[기본 용어]
◇ 해부학적 방향과 절단면
- 사족보행 동물은 뇌와 척수가 한 방향으로 흐르는 것과 달리, 인간은 뇌와 척수의 방향이 수직이다.
이로 인해, 뇌를 기준으로 봤을 때와 척수를 기준으로 봤을 때가 다르다.
(사족보행 동물을 기준으로 생각하면 이해하기 편하다.)
3차원 방향은 [앞, 뒤] [위, 아래] [가(손가락쪽), 안(척수쪽)] 으로 부른다.
<해부학적 방향>
<절단면>
◇ 뇌의 구조
<뇌막 (Meninge)>
두피 아래에 머리뼈(두개골)이 있고, 그 아래에 단단한 경막이 있고, 그 아래에 거미막(지주막)이 잇다.
거미막밑공간(지주막하강)은 뇌와 거미막 사이의 공간을 만들어 주며, 이곳에 CSF(뇌척수액)이 위치한다.
그러고도 연막(유막)이라는 막으로 한번 더 감싸져있다.
<CSF의 흐름>
CSF는 뇌실벽의 맥락얼기(Choroid Plexus)에서 만들어진다.
측뇌실(=가측뇌실, Lateral Ventricle)과 제3뇌실(Third Ventricle), 제4뇌실(Fourth Ventricle)을 지난다.
척수의 중심관을 지나 소뇌의 바닥에서 지주막하강으로 흐른다.
정수리 근처로 올라가 근처의 정맥으로 재흡수된다.
[맥락얼기 -> 측뇌실 -> 제3뇌실 -> 제4뇌실 -> 지주막하강 -> 정수리 -> 정맥]
※ CSF의 순환이 막히는 병을 수두증(물뇌증)이라고 한다. 이 경우, 척수에 직접 구멍을 뚫을 수 없으니, CSF를 배나 심장 근처로 빼내어 흡수를 돕는 수술을 거친다.
<CSF의 역할>
뇌의 충격을 완화하기 위해 뇌를 띄워놓는다.
: 만약 그렇지 않는다면, 뇌에 깔린 세포가 괴사하거나, 뇌에 외부 충격이 쉽게 가해질 수 있다.
영양분을 순환시키고, 노폐물을 제거하여 중추신경계를 지원한다.
신경화학물질을 더 멀리 확산시키는 통로가 된다.
[ 중추신경계 ( Central Nervous System, CNS ) ]
중추신경계에는 약 870억개의 뉴런이 있으며, 대뇌겉질에 160억개, 소뇌에 690억개, 척수에 10억개가 있다.
척수는 총 31쌍이 있으며, 각각 목(8개), 가슴(12개), 허리(5개), 엉치(5개), 꼬리(1개) 를 관리한다.
척수신경은 등쪽신경뿌리로 감각정보를 받아 뇌로 전달하고, 뇌는 배쪽신경뿌리로 운동신호를 보낸다. (벨-마장디 법칙)
※ 후근은 척수후각으로 감각을 전달하고, 전근은 척수전각으로 운동을 일으킨다.
그러나, 척수의 일부 뉴런은 이러한 작업을 생략하고, 뇌의 명령 없이 반사를 일으킬 수 있다.
대표적인 두가지는 다음과 같다.
1) 무릎반사 : 두 종류의 뉴런이 관여하며, 넘어짐을 방지하기 위한 반사다.
2) 도피반사 : 세 종류의 뉴런이 관여하며, 뜨거운 것에 손을 대면 바로 떼게되는 반사다.
그 외에도, 일어날때 혈압을 유지하는 기립반사나 추울때 소름이 돋는 등의 반사가 있다.
◇ 뇌의 구획
※ 뇌간(Brainstem)
: 숨뇌, 교뇌, 중뇌로 구성되면서, 이곳에 걸친 뇌 줄기의 중간선 주위에 퍼져 있는 핵들의 복합체가 그물체(망상체)다.
그물체는 의식, 각성, 운동, 통각 등을 조절한다.
<후뇌(마름뇌)의 구성>
- 숨뇌(Medulla, 수뇌, 연수)
: 생명 유지의 필수적인 기능인 호흡, 심박수, 혈압 등을 담당하는 핵과
감각과 운동을 제어하는 뇌 신경핵들이 위치한다.
- 다리뇌(Pons, 교뇌)
: 뇌의 고등 중추를 숨뇌 및 소뇌와 연결하는 다리 역할.
- 소뇌(Cerebellum)
: 수의적 운동 조정, 근 긴장도 유지, 균형 잡기 등의 운동과 관련된 기능을 수행함.
최근에는 운동 외에 인지에도 관여함이 알려짐.
<중간뇌(중뇌)의 구성>
- 덮개(Tectum, 개)
: 시각 정보를 받는 상소구와 청각 정보를 받는 하소구로 이루어진다.
- 뒤판(Tegmentum, 피개)
: 운동과 관련된 적핵과 흑질이 있다.
- 중뇌수도
: 제3뇌실과 제4뇌실을 연락시킨다. CSF의 균형 유지
- 수도관주위회색질(중심회백질)
: 통증 지각 기능을 가진다.
중뇌 설명 영상 : https://www.youtube.com/watch?v=NsWukc8G6wE
<앞뇌(전뇌)의 구성>
- 시상(Thalamus)
: 겉질로 가는 관문, 다른 뇌 부위로부터 입력을 받아 겉질로 연계,
후각을 제외한 감각 입력, 앞뇌의 활동을 동기화하는 조절성 입력(각성의 정도, 동기부여 입력).
