운동 생리학-중추 신경계(central nervous system)-간뇌, 뇌간, 소뇌,척수

간뇌(diencephalon)

간뇌는 뇌간과 대뇌의 사이에 위치해 있고 3번째 뇌실을 둘러싸고 , 시상, 시상하부, 시상 상부로 이루어져 있다.

뇌가 아닌 다른 신체 부위지역, 척수, 말초신경계에서 대뇌로 정보를 보낼 때 통과하는 곳이 간뇌이다. 하지만 냄새를 맡는 감각인 후각은 대뇌로 바로 연결된다. 

 

시상(thalamus)

시상은 한 쌍의 회백질의 계란형 덩어리로 대뇌의 밑에 형성하며, 핵의 집합체로서, 뇌간과 척수  대뇌피질 사이에 정보를 전달해주는 역할을 한다.  각각의 덩어리는 4개의 기저핵으로 만들어져 있고 백질의 Y 자 모양의 시트로 나누어져 있다. 기저핵들은 기분을 조절하는 것을 도와주고 운동조절, 기억, 배우는 것에 관여한다.

 

시상하부(hypothalamus)

시상의 약간 앞쪽에 위치해 있으여 간뇌의 주요 부분을 차지한다.  시상하부는 신체의 항상성 조절에 주로 역할을 한다. 자율신경계와 내분비계를 담당하며 뇌하수체는 시상하부에 달려있는 분비샘으로써 호르몬을 분비하는 역할을 한다. 다른 부분은  기억과 감정을 담당하는 변연계에 포함되어 있다.

시상하부는 누두기관(infundibulum)과 유두체 기관(mammilary body)으로 구성되어 있다. 

누두 기관은 좁은 줄기 형태로 시상하부와 뇌하수체를 이어주는 역할을 한다.

유두체 기관은 콩 사이즈의 한 쌍으로 존재하고 전에 맡았던 냄새에 대한 재 인식을 담당한다. 또한 후각 정보를 전달하는 곳이다.

 

시상 상부(epithalamus)

가장 뒤쪽에 위치하고 있고 3 번뇌 심실의 지붕 역할을 한다. 송과선이 있는데 송과선은 인간의 신체 주기를 조절하는 멜라토닌 분비를 담당한다. 

 

뇌간(brainstem)

뇌간은 중뇌(mid brain) , 뇌교(pons), 연수(medulla oblangata)로 이루어져 있다.

 

중뇌(mid brain) 

시상과 뇌교 사이에  위치하고 있다. 가장 작은 지역으로 1.5cm 정도에 불과하다. 시각과 내장 감각 반응 그리고 움직임의 협응력을 담당하고 있다. 중뇌는 중뇌 개(tectum)와 중뇌 피개(tegmemtum)으로 나눌 있다. 라틴어에서 유래되어 각각 지붕과 바닥을 뜻한다. 중뇌 개는 중뇌의 뒤편에 위치해 있고 대뇌 수도관(cerebral aqueduct)의 지붕 역할을 한다.  하구(inferior colliculus)는 안쪽에 위치해 있고 청각 반응을 전달하는 역할을 한다.  상구(superior colliculus)는 위쪽에 위치해 있고 시각정보와, 운동감각, 청각정보를 조합하는 역할을 한다. 

중뇌 피해는 중뇌개를 제외한 나머지 부분이고 회백질로 되어 있따. 중뇌피개는 중추신경을 통해정보를 전달하고 받는 핵을 포함하고 있다. 또한, 심장혈관계와 호흡계에 중요한 역할을 한다.

 

뇌교(pons) 

뇌교는 라틴어 다리(bridge)라는 말에서 유래되었다. 뇌간은 앞쪽 표면에 백질(white matter) 두꺼운 다발 형태로 소뇌에 붙어 있다. 뇌교는 소뇌와 뇌간을 이어주는 다리 역할을 한다. 2.5cm 길이를 나타낸다.  대뇌에서 소뇌와 척수로 하강하는 섬유질과 소뇌와 시상을 이어주는 상승하는 섬유질로 구성되어 있다. 다리뇌 핵(Pontine nuclei) 소뇌와 대뇌를 이어주고 자발적 움직임을 도와주는 역할을 한다.

 

연수(medulla)

3cm의 길이로 뇌간은 가장 안쪽에 자리 잡고 있다. 척수까지 이어지는 백질로 이루어져 있다. 

