소뇌다리(상소뇌각, superior cerebellar peduncle)는 중간뇌에 연결된다.
중간소뇌다리(중간소뇌각, middle cerebellar peduncle)는 다리뇌에 연결되고 아래소뇌다리(하소뇌각, inferior cerebellar peduncle)는 숨뇌와 연결되어 척수소뇌로(spinocerebellar tract)를 전달한다.
중간뇌(중뇌, midbrain)는 뇌줄기의 부리쪽 끝부분으로, 다리뇌와 소뇌를 사이뇌와 연결한다(그림13-2). 뇌줄기에서 높은 위치에 있지만 상대적으로 단순한 구조로, 그 두꺼운 벽은 사이뇌에 있는 제3뇌실로, 앞쪽으로 인도하는 좁은 중간뇌수도관을 둘러싸고 있다. 이들 벽을 오르고 내리는 신경로들과 그물체들도 이들을 관통하여 앞쪽으로 계속된다. 중간뇌는 뇌신경을 눈의 근육들로 보내고, 중간뇌의 천장으로부터 돌출된 혹과같은 네둔덕체(사구체, corpora quadrigemina)로부터의 눈반사와 청각반사를 지배한다.
중간뇌의 중간뇌덮개(중뇌피개, midbrain tectum)는 네둔덕체가 위치한 중간뇌수도관 위의 천장을 구성하고 있다. 중간뇌수도관의 아래에 있는 중간뇌뒤판(중뇌개, midbrain tegmentum)은 그물체와 다른 신경핵 및 신경로들을 둘러싸고 있다. 중간뇌뒤판 아래에는 양쪽에 하나씩 2개의 큰 대뇌다리가 있는데, 이는 대뇌로부터 피질척수로를 다리뇌에 전달하고 이어 숨뇌와 척수에 전달한다. 2개의 특별한 신경핵 즉 적색핵(적핵, red nucleus)과 흑색질(substantia nigra)은 대뇌다리와 중간뇌뒤판 사이에 위치하고 있다. 이들 두 핵은 운동과 관계있다. 이들 신경섬유는 대뇌, 사이뇌, 소뇌 및 척수와 연결하고 있다. 안쪽모대는 지속적으로 척수시상로를 앞쪽으로 사이뇌를 향해 계속시키나, 이제 그들은 흑색질 깊은 곳에서 가쪽에 위치하게 된다.
중간뇌는 눈돌림신경(동안신경, oculomotor nerve)과 도르래신경(활차신경, trochlear nerve)을 통해 눈운동을 조절한다. 여러분의 머리를 움직이는 동안 사물에 초점을 맞추거나 다른 물체에 초점을 맞추는 능력은 중간뇌에 있다. 눈돌림신경은 안구의 아래빗근과 3개의 곧은근들을 조절하는 반면 도르래신경은 위빗근을 조절한다. 이 근육들은 다리뇌가 갓돌림신경과 가쪽곧은근을 통해 조절하는 가쪽방향을 제외한 모든 방향으로 안구를 움직인다. 여러분이 예상하는 것처럼, 이들 신경핵은 대뇌로부터 수의운동을 조절하는 명령을 전달받고, 청각중추와 소뇌와 함께 갑작스런 소리가 나는 곳으로 눈을 돌리게 하거나 머리운동과 조화를 이루어 눈운동을 할수 있도록 조절한다. 눈돌림신경과 도르래신경 역시 위둔덕(상구, superior colliculus)과 연결된다. 중간뇌덮개위에 있는 이들 2개의 언덕은 네둔덕체의 2부분이다. 그들은 렌즈를 촛점 맞추고, 동공을 넓히거나 좁히고, 눈을 사물 가까이 모이게하는 시각반사를 조절한다. 네둔덕체의 다른 부분인 아래둔덕(하구, inferior colliculus)은 음성이나 소음의 위치결정을 돕는 청각신경로와 소뇌를 연결된다. 사이뇌(간뇌, diencephalon)는 대뇌반구로의 출입구(그림13-2)다. 이곳으로 들어오는 모든 신경로들은 사이뇌의 신경핵들과 교통하고, 사이뇌가 감정적 표현에서 심장박동에 이르기까지 모든 것들을 조절하도록 한다. 이와함께 모든 내림신경로들은 비록 일부 신경로들이 이곳의 신경핵들과 연접되지않고 떠나지만, 사이뇌를 통과한다.
사이뇌는 대뇌반구가 그 주위를 거의 둘러싸고 있기 때문에 실험하기가 어렵다. 송과체(pineal body)는 사이뇌의 천장으로부터 뒤로 돌출되어 있고 앞맥락얼기(anterior choroid plexus)는 제3뇌실의 얇은 천장으로서 대뇌아래로 확장되어 있다. 제3뇌실은 앞으로 뻗어나가 위로는 대뇌의 가쪽뇌실과 합쳐지고 있으며, 아래로는 두터운 가쪽 벽사이로 좁은 공간을 이루면서 확장되어 깔때기(infundibulum)에 이른다. 이 깔때기는 나비뼈의 터키안장속에 잡혀있는 뇌하수체(hypophysis)가 나온 또다른 돌출부이다. 얇은 분계섬유판(lamina terminalis)은 사이뇌의 앞부분이 대뇌반구 사이를 횡단하는 교차섬유로 사이뇌의 앞쪽 끝을 덮고 있다. 시각신경은 사이뇌로 들어오는 유일한 뇌신경이고 몇몇 시각신경섬유들이 교차하는 시신경교차(chiasm)를 깔때기의 앞에서 쉽게 볼수 있다. 2개의 작은 유두체(mammillary body)는 깔때기의 뒤부분으로부터 부풀어져 있다.
사이뇌에 있는 제3뇌실의 벽은 시상(thalamus)을 형성하고 있다. 시상은 기능적으로 분리된 신경핵들의 커다란 집합체이고 얼굴과 몸통에서 들어오는 감각정보를 위한 커다란 중개중추이다. 아래에 있는 시상하부(hypothalalmus)는 뇌하수체로부터의 신경분비와 내장반사를 조절한다. 중간뇌의 대뇌다리들은 속섬유막(internal capsule)이 되어 이 구조물들의 주위로 계속된다. 속섬유막은 이들이 대뇌반구 내부로 들어가고 있음을 알때까지는 잘못 붙여진 이름으로 생각할수 있다.
시상은 후각을 제외한 모든 감각정보를 대뇌피질의 일차감각영역과 연합중추로 중개한다. 이것은 또한 바닥핵(기저핵, basal ganglia), 중간뇌 및 소뇌에 있는 다른 운동영역들과도 교통한다. 약 12개의 신경핵 덩어리가 4개의 무리로 시상의 양측에 배열되어 있다. 가쪽핵무리(lateral nuclear group)의 배쪽부분(ventral portion)은 오름신경로로부터 대뇌반구의 몸감각중추와 기타 다른 시상핵들로 가는 신호를 중개한다. 척수시상로의 신경섬유들은 몸감각중추로 계속되는 투사신경원들과 여기서 연접을 이룬다. 가쪽핵무리의 등쪽부분(dorsal portion)은 언어의 구사에 어떤 역할을 하는 것으로 나타났다. 이는 다른 시상핵들로부터 청각, 시각 및 언어연합영역으로 신호를 중개한다. 안쪽핵무리(medial nuclear group)는 몸운동중추와 이마앞피질과의 연결을 통해 정서적 행동과 기억에 관계하고 있다. 시상의 후방에서 섬유판속핵(intralaminar nucleus)들과 그물핵(reticular nucleus)들은 자극을 시상과 대뇌를 망라하여 운동 및 감각자극을 중개하므로써 대뇌피질의 각성을 돕는다. 가쪽면으로부터 돌출된 가쪽무릎체(외측슬상체핵, lateral geniculate body)는 시각신경 섬유로부터 연접을 받은 신경세포체들을 포함하고 있다. 이 세포들은 자신의 축삭을 대뇌 시각피질로 보낸다. 시상의 반대편에 있는 앞핵무리(anterior nuclear group)는 변연계의 일부분으로 정서와 기억에 관련된다.
