신경과학에 관한 주제: 뇌와 척수

Contents

1. 뇌의 종류

뇌는 대뇌, 중뇌, 소뇌, 사이뇌, 뇌줄기 등 네 개 부위로 이루어져 있다. 무게는 성인 기준 약 1,300g이며 약 천 수배억 개의 뉴런이 연결되어 형성되었다. 뉴런은 머리뼈 안의 뇌척수액에 떠 있는데, 뇌척수액은 외부로부터의 충격을 완화해주는 역할도 한다. 뇌는 각 부위마다 하는 일이 다르다.
 

• 대뇌: 뇌의 가장 바깥쪽 형태를 이루며 뇌 전체 무게의 약 80%를 차지한다.[인지, 언어, 기억 등의 고차 기능 담당]
• 중뇌: 뇌의 중간에 위치하면, 해마와 변연계로 구성한다.[감정, 단기 기억 기능 관장]
• 소뇌: 대뇌의 뒤쪽에 위치한다. [근육의 수축 조절 등 운동 기능 관장]
• 사이뇌: 대뇌와 뇌줄기 사이에 있는 작은 영역, 시상과 시상 하부로 구성된다.[자율신경 조절 지배]
• 뇌줄기: 뇌 중앙에 있으며 숨뇌, 다리뇌, 중간뇌 등 세 부위로 구성된다.[내장 기능 및 생명 유지에 관한 기능 조절]
• 경질막: 머리뼈에 붙어 있는 단단한 막
• 연질막: 가장 안쪽에 있는 얇은 막, 뇌와 척수의 표면에 부착되어 있다.
• 거미막: 반투명한 얇은 막

 

1) 뇌와 중추 신경

신경 세포와 신경 섬유 덩어리이니 뇌와 신경 섬유의 통로가 되는 척수를 합해 중추 신경이라고 한다. 중추 신경은 판단 및 처리 등의 기능을 조절하며, 말초 신경은 몸속의 말단 기관과 중추 신경과의 사이에서 흥분을 전달한다. 예컨대 물체를 만질 때 '뜨겁다, 무겁다, 단단하다' 등을 느끼는 정보는 말초 신경을 통해 중추 신경인 척수로 전달되며, 그곳에서 다시 뇌로 전달된다.
 

2. 대뇌의 작용

대뇌는 사고와 기억을 관장한다. 대뇌는 지각, 맘대로운동, 사고, 추리, 기억 등 뇌의 고차 기능을 관장하고 있다. 대뇌의 표면에는 대뇌 겉질이 있다. 신경 세포가 모여 있는 1.5 ~ 4.5mm 정도 두께의 회색질 층이 있다. 회색질에는 고랑이 다수 있는데 그중에서 큰 것이 대뇌고랑이다. 이것을 경계로 대뇌 겉질은 이마엽(전두엽), 마루엽(두정엽), 뒤통수엽(후두엽), 관자엽(측두엽)으로 구분된다. 각 부분은 이마엽이 운동 부분을 관여하고, 두정엽은 몸의 감각, 측두엽은 청각 영역, 후두엽은 시각 영역을 관장한다. 
 

3. 사이뇌의 작용

사이뇌는 시상과 시상 하부로 이루어져 있는 작은 영역이다. 주로 내장의 기능을 통합적으로 제어하며 기본적인 감정 등은 밀접한 관련이 있는데 그러한 본능 행동의 중추가 시상 하부에 있다. 시상 하부에는 섭취 행동 중추[포만, 섭식, 형당 중추], 음수 행동 중추[삼투압], 성행동 중추, 생체 시계, 뇌하수체 호르몬 분비, 정동 행동 중추 등이 있다. 자율 신경 계통 및 내분비 계통과 기능적으로 연결되어 있어, 생체 내부 환경의 항상성 유지를 도모한다. 또 시상 하부와 인접한 둘레 계통과 연동하여 분노, 슬픔, 기쁨, 즐거움 따위의 감정도 조절한다.
 

4. 뇌줄기와 소뇌의 작용

1) 뇌줄기

뇌줄기는 호흡, 체온, 호르몬 조절을 담당한다. 뇌에 가장 안쪽에 있는 줄기 부분으로, 숨뇌, 다리뇌, 중간뇌 등 세 부위로 구성되어 있다. 뇌줄기는 호흡과 혈액 순환, 발한을 통한 체온 조절 등 인간이 살아가는 데 꼭 필요한 기능을 담당한다. 숨뇌에는 부교감 신경의 중추와 교감 신경의 상위 중추가 있으며 순환, 호흡, 배뇨, 구통 등 자율 신경 계통을 조절한다. 각성, 의식과 관련되어 있으며 뇌사 판정 시 뇌줄기 부분의 반사로 판정한다. 
 