심장박동과 수축을 담당하는 뇌 핵과 호흡을 조절하는 뇌핵, 혈관의 운동을 담당하는 뇌핵들이 포함되어 있다. 딸꾹질, 삼키기, 구토, 재채기, 기침을 조절하는 뇌핵 또한 포함되어 있다. 

 

소뇌(cerebellum)

소뇌는 뇌간의 뒤쪽 표면에 자리 잡고 있고 대뇌에서 하강하는 섬유질들의 줄기가 뇌교를 지나 소뇌까지 연결되어 운동 명령 정보가 소뇌로도 연결되고 척수로도 보내진다. 연수에 있는 하등 올리브(inferior olive)라는 핵에서 말초신경계에서 전해지는 감각정보들이 중추신경을 통해 전달되는데 대뇌피질에서 명령이 내려지는 운동정보들과 조합하여 비교되어 적절한 운동 명령이 내려질 수 있게 도와주는 역할을 한다. 예를 들어 전두엽의 1차운동피질에서 걸음을 개시하는 명령을 척수로 내리면, 똑같은 정보가 소뇌로 보내진다. 걸음이라는 움직임에대한 자가수용 정보를 근육들과 관절들로부터 받아서 균형감각 정보와 함께 하등올리브를 통해 소뇌로 보내져 소뇌가 비교하게 된다. 걸음이 균형적이지 않다면 지면이 고루지 않거나 바람이 불 수 있다, 그러면 이때 소내가 올바른 정보를 보내서 원래의 운동명령 정보를 피드백해서 환경변화에 맞게 대응할 수 있도록 한다.

소뇌는 두 반구로 이루어져 있다. 근육 협응력, 균형과 평형 유지, 적절한 잠재의식적으로 움직임을 담당한다.

• 충부(Vermis)- 소뇌 피질의 중간을 가로지르며 두 반구를 이어준다.
• 소 뇌이랑(folia)- 소뇌 피질의 표면 지역으로써, 신경세포들 수를 증가시킨다. 
• 중간 소뇌 다리(middle cerebellar peduncle)- 가장 크고 소뇌의 반구와 뇌교를 이어준다. 자발적인 움직임의 자극을 뇌교에서 소뇌로 전달한다
• 아래 소뇌 다리(inferior cerebellar peduncle)-  앞은 신경섬유 다발로 소뇌 피질과 연수를 이어준다. 운동 섬유와 감감 섬유 둘 다로 이루어져 있다.
• 위소 뇌 다리(superior cerebellar pedunce)- 운동신경섬유들로 구성되어 있다. 피드백을 주는 역할을 소뇌에서 중뇌로 이어주는 역할을 한다. 

척수(spinal cord)

척수 또한 중추신경계의 주요 기관 중 하나이다. 척수는 앞정 중 틈새(anterior median fissure)로 앞쪽면의 나누게 되게, 뒤쪽 가운데로는 뒤 정중 고랑(posterior median sulcus)을 통해 나누게 된다. 뒤쪽면은 전체적으로 감각하는 기능을 담당하고 앞쪽 지역은 운동기능과 관련되어 있다.  척수의 지역을 나누는 것은 각각의 척추에 맞게 나누게 되고 이름 또한 척추 레벨에 상응하게 나누게 된다. 경추, 흉추, 요추, 천추로 나누고 있다.  척수는 태어나고 1-2년 동안 구조를 다 갖추게 되지만 척추뼈가 계속 성장하기 때문에 길어지는 것이다. 신경들은 각각의 척추 사이 구멍에서 나와 주변부로 뻗어나가게 된다. 척추가 성장할 때 신경도 성장해 말 꼬리처럼 생겨 cauda equina라고 부른다. 

회백질(gray matter)은 H 모양으로 뒤쪽, 옆쪽 , 앞쪽으로 나눌 수 있다. 

뒤쪽은 감각을 받아들이고 앞쪽은 운동정보를 골격근으로 보내는 역할을 한다. 옆쪽의 horn 은 흉추와 천추에서만 볼 수 있는데, 부교 감심 경계 구성을 담당하고 있다고 보면 될 것 같다.

앞쪽에 있는 회백질은 다극성의 운동 신경뉴런들로 골격근의 수축을 하게 만든다. 

 

백질(white matter)은 상승하는 길과 하강하는 길로 구분하는데 상상하는 신경 섬유들은 감각정보를 뇌로 보내고 하강하는 신경 섬유들은 운동 명령을 뇌로부터 받아 신체에 전달하게 된다. 

 

참조

OpenStax College (2013, April 25). Anatomy and physiology.