시상하부는 사이뇌의 하부에 있으며, 자체의 신경핵을 통해서 신경물질분비와 내장반사를 조절한다. 시상하부는 자율신경계 뿐만아니라 모든 항상성(체온, 혈압, 화학성분등) 유지기능에 관련된 중요한 중추이다. 그 위치 때문에 이름 붙여진 시각교차위핵(suprachiasmatic nucleus)은 깔때기내에서의 신경물질분비와 관련된다. 이 깔때기의 축삭들은 옥시토신(oxytocin, 자궁수축과 유즙분비를 자극하는 호르몬임)과 바소프레신(vasopressin, 혈관수축과 이뇨에 관계, 항이뇨호르몬이라고도 함)을 뒤뇌하수체내로 분비한다. 시각교차위핵은 또한 수면주기를 조절한다. 하루가 25시간인 긴날에 적응된 생쥐의 핵을 하루가 22시간인 짧은 날에 적응된 생쥐에게 이식하면, 이식받은 생쥐는 긴날에 적응된 생쥐처럼 된다. 시상하부는 또한 뇌하수체로 하여금 생식선자극호르몬과 부신피질자극호르몬을 분비하도록 하는 몇가지 분비자극호르몬을 통해서 앞뇌하수체를 조절한다.
시상하부는 자율신경계의 주된 중추이다. 이 자율신경계는 교감신경과 부교감신경을 통한 길항작용으로 내장을 통제한다. 한 신경은 기능을 촉진시키고 다른 신경은 기능을 억제시킨다. 시상하부는 앞쪽과 뒤쪽이 열이나 다른 자극들에 대해 상반되는 반응을 나타내기 때문에 자율신경계의 소우주라고 할 수 있다. 앞부분은 체온 상승시 땀 분비와 혈관의 이완을 자극한다. 반대로, 체온이 떨어지게 되면 뒤부분이 오한을 유발하고 혈관을 수축시키며 땀분비를 억제한다. 배쪽안쪽핵(ventromedial nucleus)은 포만중추를 포함하고 있다. 이 영역에 손상을 입으면 과도한 식욕을 나타낸다. 그러나 가쪽시상(lateral hypothalamus)을 손상시키면 식욕이 없어진다. 유사하게 가쪽시상하부는 갈증을 자극한다. 배쪽안쪽핵은 분노, 괴로움 및 공포를 유발한다. 생명이 위협을 받으면 시상하부는 혈압을 상승시키고, 머리카락을 서게 만들며 맥박을 빨리 뛰게하고 심지어는 배변을 유발하기도 한다.
대뇌반구
대뇌(cerebrum)는 뇌에서 가장 큰 부분이다. 대뇌의 신경흐름은 우리들의 기억, 생각등 간단히 말하면 우리들의 인격의 대부분과 관련된다. 이 복잡한 연결들의 대부분은 대뇌겉질(대뇌피질, cerebral cortex)이라고 하는 대뇌의 외부를 덮고있는 두께 약 2mm정도의 얇은 회색질내에 있다. 대뇌는 사이뇌의 날개층판으로부터 위쪽 뒤쪽으로 성장하였으며, 기저에 부착된 좁은 넓이의 피질만을 남겨놓고 나머지들은 머리안속에서 확장되고 주름져 있다. 그 결과 한쌍의 대뇌반구(cerebral hemisphere)에는 고랑(구, sulcus)과 이랑(회, gyrus)을 갖게되고 이들 때문에 겉질의 표면적이 증가되어 약 2,400cm2에 이르며, 이 면적은 안락의자의 앉는 방석의 넓이와 거의 같다. 이 면적의 대부분은 고랑속 깊이 말려 들어가 있다. 바닥핵(기저핵, basal ganglia)이라고 하는 큰 신경핵들은 대뇌반구의 깊은 곳 가쪽뇌실의 아래 시상 다음에 위치하고 있다.
대뇌세로틈새(longitudinal fissure)는 대뇌를 좌우 대뇌반구로 나눈다. 각 대뇌반구는 이마엽(전두엽, frontal lobe), 마루엽(두정엽, parietal lobe), 뒤통수엽(후두엽, occipital lobe) 및 관자엽(측두엽, temporal lobe)등 4개의 뇌엽을 갖고 있으며, 이들은 머리뼈의 해당 뼈 아래에 위치하고 있다. 각 뇌엽은 주름이 잡혀 특징적인 뇌고랑과 뇌이랑들을 갖고 있는데, 이것으로 대뇌겉질에서 감각중추들과 연합영역들을 구별한다. 가쪽고랑(lateral sulcus)은 가장 크고 가장 깊은 뇌고랑으로서 관자엽을 이마엽과 마루엽으로부터 분리하고 있다. 이 고랑을 부드럽게 열어젖히면 뇌섬엽(insula)의 주름들이 보인다. 이 뇌섬엽은 대뇌바닥 깊은 곳에 남아있는 겉질조직이다. 중심고랑(central lobe)은 이마엽과 마루엽의 경계이다. 이 고랑의 양쪽에는 중심앞이랑(precentral gyrus)과 중심뒤이랑(postcentral gyrus)이 있는데, 이들은 각각 일차몸운동영역(primary somatomotor area)과 일차몸감각영역(primary somatosensory area)을 표지한다. 어떤 중요한 고랑도 이 고랑과 같이 큰 것은 없다. 뒤통수엽과 주위 뇌엽들을 경계짓는 고랑은 뚜렷한 것이 없기 때문에 해부학자들은 뒤통수앞패임(preoccipital notch)과 함께 마루뒤통수고랑(parieto-occipital sulcus)을 대뇌반구의 가쪽면상에서 임의로 뒤통수엽의 경계로 삼고 있다.
일부 뇌이랑과 뇌고랑들은 대뇌반구의 안쪽면까지 확장되어 있다. 그들중 3개의 뚜렷한 뇌고랑들은 마루뒤통수고랑, 띠고랑(cingulate sulcus) 및 곁고랑(collateral sulcus)등이다. 띠고랑은 이마엽과 마루엽에 있는 띠이랑(cingulate gyrus)을 표지한다. 관자엽에는 곁고랑이 해마옆이랑(parahippocampal gyrus)을 표지하고 있다.
대뇌겉질(cerebral cortex)에는 표면에 대단히 많은 지표들이 있기 때문에 초기 신경해부학자들은 그 표지들과 특정한 인격과의 관계를 맞추려고 노력한 바 있다. 물론 피질은 그런 방법으로 조직되어있지 않기 때문에 그 시도는 실패하였다. 이후 Korbinian Brodmann이 피질을 세포조직에 따라 구역으로 나누었는 바, 이렇게 서로 다른 피질구조를 나타내는 Brodmann영역은 아직 특정한 기능들과 많은 부분들이 일치하지는 않지만 지금도 참고도로 활용되고 있다
Wilder Penfield에 따르면 외과의사들은 신경해부를 하는동안 대뇌피질을 자극하므로써 피질의 영역들을 구별한다. Penfield는 환자의 시각영역에 약한 전기적 자극을 가한 결과 환자는 눈을 감고 있어도 섬광을 보게된다는 것을 예로 들었다. 운동영역을 자극하면 그 영역이 어디인가에 따라 손가락들이 움직이거나 코가 경련을 일으킨다. 몸감각영역을 자극하면 환자는 어깨에 통증을 호소하거나 손가락이 움직였다고 말한다.
대뇌피질에는 수개의 일차 감각 및 운동영역들이 있으며 이들은 연합영역들과 관련되어 있다(그림13-6). 뇌고랑에 따라 이들 영역이 일치하는가의 여부는 사람에 따라 다르며 그에따른 부작용은 없다. 각 대뇌반구의 Brodmann영역 17에 있는 일차시각피질(primary visual cortex)은 2곳 모두에서 시각경로를 통해 들어오는 자극을 받으므로 대뇌반구들 사이에서 상은 갈라진다. 오른쪽 피질은 각 망막의 오른쪽 반으로부터 왼쪽 피질은 각 망막의 왼쪽 반으로부터 상을 받는다. 그러면 일차시각영역 주위를 둘러싸고 있는 시각연합영역(visual association area)에서 양쪽 피질에 반씩 맺힌 상을 하나의 상으로 조합한다.