- 시상하부(Hypothalamus)
: 먹기, 마시기, 성기능, 생체리듬, 체온 조절 등에 관여, 뇌하수체를 통해 내분비계 조절, 자율 신경계 지배
- 바닥핵(Basal Ganglia, 기저핵)
: 운동 통제에 관여하는 여러 핵의 모임으로 수의적 운동의 조절, 암묵 기억의 형성 등에 관여한다.
기댐핵 -> 보상, 도파민 등..
선조체(창백핵, 꼬리핵, 조가비핵) 등..
※ Ganglia는 신경절을 의미하는 단어지만, 바닥핵은 신경절이 아님.
- 둘레계(Limbic System, 대뇌변연계, 변연계, 가장자리계)
: 뇌줄기와 앞뇌의 여러 구조들 사이 경계를 형성하며, 동기, 정서, 학습에 중요하다.
해마(Hippocampus) > 학습과 기억(특히 서술기억)에 관여, 스트레스로 인한 손상에 취약함.
편도체(Amygdala) > 자극을 정서적 의미와 연결, 자극 시 공포와 공격성, 손상 시 비정상적 차분함, 정서적 학습 저하
띠겉질(Cingulate Cortex, 대상피질) > 앞쪽은 자율신경을 통해 정서에 영향, 뒤쪽은 안구운동, 공간적방향, 기억에 관여
사이막구역(Spetal Area) > 보상에 관여, 자극하면 즐거운 느낌, 손상 시 억제 불가능한 분노와 공격행동 발생
- 겉질(Cortex, 피질)
: 주로 세포체들이 모여있는 대뇌의 표면으로, 이랑(Gyrus)와 고랑(Sulcus)의 반복으로 주름진 모습을 보인다.
- 뇌들보(Corpus Callosum, 뇌량)
: 대뇌의 좌우반구를 연결하는 광범위한 신경 섬유. 앞맞교차와 뒤맞교차가 실제로 이어짐.
※ 중심고랑과 가쪽 고랑을 경계로 네 개의 엽으로 뇌를 나눌 수 있다.
- 이마엽(Frontal lobe, 전두엽)
- 마루엽(Parietal lobe, 두정엽)
- 관자엽(Temporal lobe, 측두엽)
- 뒤통수엽(Occipital lobe, 후두엽)
※ 겉질 기능의 국재화
- 이마엽 : 행동 계획, 주의, 의사결정 등 고등 인지 과정에 관여한다. 이상 시 조현병, ADHD, 반사회적 행동과 관련
- 배외측 전전두엽피질(DLPFC) : 주의 집중이나 작업 기억(단기기억)과 같은 관리 기능과 행동 계획에 관여한다.
- 안와전두피질(Orbitofrontal Cortex) : 충동 통제와 만족 지연
겉질의 1차 운동 겉질과 1차 감각 겉질을 제외한 나머지를 뭉뚱그려 '연합 겉질'이라고 부른다.
※ 브로카 영역(Broca's Area)과 커넥톰(Connectome)
- 브로카 영역 : 좌뇌에 편재화된 언어 산출 기능을 담당하는 곳으로, 손상시 말하기에 장애가 발생한다.
- 커넥톰 : 뉴런은 특정 뇌 부위에 고립되지 않고, 전체 회로에 참여한다. 이러한 구조를 지도로 만드는 작업이다.
[CNS Summary]
<중뇌, 후뇌의 구조>
<전뇌(둘레계)>
<겉질의 영역>
[ 말초신경계 (Peripheral Nervous System, PNS) ]
: 신체에서 들어오는 감각 정보를 중추신경계(척수)로 전달하고, CNS에서 내려오는 명령을 신체로 내보내는 역할
- 몸신경계 (Somantic Nervous System, 체성신경계)
: 골격근(가로무늬근), 감각과 운동 신경을 통제한다.
- 자율신경계 (Autonomic Nervous System)
: 내장근육(평활근, 민무늬근)을 통제하고 호르몬 분비샘과 자율 기관의 작용을 통제한다. (의식적 노력, 자각 X)
시상하부가 자율신경계 관리에 가장 큰 역할을 한다.
교감신경계, 부교감신경계, 내장신경계로 나뉜다.
교감신경계(Sympathetic Nervous System)
> 각성을 관리, 신체의 활동 준비. 비상 상태에 동시적 반응을 위해 '교감신경사슬'이 존재한다.
부교감신경계(Parasympathetic Nervous System)
> 비-위기 반응을 촉진(휴식과 소화 등), 동시적 반응이 중요하지 않으므로, 교감신경사슬은 존재하지 않는다.
척수에 가까운 뉴런은 절전뉴런, 멀면 절후뉴런이라고 한다.
교감신경계와 대개 상반된 활동을 하지만, 가끔 협응하기도 한다.
내장신경계(Enteric Nervous System, 장신경계)
> 척수와 비슷한 수의 뉴런이 있으며, 내분비세포와 교신하여 세르토닌과 같은 호르몬을 분비한다. (소화)
- 내분비계(Endocrine System)
: 시상하부에서 뇌하수체를 통해 신체의 분비샘을 통제한다.
※ 신경계는 다른 신체 부위간 협동 (= 운동)을 위해 생겨나고 진화해왔다.
최초의 신경계는 산만신경계(Nerve net)으로 시작하여, 신경절 네트워크를 거쳐 진정한 뇌가 되었다.
진정한 뇌란, '머리 부위에 집중'되어 있으면서, '신체 모든 부위를 통제'하는 기관이다.
더 발달한 뇌일수록 뇌에 주름이 많다.
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