2) 소뇌

소뇌는 운동과 평형 감각에 기여한다. 뇌의 약 10%를 차지하고 있으며, 신경 세포가 1천억 개 이상 있는데 이는 대뇌의 7배가 넘는 양이다. 소뇌는 온몸의 운동, 평형 기능, 근긴장 유지, 운동 협조, 운동 학습 등 사람의 기본적인 활동을 지배하는 중요한 기관이다. 
 

5. 척수

척수는 뇌에서 뻗어 나와 등속을 지나는 중추 신경이다. 신경 세포이기에 한 번 손상이 되면 다시 재생되지 않는다. 척수는 뇌에서 받은 신호를 말초 신경으로 보내기 위한 전도로 역할과, 말초에서 나온 정보를 뇌로 전달하는 전도로로서 중요한 작용을 한다. 예컨대 뇌에서 받은 지령은 척수의 앞뿌리를 지나 근육으로 전달되고, 말초에서 나온 정보는 뒤뿌리를 통해 뇌로 전달된다. 척수는 부분별로 위에서부터 목 척수(C) 8개, 가슴 척수(T) 12개, 허리 척수(L) 5개, 엉치 척수(S) 5개, 꼬리 척수 1개 등 분절로 나뉜다. 척수의 단면을 보면 중심부는 H자 모양을 이루는 회색질, 주변부는 하얗게 보이는 백색질로 이루어져 있다. 회색질에 신경 세포체가 있으며, 앞에서부터 앞뿔, 가쪽뿔, 뒤뿔로 나뉜다. 백색질 부분은 회색질과 마찬가지로 앞 섬유단, 가쪽 섬유단, 뒤 섬유단으로 나뉜다. 

 

1) 척수 반사의 종류

척수에는 여러 반사 중추가 있다. 척수 반사란, 감각 수용기에서 받은 자극이 들신경으로 전달되어 척수의 반사 신경으로 들어간 뒤 신호가 뇌로 가지 않고 척수 레벨에서 응답하여, 날신경[원심성 신경]을 지나 효과기가 일으키는 반응이다. 이 일련의 회로를 반사활이라고 한다. 사고나 판단의 과정 없이 무의식중에 일어난다. 예를 들어 뜨거운 것을 만졌을 때 뇌에서 의식하기 전에 척수가 근육을 수축시키라는 명령을 내려 손을 얼른 움츠리는 행동이 여기에 속한다. 이렇게 손과 발을 떼는 반사를 굽힘근 회피 반사라고 한다. 반대로 무릎을 망치로 두드렸을 때와 같이 근육이 펴지는 반사를 폄 반사라고 한다. 

 

6. 뇌신경

뇌는 온몸의 정보를 모아 처리하는 주추 신경 계통으로서의 역할을 담당하고 있는데, 각 기관에서 나온 정보를 뇌로 전달하는 말초 신경 계통으로서도 작용한다. 이것이 뇌신경이다. 여기서는 말초 신경 계통으로서의 뇌신경에 대해서 알아보자. 말초 신경 계통에는 뇌를 드나드는 뇌신경과 척수를 드나드는 척수 신경이 있다. 뇌신경은 뇌에서 직접 나오는 말초 신경으로 주로 머리와 얼굴 부분의 작용을 지배한다. 후각 신경, 시각 신경, 눈 돌림 신경, 도르래 신경, 삼차 신경,  갓돌림 신경, 얼굴 신경, 속 귀 신경, 혀 인두 시경, 미주 신경, 더부신경, 혀 밑 신경 등 12쌍이 있다. 후각 신경이나 시각 신경처럼 받아들인 정보를 뇌로 전달하는 들신경만으로만 구성된 것도 있지만 대부분 들신경과 뇌에서의 정보를 각 기관으로 전달하는 날신경이 혼재되어 있다. 

 

1) 기능적 분류

말초 신경계통을 기능에 따라 나누면 몸 신경과 자율 신경으로 분류된다. 몸 신경은 피부 및 골격근 등에서 감각과 골격근의 수축 등을 관장한다. 자율 신경은 내장에서의 감각과 내장 운동 및 샘 분비를 관장하고 있으며 교감 신경과 부교감 신경이 있다.

 

뇌 신경	정보
시각 신경	시각 정보를 전달한다.
도르래 신경	안구를 가쪽 또는 아래로 향하게 하는 위 빗근을 지배한다.
갓돌림 신경	안구를 가쪽으로 향하게 하는 가쪽 곧은근을 지배한다.
혀인두 시경	인두의 운동과 혀의 미각을 지배한다.
미주 신경	인두, 후두, 장기의 작용을 지배한다.
더부 신경	목과 어깨의 움직임을 지배한다.
혀 밑 신경	혀의 운동을 지배한다.
후각 신경	후각 정보를 전달한다.
눈 돌림 신경	안구를 움직이는 위 곧은 근, 아래 곧은근 등 다수의 근육 지배
삼차 신경	안면의 감각과 아래턱의 작용을 지배한다.
얼굴 신경	얼굴의 근육과 혀의 미각을 지배한다.
속 귀 신경	청각과 평형감각을 지배한다.