소리는 관자엽에 있는 청각피질(auditory cortex, Brodmann영역 41, 42)로 들어온다. 각 중추는 안뜰달팽이신경이 청각중추에 도달하기 전에 반대쪽으로 건너가기 때문에 일차적으로 반대쪽 귀로부터 자극을 받는다. 그러면 청각중추 부근에 있는 청각연합영역(auditory association area, Brodmann영역 22)이 말을 해독한다. 평형감각은 안뜰달팽이신경이라고 이름지은 것으로부터 유추할수 있듯이 청각중추 부근에서 감지한다. 관자엽에서 청각중추 앞부분을 자극하면 어지러움이 일어나는데 이는 몸감각중추의 안면부를 자극했을 때도 마찬가지다.
신맛으로부터 단맛을 구별하고 또다른 맛들을 감지하는 것은 일차미각영역(primary taste area)에서 완성되며, 이 영역은 마루엽에 있는 몸감각중추의 혀부분 속 또는 근처에 위치하고 있다. 관자엽에 있는 후각중추(olfactory center)는 냄새를 인지한다. 관자엽의 꼭대기부분은 후각신경로를 받아들이고 이 주변부의 영역은 후각연합중추(olfactory association area)라고 한다.
인체의 부위나 특정한 기능을 대신하여 몸감각영역이나 몸운동영역내 겉질신경원들의 비율로 나타낸 것을 소인도(homunculus)라고 한다(그림13-7). 크게 그려진 부위는 그만큼 신경원이 많다는 뜻이다. 손이나 얼굴이 발이나 몸통보다 비교적 좀더 많은 겉질을 가지고 있다. 이 소인도에서 몸의 먼쪽끝부위의 근육들과 운동단위들이 중추에서 어떻게 나타나고 있으며 이들 영역의 촉각에 대해서도 연관지어 본다. 또한 머리쪽의 구조물들은 가쪽피질에 나타나고 꼬리쪽 구조물들은 안쪽에 나타내어 지는 것에도 유의할 필요가 있다. 만약 신경외과의사가 중심뒤이랑의 가쪽면을 자극한다면 어떤 반응이 나올것인지 생각해 본다.
여러 연합영역들이 감각 및 운동기능들과 서로 연결되어 있다. 왼쪽 대뇌반구의 언어영역(speech area)은 말을 하고 단어를 구사하는데 필요한 연합의 훌륭한 예가 된다. 마루엽에 있는 Wernicke언어영역은 생각을 단어로 바꿀 수 있게 하고 이마엽에 있는 Broca언어영역은 그것들을 말로 표현한다. 우리가 친구들과 대화할 때는 토론하는 바를 받아들이기 위해 시각영역과 청각영역을 모두 사용하고, Wernicke언어영역은 겉질의 다른 부위에 저장되어 있는 기억으로부터 생각과 상을 단어로 바꾸고, Broca언어영역은 그것을 말로 바꾼다. 기억 자체는 대뇌겉질내에 그렇게 뚜렷하게 자리잡고 있지 않다.
대뇌겉질의 미세구조를 보면, 6개의 세포층으로 배열되어 있으며 이는 거대한 통신망을 이루고 있다. 약 50억개로 추정되는 신경원들이 여기에 참여하고 있다. 이 세포들은 기억과 사고의 흐름에 대한 실마리가 된다. 그러나 전화기처럼 그 형태가 그 속을 흐르고 있는 정보가 무엇인지를 나타내지 않는다. 4개의 바깥층은 일차적으로 겉질의 다른 부위와 뇌줄기로부터 수입성 축삭들을 받으며, 5층과 6층은 가장 안쪽에 있으면서 일차적으로 겉질이나 뇌의 다른 부위로 가는 수출성 축삭들로 구성되어 있다. 가장 바깥층인 분자층(molecular layer)은 그 아래에 있는 세포들로부터 온 축삭과 가지돌기들이 하나의 그물을 형성하고 있다. 신경연접은 보다 깊은 층으로 계속되는데, 여기에 앞에 나타난 축삭들의 신경세포체들이 위치하고 있다. 이 층들은 바깥과립층(outer granular layer), 바깥피라밋층(outer pyramidal layer) 및 속과립층(inner granular layer)인데 이들은 세포체들의 모양에 따라 이름을 붙였다. 5층과 6층은 속피라밋층(inner pyramidal layer)과 뭇모양층(polymorphic cell layer)으로 역시 세포형태의 차이에 의해 이름을 붙였다. 이 세포들은 위 아래의 다른 세포들과 교통하고 있다. 사실상 겉질은 서로 옆에 옆에 서있는 수백만개의 세포기둥들로 조직되어 있으며 얼핏 음료수캔들과 같다. 5층의 피라밋세포들은, 가지돌기들은 좀더 얕은층의 세포들과 연접하고 있고 축삭들은 겉질의 다른 부위나 뇌줄기로 확장되어 있어 이러한 조직의 좋은 예가 되겠다.
마루엽에 있는 Broca영역을 관통하는, 몸감각중추 바로뒤를 지나가는 관상단면으로부터 대뇌의 내부를 살펴 본다. 뇌줄기로부터 오는 또는 뇌줄기로 가는 투사섬유(projection fiber)들은 대뇌반구 깊숙히 자리잡은 속섬유막(internal capsule)을 관통한 뒤, 백색질을 통해 바깥쪽으로 방사상으로 나가 겉질에 이른다. 이 섬유들은 부채모양으로 퍼져 대뇌부챗살(corona radiata)을 형성하는데, 앞으로는 이마엽으로 뒤로는 뒤통수엽으로 퍼진다. 각각의 대뇌부챗살은 시상으로부터 감각자극들을 동측의 대뇌반구로 보낸다. 이미 아는 바와 같이 뇌의 좌측은 오른쪽과 교통하는데, 특히 언어의 조절은 왼쪽 대뇌반구의 Broca영역과 Wernicke영역을 통해 조절한다. 교통은 세로틈새 아래에서 두 대뇌반구 사이에 있는 백색질인 뇌들보(뇌량, corpus callosum)에 의해 완성된다. 뇌들보는 뇌를 가로질러 양쪽으로 맞교차섬유들을 수송한다(그림13-8).
가쪽뇌실들은 뇌들보 아래에 위치하고 투명중격(septum pellicidum)과 변연계의 한부분인 뇌활(fornix)에 의해 서로 분리되어 있다. 가쪽뇌실의 맥락얼기는 투명중격으로부터 뇌실내로 밀려들어가 있으며 뇌실내로 뇌척수액을 분비한다. 뇌실사이구멍을 통해 양측 시상 사이에 있는 제3뇌실내로 뇌척수액을 비운다. 바닥핵(basal ganglia)들은 시상의 가쪽에 위치하고 있으며 가쪽틈새 깊은 곳에 위치하고 있는 대뇌겉질의 일부분인 뇌섬엽(insula)은 바닥핵의 가쪽에 위치하고 있다.
뇌의 중간시상단면을 보면 뇌들보가 사이뇌 위에서 활을 이루고 있음을 볼 수 있다. 뇌들보는 뇌들보 무릎(genu)으로부터 아래로 굽어져 뒤에 있는 뇌들보 팽대(splenium)에서 끝난다. 투명중격은 가쪽뇌실들을 분리하는 조직커텐이며, 뇌활 아래에서 오른뇌실의 맥락얼기를 관찰할수 있다.
