Neuroanatomy (신경해부학)
3강 - CNS architecture
Forebrain and Midbrain (전뇌와 중뇌)
Forebrain (prosencephalon)
Forebrain (전뇌) 는 telencephalon (종뇌) 과 diencephalon (간뇌) 으로 구성되어 있으며 telencephalon은 대뇌 반구와 기저핵, Diencephalon은 epithalamus (시상상부), hypothalamus (시상하부), thalamus (시상) 로 이루어져 있다.
1800년대 Gall은 골상학을 개척했는데, 이는 뇌의 각 부분이 마음과 몸의 어떤 기능을 담당하는지를 연구하는 학문이다. 손상 연구로부터 다양한 증거들을 찾았으며 몇몇 과학자들에게는 받아들여지지 않았지만 꽤 유명세를 탔다. Constantin von Economo는 대뇌 피질의 세포 조직들에 기반하여 뇌의 지도를 만들었으며 Brodmann은 포유류의 뇌영역 해부학을 연구했는데, 브로드만의 연구에 기반한 브로드만 영역은 지금까지 많이 사용되고 있다.
뇌의 각 엽들은 특정 기능에 특수화되어 있는데, 일반적으로 전두엽은 주의, 운동 기능, 인식에 관여하며 측두엽은 청각, 시각 처리, 두정엽은 멀티모달, 그리고 후두엽은 시각에 특수화되어있다. 뇌의 두 반구는 대칭적으로 조직화되어있지만 완벽하게 똑같지 않다. 두 반구 사이에는 해부학적 차이가 있으며 개개인의 뇌 또한 모두 약간씩 다르게 구성되어있다.
전두엽 구조를 보면 일반적으로 전두엽은 몇가지 이랑들을 지니고 있다.
Middle frontal sulcus = intermediate frontal sulcus
Inferior frontal gyrus는 3개의 추가적인 부분을 지니고 있는데 opercularis, triangularis, orbails이다.
Sylvian fissue는 측두엽을 전두엽과 두정엽 앞쪽으로부터 분리하는데, 이 안에 섬피질(insular cortex)이 있다.
측두엽 또한 이랑들의 배열에 따르는데 그림을 보면 angular gyrus와 supramarginal gyrus를 확인할 수 있다. superior and inferior parietal은 intraparietal sulcus에 의해 나눠진다.
다음으로 뇌의 medial view를 통해 몇가지 구조들을 볼 수 있다.
Cingulate gyrus (대상회) 는 corpus callosum (뇌량)에 둘러쌓여있다. Cingulate gyrus는 central sulcus까지 뻗어나가며 central sulcus는 paracentral lobule라는 영역에 둘러쌓여있다. Calcarine fissure는 lingual gyrus라고도 불리며 이 아래에 medial occipital lobe가 위치하고 있다. Calcarine fissure의 위쪽 영역은 cuneus이며 이 바로 앞에 위치한 중간두정엽을 precuneus (설전부) 로 부른다.
피질은 세포적 구조에 의해 구성되어있다. 피질에는 6개의 세포층이 있으며 뇌의 각 영역에서 이 6개의 세포층은 매우 다양하게 나타난다. Supra granular layers는 세포층 1-3으로 구성되며 일차적으로 피질간 연결의 시작점이자 종착점이다. 연결은 associational (같은 반구 내에서 연결) 일수도 있으며 commissural (다른 반구와의 연결, 일차적으로 뇌량으로 연결) 일수도 있다. Internal granular layer는 세포층 4이며 시상-피질 연결을 담당하며 시상핵에 특성화 되어있다. Infra granular layers는 세포층 5, 6이며 피질을 피질하 영역과 연결한다. 피질의 두께 (thickness) 에는 차이 (variation) 가 있는데 이는 곧 세포층의 차이를 반영하는 것이다.
뇌에는 몇 가지 중요한 연결이 있는데 이를 이해하는 것은 뇌의 기능을 이해하는데 아주 중요하다. Commisures는 뇌의 좌우 연결을 뜻하는데, anterior commisure은 전두엽, 편도체, 측두엽을 연결하며 olfactory tracts에서 나온 decussating fibers를 포함한다.
뇌량 (corpus callosum)은 신경 섬유의 번들로 뒤쪽 부분은 splenium로 앞쪽 부분은 genu로 그리고 splenium과 중간 부분 (body) 사이의 부분은 isthmus로 불리며 매우 얇다. 뇌량의 기능들은 Callosotomy (뇌량 절제술)로 많이 연구되었는데 이는 뇌전증 (간질) 환자들에게 치료 목적으로 수행되는 뇌량 절제이다. 뇌량절제술의 경우, 매우 다양한 후유증을 보이게 되는데 대표적인 양상은 양쪽 운동 협응의 불가이다. 예를 들면 양손 각각은 정상적으로 기능하지만 두 손을 함께 써야 하는 운동 통제에서는 어려움을 보이는데, 이는 뇌의 좌우 연결을 담당하는 뇌량이 끊어졌기 때문이다.
또한, 뇌의 연결을 이해하기위해 몇가지 용어를 알아야 하는데, afferent는 피부, 근육 등에서부터 신경 신호를 신경 시스템으로 전달하는 것을 뜻하며 efferent는 신경 시스템으로부터 신경 신호를 전달하는 것을 뜻한다.
Midbrain (중뇌)
중뇌는 작은 영역이나 무의식적 반사운동의 중추로 자율신경계의 조절, 체온과 혈당 등을 조절하는 아주 중요한 기능을 수행한다. 중뇌는 뇌간 (brain stem)의 가장 앞쪽에 위치하는 짧은 영역인데 뇌교 (pons)의 바로 위에 있다. 해부학적으로 중요한 영역은 aqueduct of sylvius (중간뇌수도관) 이며 이는 제3 뇌실 (diencephalon- 간뇌에 위치) 과 제4뇌실 (pons-뇌교에 위치) 을 연결한다.
Superior colliculus 는 인간의 뇌에 있는 시각 센터를 의미하며 상당히 laminated된 구조인데 이는 많은 층을 지니고 있다는 뜻이다. 포유류 이외의 동물에게서는 tectum (인간에게는 tectum을 쓰지 않는다) 으로 불린다. Superior colliculus의 위쪽 세개의 층은 retina (망막) 와 visual cortex(시각 피질)로부터 시각 정보를 전달받으며 중간 층은 뇌의 다양한 영역으로부터 투사를 받는데, 대부분 운동, 감각 영역으로부터 정보가 온다. Superior colliculus의 주요한 efferent 투사는 tectospinal tract인데 시각, 청각, 말초감각 자극에 반응하여 머리를 움직이는 것에 관여한다.
Inferior colliculus는 청각 정보를 담당하는데, cochlear nucliei로부터 정보를 받는다. Lemniscus는 시상에서 뇌간까지 상승하는 감각 통로를 뜻하는데 cochlear nucliei는 이로부터 청각 정보를 받게 된다. Inferior colliculus 의 brachium는 시상과 상호적인 연결을 제공한다.
Substantia Nigra (Black substance, 흑색 물질)는 중뇌에 위치하나 기저핵의 중요한 부분이다. Red nucleus는 substantia nigra의 앞쪽 부분인데 운동 통제에 강하게 관여하고 있다. Rubrospinal tract으로 척수에 정보를 보내 근육을 조절하며 corticorubral tract으로 감각, 운동 피질, 대뇌에서 정보를 받는다.
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