뇌의 주요신경로와 바닥핵
다시 생각해보면 신경로는 도로지도에 있는 길들과 유사하여, 신경핵들을 신경연접으로 연결하는 트랙들로 이루어져 있다. 1단계 신경원으로 불리는 기시신경원으로부터의 교통흐름은 2단계 신경원으로 가고 또 그렇게 신경로와 신경로를 흘러 종점에 이르게 된다. 뒤기둥(posterior column)신경로는 의식적 몸감각과 통각을 뇌줄기, 시상을 거쳐 대뇌반구로 전달한다. 척수소뇌로는 당신이 무의식적으로 느끼는 근육감각을 소뇌로 보낸다. 촉각, 통각 및 온도자극은 몸통으로부터 시상으로 척수시상로를 따라 올라가고 이후 대뇌겉질로 간다. 겉질척수로는 교통의 흐름을 반대방향으로 보낸다. 즉 몸운동피질로부터의 운동명령을 척수핵들로 보내고 이후 척수신경을 따라 몸통근육으로 전달한다. 이들 수의명령과 함께 불수의적 조절을 위한 메시지는 적색척수로에 의해 소뇌로부터 여행한다.
뒤기둥(posterior column)신경로는 촉각과 몸감각을 대뇌겉질에 있는 몸감각중추로 보낸다. 다른 대부분의 운동에서와 마찬가지로 보행중에 사지가 움직이는 것을 힘줄과 관절에 있는 근방추와 신장수용체들이 그 정보를 대뇌로 전달하고, 피부와 모낭에 있는 감각수용체들이 피부 표면위로 공기가 흐르는 것과 옷이 마찰되는 것을 감지하기 때문에 우리는 사지들의 움직임을 알 수 있다. 예를들면, 오른쪽 다리에서 시작하면 1단계 신경원은 이들 자극을 척수의 엉치분절이나 허리분절내로 전달하고 여기서 척수의 뒤다발속을 상행하여 숨뇌에 있는 뒤기둥으로 전달된다. 엉치섬유들을 포함하는 6번째 가슴분절이하에서 들어오는 널판다발을 따라 올라가고 그 위에서 들어오는 섬유들은 좀더 가쪽에 있는 쐐기다발들을 타고 올라간다. 어떤 신경로를 타고가든 오름섬유들은 널판다발핵과 쐐기다발핵내에서 2단계 신경원들과 연접한다. 2단계신경원의 축삭들은 숨뇌속으로 깊이 파고들어가 횡단한 다음 왼쪽의 안쪽모대로 간다. 이들은 다리뇌와 중간뇌의 뒤판을 관통하여 계속 진행하여 시상에 이른다. 여기서 가쪽핵의 배쪽뒤부분에 있는 3단계 신경원들과 연접한다. 이 3단계 신경원은 마지막 신경원으로서 속섬유막을 통해 왼쪽 대뇌반구의 일차몸감각중추, 특히 오른쪽 하지와 연관된 중심뒤이랑의 안쪽부위에 투사된다. 결과적으로 뇌의 왼쪽은 오른쪽 다리가 보행중 흔들리는 것을 안다. 이 신경로의 거울상이 대뇌의 오른 쪽에서 왼쪽 다리의 움직임을 알게 한다.
소뇌는 근육운동을 조절하기 위해 척수소뇌로(spinocerebellar tract)를 통해 들어온 정보를 이용한다. 앞, 뒤척수소뇌로들은 몸통과 사지들로부터의 자극을 각기 다른 신경로를 통해 소뇌벌레로 전달한다. 이들 정보는 대뇌겉질까지 전달되지않기 때문에 의식할 수는 없다. 두 신경로 모두 몸감각자극을 전달하기는 하지만 뒤척수소뇌로는 근방추들과 관절과 힘줄에 있는 골지힘줄기관으로부터의 자극을 받아들이고 앞척수소뇌로는 골지힘줄기관에서만 자극을 받는다. 이들 신경로에 병변이 생기면 발을 벌리고 걷게되고 비틀거리게 된다.
오른 다리로부터 시작할 때 1단계 신경원의 축삭은 척수로 들어가 회색질내에서 연접을 형성한다. 뒤척수소뇌로는 척수의 C8과 L2사이의 가슴핵(thoracic nucleus)내에서 시작한다. 2단계 신경원은 척수의 가쪽섬유단을 상행하여 숨뇌를 관통한 후 반대편으로 횡단하지 않고 아래소뇌다리를 타고 소뇌로 들어간다.
이와는 대조적으로 앞척수소뇌로는 2번 횡단한다. 신경섬유들은 척수내에서 횡단한 후 왼쪽의 가쪽섬유단을 따라 상행하여 숨뇌와 다리뇌를 관통한다. 중간뇌에서 이들 섬유는 위소뇌다리를 통해 소뇌로 다시 들어와 소뇌에서 또한번 횡단한 다음 오른쪽으로 가 보통과는 다르게 2번 횡단한다.
무릎관절염이나 오래된 손상으로 인해 보행에 지장이 생기면 또다른 연결이 이 메시지를 뇌에 전달한다. 1단계 신경원의 축삭은 오른쪽 허리신경얼기와 엉치신경얼기를 통해 척수의 회색질내에 있는 사이신경원(2단계 신경원)과 연접한다. 이들은 다시 3단계 신경원과 연접하는데 이 3단계신경원으로부터 나온 축삭은 바로 위 척수분절의 앞백색질교련을 가로질러 척수의 왼쪽 반에 있는 가쪽척수시상로(lateral spinothalamic tract)와 앞척수시상로(ventral spinothalamic tract)로 들어간다. 척수시상로 섬유들은 이렇게 오른쪽 무릎의 반대인 왼쪽에 위치하게 된다.
이 섬유들은 계속 척수를 상행한 뒤 숨뇌의 가쪽벽을 통과하여 다리뇌 뒤판을 지나 시상의 가쪽핵 배쪽 뒷부분에 도착한다. 이곳으로부터 4단계 신경원이 연접하여 속섬유막으로 들어간 후 뒤기둥신경로를 통해 온 자극들과 함께 왼쪽 몸감각겉질에 투사한다. 비록 척수시상로와 뒤기둥섬유들은 서로 다른 높이에서 횡단하기는 하지만 자극은 그들이 기시한 반대쪽 감각겉질에 도달한다. 연합영역들은 이제 이들 신호흐름을 가공하여 무릎이 아프니 휴식을 취하도록 조치하게 된다. 만약 통증이 계속적으로 심하게 이어져 오면 그 동통을 전달하는 계속적인 자극의 흐름을 중단시키기위해 종종 가쪽척수시상로를 절단하기도 한다.
보행이나 다른 운동들을 통제하는 수의운동 명령을 전달하는 겉질척수로(피질척수로, corticospinal tract)는 근육을 자극하는 운동신경원들과 직접 연결되어 있다. 뇌에서 가장 큰 신경로의 하나인 겉질척수로는 약 1천만개의 신경섬유들을 갖고 있다. 무릎이 그렇게 아픔에도 불구하고 보행을 계속하라는 명령의 일부는 왼쪽 중심앞이랑으로부터 나오는데, 이는 통각을 담당하는 몸감각중추의 바로 앞에 위치하고 있다. 1단계 신경원은 오른쪽 대뇌반구의 안쪽면 몸운동겉질의 5층과 6층에 있는 세포체들로부터 척수로 투사되어 내려간다. 이 섬유들은 속섬유막을 통과하여 중간뇌의 왼대뇌다리속으로 들어간 다음 다리뇌의 바닥으로 내려가 숨뇌의 왼쪽 피라미드로 간다. 이 섬유들중 약 90%는 피라밋 교차에서 오른쪽으로 횡단한후 피라밋로는 척수의 가쪽섬유단에 있는 가쪽피질척수로로서 계속 하행한다. 엉치분절 높이에서 신경섬유들은 백색질을 떠나 회색질의 앞뿔내에서 아래운동신경원(lower motor neuron)과 연접한다. 이후 이들 3단계 신경원은 자극을 오른쪽 하지에 전달한다. 나머지 8-10%의 섬유들은 척수의 좀더 아래높이에서 횡단한 후 같은 종착지에 이른다. 이들 섬유는 척수의 왼쪽에서 앞겉질척수로를 따라 하행한다. 엉치분절에서 이들은 회색질로 들어간 후 횡단하여 오른쪽 앞뿔로 간 다음 여기서 오른쪽 하지의 운동신경원(3단계 신경원)과 연접한다.
적색척수로(rubrospinal tract)는 겉질척수로를 보조한다. 적색핵으로부터 기시하여 뇌줄기를 하행한 다음 척수의 가쪽피질척수로와 동행한다. 이 신경로의 신경섬유들은 척수의 모든 높이에서 끝나며 그곳 척수의 회색질내에서 운동신경원과 연접한다. 적색척수로는 몸운동겉질과 소뇌로부터 오는 신경로의 일부이기 때문에 몸운동중추로부터 온 명령에 따라 위팔과 다리의 실질적인 근육운동을 조정한다. 1단계 신경원은 운동겉질로부터 시상으로 투사하고 시상에서 2단계 신경원이 적색핵으로 계속된다. 적색척수로 자체는 이 신경로의 3단계 신경원으로서 시작하며 적색핵을 떠나 다리뇌와 숨뇌로 내려가기 전 중간뇌뒤판 속에서 횡단하여 반대쪽으로 간다. 이 섬유들은 척수의 가쪽섬유단으로 들어가 겉질척수섬유들과 동행하면서 척수 회색질내에서 운동신경원들과 연접한다.
바닥핵(기저핵, basal ganglia)은 근육운동 조절을 돕는 신경핵들이다. 대뇌반구의 깊숙한 곳에 뇌실들의 가쪽에 위치한 갈고리모양의 신경핵 집단으로 바닥신경절이라고도 한다. 갈고리모양은 가쪽뇌실의 모양을 따르는데, 이것의 바닥은 렌즈핵(lentiform nucleus)인데 여기로부터 꼬리핵(미상핵, caudate nucleus)의 머리와 꼬리가 가쪽뇌실을 따라 그것의 아래뿔까지 뻗어 있으며, 이곳에서 꼬리핵의 꼬리가 편도(amygdala)와 결합하고 있다. 렌즈핵은 가쪽의 조가비핵(피각, putamen)과 안쪽의 창백핵(담창구, globus pallidus)으로 구성되어 있다. 속섬유막 섬유들은 꼬리핵과 렌즈핵 사이로 통과한다. 바닥핵은 겉질의 운동영역과 감각영역으로부터 자극을 받고 시상과 중간뇌의 흑색질과 교통하며 나아가 그물구성체, 소뇌 및 척수등과 교통한다.
바닥핵은 전신근육 긴장성을 억제하는 것으로 나타났는데 이는 몸운동중추가 수축을 촉진시키는 것과는 상반된 것으로 이들 신호의 상호작용으로 조절작용이 이루어 진다. 그러나 어떻게 바닥핵이 실제로 운동을 조절하는가에 대해서는 아직 확실히 알려지지 않았다. 이런 퍼즐의 하나가, 어떤 특정한 운동에서, 몸운동중추가 반응하기 전에 시상과 뇌줄기로부터의 자극에 이 바닥핵이 반응하는 경우이다. 만약 바닥핵이 운동을 개시한다면 운동겉질의 기능은 무엇이란 말인가.
바닥핵의 작용에 대한 증거들은 동물모델이나, 바닥핵과 흑색질의 질병 또는 손상으로부터 얻을수 있다. 창백핵에 어떤 병변이 있으면 환자는 사지의 몸쪽끝부위 근육들을 조절할 수 없기 때문에 손이나 발을 원하는 장소에 갖다 놓을 수가 없다. 무정위운동증(athetosis)은 창백핵 손상시와 비슷한 증상으로 사지의 원위부를 불수의적으로 비틀면서 비비 꼰다. 파킨손병(Parkinson,s disease)은 바닥핵의 질병으로 전신성 무운동증과 근육이 휴식시에도 벌벌 떨리는 증상을 나타낸다. 이 증후군의 근본적인 근본 원인은 흑색질의 변성에 있는데, 이로인해 바닥핵의 꼬리핵과 신호교환이 안되기 때문이다.
그물활성계(reticular activating system)는 그물구성체를 이용하여 수면-각성주기의 조절을 돕고, 정보와 창의력을 재생한다. 이 계는 어느 면에서 대뇌겉질 속에서 기억을 찾아내는 경보신경로(alert!s pathway)의 일종이다. 혼수(coma)는 뇌계통의 비활성화의 결과로 야기된 무의식상태로 경보의 반대되는 상태로서 그물활성계의 억제나 기능부전의 결과로 볼 수 있다. 그물구성체는 숨뇌에서 중간뇌를 통해 시상에까지 이르는 신경핵과 섬유들의 그물이다. 이 세포들은 대뇌겉질과 사이뇌와의 광범위한 연결을 갖고있어 뇌가 잠에서 깨어날 수 있도록 해주고 또 활성화된 상태를 유지하도록 해 준다. 많은 자극들 특히 척수시상로로부터 오는 자극들은 그물활성계가 뇌를 경계상태에 있게 해 준다.
변연계(limbic system)는 기억을 불러내고 감정을 환기시킨다. 이는 행동과 기억을 통제하는 대뇌겉질의 연합영역이다. 이 계는 다소 불완전한 회색질 고리로서 각 대뇌반구의 아래 가장자리에서 시상을 둘러싸고 있다. 이 영역의 대뇌겉질은 진화적으로는 옛겉질이고 6층의 겉질구조중 단지 3층만을 갖고 있다. 좀더 새겉질은 이 고리를 통하여 대뇌반구들로 커져 있는 것이다.
변연계의 주된 구성분은 각 대뇌반구의 안쪽면에 있는 띠이랑과 관자엽의 안쪽면상에 계속되는 해마(hippocampus), 해마곁이랑, 편도 및 관자엽 꼭대기 부근에 있는 갈고리이랑(uncinate gyrus)등이다. 이들 영역은 거의 모든 다른 겉질영역들과 연결되는데 특히 시상의 앞쪽핵들과 시상하부의 유두체등과 연결되어 있다. 해마와 편도내에 있는 신경원들에 반응을 일으키는 대부분의 감각들은 시상하부와 변연계의 다른 영역에도 자극들을 보낸다. 어떻게 변연계가 기억에 연관되어 있는지 확실히는 모르나, 새로운 정보를 저장하는데 적어도 하나의 해마기 필요한 것은 분명하다. 전간발작(epileptic seizure)등을 없애기 위한 목적으로 가끔 행하는 것과 같이 2개의 해마를 모두 절제하면 환자는 전진성 기억상실증(anterograde amnesia) 즉 새로운 기억이 저장되지 못하는 상태에 빠진다. 이 환자들은 현재 진행되고 있는 사건들을 쉽게 잊는데, 그 정도는 수분전에 있었던 일도 잊어버리는 정도이다. 그러나 수술전의 기억들은 그대로 남아있으며 뚜렷하다. 한편 한쪽의 해마를 절제했을 경우에는 이런 현상이 일어나지 않는다.
편도는 소뇌가 운동통제를 하는 것과 같이 행동을 조절하는데, 무엇이 적합한 행동인가를 선택하는데 유용한 조절기능을 한다. 양쪽 관자엽에서 편도를 제거하면 과도한 성욕, 공포감의 상실 및 공격성을 띠게 된다. 해마와 비슷하게 편도도 변연계의 다른 영역들과 대뇌겉질등과 광범위하게 연결되어 있으며 그 중에서도 특히 시상하부와 가장 많은 연결을 갖고 있다. 편도를 자극하면 많은 시상하부 기능들이 흥분되는데, 심박동의 증가, 배뇨, 연동운동의 증가 및 뇌하수체 호르몬의 분비등이 일어난다.
4개의 뇌실, 뇌척수막 및 뇌척수액
뇌는 4개의 공간을 가지고 있는데 이것을 뇌실(ventricle)이라고 하며 뇌척수액(cerebrospinal fluid)으로 채워져 있어서 뇌를 안쪽에서 지지해 주고 있으며 뇌가 기능을 할수 있도록 일정한 이온상태를 유지하도록 도와주고 있다(그림13-9). 뇌실은, 중추신경계내의 모든 공간이 신경관들로부터 발생되었기 때문에 척수의 중심관과 연속되어 있다. 뇌실의 내면은 모두 신경아교세포 상피인 뇌실막세포(ependymal cell)들로 덮여있다. 모든 뇌실은 또한 맥락얼기(choroid plexus)를 가지고 있는데 여기서 뇌척수액을 생산한다. 뇌실막세포는 신경아교세포의 하나이다.
숨뇌에서 위로 올라가면, 척수의 중심관이 소뇌 아래에 있는 제4뇌실(4th ventricle)속으로 확장되어 들어간다. 뇌실의 중심으로부터 2개의 오목이 가쪽으로 돌출되어 있고 3번째 오목은 소뇌 기저부에서 등쪽으로 나가있다. 제4뇌실은 다리뇌를 지나서 중간뇌수도관(cerebral aqueduct)으로 좁아져 들어가는데 이것은 중간뇌를 향하여 앞쪽으로 휘어지며 사이뇌로 들어간 다음 깊고 좁은 제3뇌실(3rd ventricle)로 열린다. 위송과체오목과 깔때기오목이 제3뇌실의 위와 아래로 확장되어 있다. 제3뇌실은 뇌실사이구멍(실간공, interventricular foramen)을 통하여 대뇌반구의 가쪽뇌실(측뇌실, lateral ventricle)과 합쳐지게 된다. 가쪽뇌실은 양의 뿔모양을 하고있다. 뇌실사이구멍은 앞뿔근처에서 각 뇌실몸통으로 들어간다. 뇌실의 몸통은 뒤로 휘어져서 뒤뿔을 돌출시키고 아래로 계속 이어져서 다시 앞쪽에 있는 아래뿔에서 끝난다. 가쪽뇌실에는 번호가 부여되어 있지 않은데, 이는 1번이 오른쪽인지 왼쪽인지 너무 쉽게 잊을 수 있기 때문인 것 같다.
뇌척수막(meninx)은 뇌척수액(cerebrospinal fluid)과 함께 뇌의 쿠션역할을 한다. 뇌척수액속에 떠있는 뇌는 1500g의 실제 무게가 50g밖에 되지 않는다. 이렇게 훌륭한 쿠션이 있음에도 불구하고 머리를 가격하면 뇌가 머리뼈와 충돌할 수 있으며 이는 통상 손상의 반대쪽에서 일어난다. 화가나서 어린 애를 흔들어대도 이 비극적 뇌충돌이 일어날 수 있다. 뇌척수막의 3층은 척수의 뇌척수막과 연속되어 있다. 가장 바깥층은 질긴 섬유성 경질막(경막, dura mater)으로, 신경외과 의사들이 수술시 뇌를 노출시킬 때 가장 먼저 만나는 구조물이다. 경질막은 사실상 2층으로 되어 있다. 뼈속막층(endosteal layer)은 머리뼈의 뼈바깥막에 단단히 부착되어 있어 척수에서와는 달리 경질막바깥공간이 없다. 뇌막층(meningeal layer)은 뼈속막층과 전체적으로 부착하고 있으나 뇌의 정맥동굴들이 지나가는 곳은 그렇지 않다.
뇌막층은 머리안을 좀더 작은 지지구획으로 나누어주고 있는 뇌의 큰 틈새들 속으로 들어가 경계를 형성하고 있다. 이들 구조는 뇌머리뼈의 뼈에 부착하고 있다. 대뇌낫(대뇌겸, falx cerebri)은 뇌막층이 형성한 주름으로 대뇌반구사이로 뻗어 들어가 뇌를 반으로 자르는 낫과 같은 모양을 하고 있다. 대뇌낫의 앞쪽 끝은 앞머리뼈우묵에서 벌집뼈의 볏돌기에 부착하고 있으며 이것의 칼날은 뇌들보 위로 휘어 소뇌천막(tentorium cerebelli)에 부착하고 있다. 소뇌낫(falx cerebelli)은 소뇌반구 사이로 뒤머리뼈우묵으로 계속된다. 소뇌천막은 대뇌와 소뇌사이 틈새로 가쪽으로 퍼져 대뇌낫과 소뇌낫을 안정화시킨다. 대뇌낫속에는 위, 아래 시상정맥동굴(superior & inferior sagittal sinus)이 뇌로부터 혈액과 뇌척수액을 모으고 있다. 뒤통수정맥동굴(occipital sinus)은 소뇌낫속에서 같은 일을 하며 가로정맥동굴(transverse sinus)은 소뇌천막속을 주행하여 머리안 양쪽에 있는 목정맥구멍(jugular foramen)들로 들어간다.
경질막의 뇌막층과 뇌사이에는 경질막밑공간(경막하강, subdural space)과 거미막(지주막, arachnoid mater)이 있으며 거미막 밑에는 뇌척수액이 있다. 경질막밑공간은 경질막과 거미막사이의 잠재적 공간으로 외과적 수술시나 손상을 받았을 때 경질막을 뇌표면으로부터 잡아당겼을 때에만 떨어진다. 이 공간내로 출혈이 생기면 경질막밑혈종(subdural hematoma)을 유발하는데, 이는 그 밑에있는 뇌에 압박을 가하게 된다. 거미막은 매끄럽고 섬세한 막으로 그 밑에있는 거미막밑공간(지주막하강, subarachnoid space)과 경질막밑공간을 구분해주고 있다. 뇌척수액이 거미막밑공간을 채우고 있으며, 거미막 잔기둥(trabeculae)들이 이 뇌척수액속으로 뻗어 연질막(연막, pia mater)에 부착하고 있다. 연질막은 뇌를 직접 싸고 있는 막이다. 혈관들은 거미막밑공간을 통해 뇌에 이르고 고랑 깊숙히 침투해 들어간 다음 최종적으로 연질막이 모세혈관의 밖을 덮고있는 별아교세포(astrocyte)로 안내한다.
뇌척수액(cerebrospinal fluid)은 하루에 3번씩 새로 대체된다. 이 교체는 어떤 특정한 시간에 이루어지는 것이 아니고 하루에 걸쳐 뇌가 약 500ml의 뇌척수액을 생산하는 바, 이 양이 뇌척수막이 수용할 수 있는 양인 160ml의 대략 3배정도인 것이다. 이중 약 80%는 뇌실에 있는 맥락얼기(맥락총, choroid plexus)로부터 생산되고 나머지는 뇌와 척수내에 있는 간질공간(interstitial space)을 통해 혈액으로부터 새어나온 것이다. 이 과정은 뇌가 축적되는 조직액들을 제거하기 위한 림프관들을 가지고 있지 않음을 고려할 때 놀라운 것은 아니다. 뇌척수액과 거미막밑공간이 림프계를 대신하고 있는 것이다. 뇌실에서 생산된 뇌척수액은 수분간 순환한 후 제4뇌실의 가쪽구멍(lateral foramen)과 정중구멍(median foramen)들을 통해 뇌와 척수를 싸고 있는 거미막밑공간으로 나간다. 이렇게 빠져나오는 뇌척수액의 대부분은 위시상정맥동굴이 거미막융모(arachnoid granulation)를 통해 재흡수하는데, 거미막융모(arachnoid villus)들은 정맥동굴내 혈액으로 직접 경질막의 뇌막층을 뚫고 들어와 있다. 여기서는 단지 거미막 상피만이 뇌척수액과 혈액사이를 구분하고 있을 뿐이다. 뇌척수액이 어떻게 척수내를 순환하는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 정상적인 신체운동이 뇌척수액의 흐름에 어떤 힘을 주는 것 같고 척추뼈사이구멍에 있는 척수신경을 둘러싸고 있는 거미막소매가 척수신경들이 척주로부터 나가면서 좀더 많은 뇌척수액을 재사용하는 것으로 보인다.
뇌척수액의 순환이 막히면 너무 많은 액체가 축적되는데 이를 뇌수종(hydrocephalus)이라고 한다. 발생중에 자주 일어나듯이 중간뇌수도관이 막히면, 뇌실은 올라가고 대뇌가 머리뼈를 압박하고 머리덮개뼈의 미성숙 뼈들은 크게 확장된다. 이 경우 뇌척수액이 거미막밑공간에 이르지 못하고 뇌실속에 잡혀있기 때문에 이를 비교통성 뇌수종(noncommunicating hydrocephalus) 또는 내뇌수종(internal hydrocephalus)이라고 한다. 교통성 뇌수종(communicating hydrocephalus) 또는 외뇌수종(external hydrocephalus)인 경우에는 거미막밑공간에 막힘이 있어 이 공간이 부어오르고 안쪽으로는 뇌를 압박하고 밖으로는 뇌머리뼈를 압박한다. 이 경우에는 수술적으로 튜브를 뇌척수액에 삽입하고 뇌척수액을 빼내 목에 있는 정맥들을 통해 혈액으로 심장에 보내므로써 압력을 줄여준다.
혈액-뇌 관문
중추신경계는 혈관 변화를 차단해주는 한 관문을 이용하여 현저하게 변함없는 내부환경을 유지하고 있다. 100여년 전, 염색제를 혈액내에 주사하였더니 뇌나 척수에는 들어가지 않는 것을 발견하였다. 1960년대 이후에서야 비로소 뇌모세혈관 상피가 이 관문임이 밝혀졌다. 뇌가 신진대사를 위해 적당한 수준의 포도당을 유지하기위하여 그리고 신경전도를 위해 낮은 농도의 포타슘 이온을 유지하기 위해 모세혈관 내피는 혈액에서 뇌조직내로 포도당을 선택적으로 수송하고 포타슘이온들은 Na-K ATPase에 의해 밖으로 뿜어낸다. 이 물질들과 기타 물질들이 통과하는 도중 새지않도록 폐쇄띠들이 뇌모세혈관 내피세포들을 안전하게 붙잡아매두고 있는데, 다른 조직의 모세혈관들은 이 기능을 제공하지 못한다.
뇌신경
뇌와 두경부를 직접 연결해주는 특별한 신경무리들을 뇌신경(cranial nerve)이라고 하며, 뇌신경의 번호는 뇌의 부리-꼬리축을 따라서 각 신경이 뇌에서 나오고 뇌로 들어가는 순서에 따라 로마숫자로 붙혀진다. 이들의 이름은 그들의 역할(후각, 시각신경), 그들의 표적기관(얼굴, 혀밑신경), 또는 어떤 특이한 모양(예를 들면 삼차신경은 3가지의 가지를 가지고 있음)등에 의하여 붙여진다. 이들의 부리-꼬리축 순서는 그들의 표적기관의 위치와 잘 맞는데 예외되는 것도 있으니 유의해야 한다. 척수신경에서와 마찬가지로 많은 뇌신경들도 혼합신경으로서 감각신경섬유와 운동신경섬유를 갖고 있다. 그러나 시각신경과 안뜰달팽이신경은 예외적으로 감각신경섬유만 갖고 있다.
후각신경(후신경, olfactory nerve, I)은 시상에서 첫 번째 연접을 이루지 않고 직접 대뇌피질로 들어가는 유일한 감각신경이다. 이 신경로는 유일한 감각신경이며 코점막 후각세포들에서 나온 민말이집 축삭들이 벌집뼈의 벌집체판 구멍들을 뚫고 머리안에 들어가서 대뇌반구의 이마엽 밑에 있는 후각망울(olfactory bulb)로 전도한다. 여기서 연접을 이룬 후 주된 섬유들은 동측의 후각중추로 간다. 사람에서 후각신경원은 유일하게 세포분열에 의하여 대치되는 세포들로 알려져 있다.
시각신경(시신경, optic nerve, II)은 수입성 섬유들을 망막으로부터 시상으로 운반한다. 2개의 신경은 시각신경관을 통해 머리안에 들어가서 뇌하수체 깔때기 앞쪽에서 시각교차로 합친다. 축삭들은 여기에서 재조합되는데 일부는 교차되어 반대방향으로 간다. 교차에서 나온 시각로(optic tract)는 시상을 휘감고 돌아 뒤쪽으로 들어가서 시상의 가쪽무릎체에 있는 신경세포들과 연접한다. 여기에서 신경섬유들은 뒤통수엽의 뒤 끝에 있는 일차시각피질로 투사한다.
눈돌림신경(동안신경, oculomotor nerve, III)은 위경사근과 가쪽곧은근을 제외한 모든 안구근육들을 통하여 안구의 운동을 조절한다. 눈돌림신경은 또한 위눈꺼풀올림근을 지배하여 위눈꺼풀을 올리는데도 참여한다. 비록 눈돌림신경은 이름 그대로 안구의 운동과 관계되지만 이는 또 표적근육의 방추로부터 오는 감각정보를 전달하는 역할도 한다. 눈돌림신경은 중간뇌에서 대뇌다리의 안쪽면으로부터 시작하여 횡단하지 않고 눈확틈새를 거쳐 눈확으로 들어간다. 이 신경이 손상되면 동측의 눈꺼풀이 내려오고 눈은 아래 가쪽으로 돌아간다. 부교감신경도 동공과 수정체를 조절한다.
도르래신경(활차신경, trochlear nerve, IV)도 안구의 운동에 관계되는 중간뇌신경이다. 도르래신경은 제일 작은 뇌신경으로서 위경사근만을 지배하여 안구를 외전시키고 아래로 내린다. 이 신경의 이름은 눈확속의 도르래를 감싸고 있는 근육의 역할로부터 유래된 것이다. 도르래신경은 뇌줄기의 등쪽, 아래둔덕의 뒤로부터 신경섬유들이 이미 반대쪽으로 횡단한 뒤에 나오기 때문에 다른 것들과는 다르다. 따라서 중간뇌의 왼쪽은 오른쪽 위경사근을 조절하고 중간뇌의 한쪽에 손상을 받으면 반대쪽 안구의 운동에 영향을 미친다. 이 환자들은 눈이 같은 물체에 집중되지 못하기 때문에 번번히 중복시야(diplopia)를 호소한다. 도르래신경은 혼합신경으로서 위경사근으로부터 오는 감각섬유를 갖고 있다.
삼차신경(trigeminal nerve, V)은 뇌신경중에서 가장 굵은 신경으로서 3개의 큰 가지를 갖고 있어 이렇게 명명되었다. 삼차신경은 얼굴의 피부와 점막의 감각에 관여하는 감각신경과 씹기근육의 운동에 관여하는 운동신경을 갖고 있다. 삼차신경 가지의 이름은 그들의 말초부위를 반영한다. 눈신경(ophthalmic nerve)은 이마의 피부, 눈꺼풀 및 코와 이들보다 깊이 있는 구조물들 즉 안구, 눈의 결막 및 눈물샘, 그리고 코안과 부비동의 일부 점막에 분포하고 있다. 위턱신경(maxillary nerve)도 감각신경으로써 아래 눈꺼풀, 코의 양측면 및 윗입술에 분포하며, 또 비인두와 위턱뼈동굴 그리고 연구개와 입천장, 그리고 위턱뼈의 치아와 잇몸에까지 이르고 있다. 아래턱신경(mandibular nerve)은 혼합신경으로서 아래턱(치아와 잇몸), 턱을 움직이는 근육들, 턱관절 및 아래턱을 덮고있는 피부등에 분포한다.
갓돌림신경(외전신경, absucens nerve, VI)은 가쪽곧은근을 지배하여 안구를 외전시킨다. 갓돌림신경은 혼합신경으로서 지배하는 근육으로부터 오는 감각을 전달하는 감각신경섬유를 가지고 있다. 신경섬유들은 다리뇌뒤판에 있는 갓돌림신경핵으로부터 나온 신경섬유들은 다리뇌와 숨뇌사이의 아래다리뇌고랑에서 뇌줄기의 바닥으로부터 나와 앞으로 주행하여 위눈확틈새를 뚫고 신경핵에서 시작된 쪽과 같은쪽 가쪽곧은근에 분포한다. 따라서 다리뇌의 왼쪽에 손상이 생기면 오른쪽 눈을 왼쪽으로 돌릴때에만 중복시야가 나타난다.
얼굴신경(안면신경, facial nerve, VII)은 혼합신경으로서 두피, 얼굴 및 혀에 분포한다. 이것의 운동섬유는 얼굴 표정근육들을 지배하고, 턱밑샘, 혀밑샘 및 눈물샘등을 지배한다. 혀의 앞 2/3로부터 오는 감각자극은 대뇌겉질의 미각중추에 전달된다. 얼굴신경은 또 연구개와 인두 및 바깥귀길로부터 촉각과 온도감각을 받는다. 얼굴신경은 다리뇌의 가쪽 아래벽으로부터 나와 가쪽으로 진행하여 암석꼭지뼈로 들어간 다음 가시꼭지구멍을 통해 나온다. 여기서 다리뇌뒤판에서 시작되는 신경핵과 같은 쪽 머리로 가는 관자얼굴가지와 목으로 가는 목얼굴가지로 갈라진다. 얼굴신경마비(Bell's palsy)는 병변이 어느 부위에서 일어나느냐에 따라 얼굴근육의 마비, 미각과 타액분비의 이상 및 큰소리를 걸러주는 귀의 기능의 이상등을 초래한다. 전체 얼굴신경에 손상이 생기면 모든 기능이 영향을 받는다. 만약 미각과 타액분비만이 손상되었다면 어느 부위에 병변이 생긴 것일까 생각해 본다.
안뜰달팽이신경(전정와우신경, 평형청각신경, vestibulocochlear nerve, VIII)은 완전한 감각신경이다. 안뜰달팽이신경은 속귀의 안뜰과 달팽이에서 오는 평형감각과 청각을 전달한다. 안뜰달팽이신경은 안뜰신경과 달팽이신경으로 나뉘는데 평형각을 담당하는 안뜰신경은 속귀의 반고리관들, 원형주머니 및 타원주머니에서 시작되고 청각을 담당하는 달팽이신경은 나선기관(organ of Corti)에서 시작된다. 이후 신경섬유들은 내이도를 지나서 아래소뇌다리 높이에서 숨뇌로 들어간다. 달팽이신경섬유의 대부분은 반대편으로 횡단한 후 다리뇌를 통해 상행하여 중간뇌의 아래둔덕에 이른다. 다리뇌에서 시작된 신경섬유들은 시상과 대뇌반구의 청각겉질로 간다. 안뜰신경은 안뜰핵에서 신경연접을 형성하고 여기서 시작된 축삭들이 소뇌와 대뇌반구의 평형감각겉질에 이른다. 대부분의 안뜰신경 축삭들은 기들이 기시하는 신경핵과 같은쪽에 위치하고 있다.
혀인두신경(설인신경, glossopharyngeal nerve, IX)은 혀와 인두에 분포하는 신경으로 혼합신경이다. 감각섬유들은 혀의 뒤1/3의 미각과 일반감각, 그리고 이관, 편도선, 및 바깥귀의 뒤로부터 일반감각을 받아들인다. 운동섬유들은 귀밑샘의 분비를 자극하고 인두의 붓목뿔근을 조절하는데 이 붓목뿔근은 구토반사와 관련된다. 혀인두신경 섬유들은 신경핵 기시부위와 같은 쪽에 남아 있다. 혀인두신경의 한쪽에 병변이 생기면 구토반사가 사라지고 혀 뒤1/3의 미각도 사라지며 목젖이 손상받지 않은 쪽으로 기운다.
미주신경(vagus nerve, X)은 라틴어 이름이 의미하듯이 목, 가슴 및 배 전역에 분포하고 있다. 미주신경은 혼합신경으로서 소화기관들과 다른 모든 내장장기에 분포하는 부교감 내장성 구심성 섬유들과 원심성 섬유들을 가지고 있다. 몸감각 섬유들은 바깥귀와 바깥귀길의 촉각, 통각 및 온도감각을 감지하는 구심성 섬유들 뿐이다. 미주신경의 감각기능에는 인두, 후두, 식도, 기관, 위장관, 심장 및 폐로부터 잡아당김과 통각을 감지하는 것이 속한다. 미주신경의 운동기능은 자율신경계의 일부분인 부교감신경 부분에 속하며 이는 자율신경계에서 따로 기술한다. 이들은 심장박동 주기를 �추고 위장의 연동운동과 분비를 촉진하며, 방광의 벽을 수축한다. 미주신경은 또 구개, 인두 및 후두의 많은 수의근육에 분포하고 있다. 양쪽의 미주신경이 모두 손상을 받으면 인두와 후두가 모두 굳어져 질식하기 때문에 치명적이다. 한쪽의 미주신경만 손상을 받으면 호흡과 삼킴운동이 잘안되고 목소리가 쉬게된다. 미주신경은 숨뇌의 올리브와 아래소뇌다리 사이에서 나와 목정맥구멍을 통과하여 두개강을 빠져나와 목과 가슴부위에 분포한다.
더부신경(부신경, accessory nerve, XI)을 왕왕 척수더부신경(spinal accessory nerve)이라고도 하는데 그것은 더부신경이 척수뿌리(spinal root)와 뇌뿌리(cranial root)를 가지고 있기 때문이다. 더부신경은 운동신경으로서 척수뿌리에서 나온 신경은 목빗근과 등세모근에 분포하고 뇌뿌리에서 나온 신경은 인두와 후두의 내재근육에 분포한다. 더부신경은 미주신경의 삼킴과 호흡에서의 역할은 도와주나, 목빗근과 등세모근의 목운동에는 이들 근육에 목신경들이 함께 분포하고 있기 때문에 단지 중등도 정도만 기여한다. 더부신경의 척수부분은 5개의 경수분절에서 나온 뿌리들이 합쳐 척수의 양측으로 올라와 큰구멍을 통해 들어가 뇌뿌리와 합친다. 더부신경의 뇌부분은 숨뇌의 양쪽에서 4-5개의 작은 뿌리들이 합쳐 척수부분과 함께 올라가 목정맥구멍으로 향한다.
여기서 미주신경과 함께 머리뼈 밖으로 나가 미주신경과 함께 인두와 후두에 분포하고, 척수부분의 섬유들은 하행한 후 목부위에 분포한다. 신경섬유들이 반대쪽으로 교차되지 않기 때문에 더부신경의 척수가지들이 손상되면 손상받은 쪽의 어깨가 처지고 머리가 반대쪽으로 기울어진다.
혀밑신경(설하신경, hypoglossal nerve, XII)은 혀의 근육을 지배하는 신경으로서 먹고 말하고 음식을 삼키는 일을 도와준다. 혀밑신경의 감각가지와 운동가지들이 혀의 안쪽과 바깥근육에 분포하고 있다. 신경섬유들은 넷째뇌실바닥을 지나서 피라밋과 안쪽모대 가쪽으로하여 교차없이 숨뇌의 앞면에서 피라밋과 올리브사이로 빠져 나온다. 여기서 혀밑신경은 혀밑신경관을 통하여 빠져나와 잠깐동안 미주신경을 따라간 다음 목뿔뼈위에서 혀의 기저부로 들어간다. 혀밑신경은 교차되지 않기 때문에 손상의 영향은 손상받은 쪽과 같은 쪽에 있다. 왼쪽 혀밑신경이 손상을 받으면 혀의 왼쪽 절반이 마비되어 환자가 혀를 내밀때 혀가 왼쪽으로 기운다. 즉 혀가 신경이 손상된쪽으로 기운다. 이런 환자들은 음식을 삼키거나 말을 하는데 어려움이 있다.
출처 : Tong - sajudosa님의 인체 해부생리학 통
Daniel Criswell, Ph.D.
사업단 학제적 연구 과제
신경세포의 분자 생물학적 연구
INPUT(외부 정보의 입력): 청각, 시각, 촉각
진단평가 방법들
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