Neuroanatomy (신경해부학)
17강 – Visuomotor behavior (시각 운동) – ocular movements and reflexes (안구 운동과 반사)
안구 운동을 이해하면 뇌 신경들과 신경핵들의 상호 작용을 이해하는데 도움이 된다. 안구 운동에는 굉장히 많은 신경 회로가 관여하고 있다.
보통의 경우 시선은 바로 앞을 향하는데 이를 안구 고정점이라고 한다. 안구는 수평적으로 수직적으로 움직일 수 있으며 안구에는 이를 도와주는 근육들이 붙어있다. 안구 운동은 이 근육들의 수축과 이완으로 발생한다.
안구 운동에는 굉장히 많은 신경과 이에 연결된 신경 핵들이 관여한다. 이를 통해 우리는 매우 효율적이고 정확하게 시선을 움직일 수 있다. 눈은 보통 나란하게 움직이며 (양 눈이 함께) 4개의 패턴이 있다. 1. Miniature ocular, 2. Saccades, 3. Smooth pursuit, 4. Vestibular. 한 가지 흥미로운 점은 결합된 안구운동은 발달을 필요로 한다. 3-4개월 이전의 아기들은 양 눈을 다른 패턴과 다른 시간으로 움직인다.
1. Miniature ocular
눈에 연결된 근육들이 지속적으로 활성화되어 있으므로 안구 시선점을 유지하기 위하여 매우 미세한 움직임이 발생한다.
2. Saccades
독서를 할 때 처럼 대상에 직접적으로 주의를 지닐때 도약하듯이 발생하는 빠른 안구 운동이다. 눈의 점성과 활동 근육의 둔화로 인해 saccade 후에 안구는 쉬게 된다.
3. Smooth pursuit
빛 내는 포인터를 추적하는 것과 같은, 공간 내에서 시각적으로 표시된 타겟을 추적하는 안구 운동을 뜻한다. 이를 통해 시선점을 유지하며 saccades와 차이점은 움직이는 타겟을 추적하는 부드러운 안구 운동이라는 점이다.
4. Vestibular
균형은 안구 운동에 영향을 미치므로 타겟을 따라 머리를 움직이는 것은 눈의 움직임도 필요로 한다. 전정 신경계과 안구 운동은 서로의 상대적 위치에 대해 지속적으로 상호작용한다. 빠른 머리 움직임은 안구 시스템에 의해 이루어진다.
수평 응시 동안 뇌간의 양 쪽에 있는 medial longitudinal fasciculus (MLF) 는 한 쪽 안구의 안에서 바깥쪽으로의 움직임과 다른 쪽 눈의 바깥쪽에서 안쪽으로의 움직임을 조화시킨다. 제 6 신경 핵은 안에서 바깥의 움직임에 관여하며 lateral rectus를 통제한다. 인접한 수평 시선 센터는 paramedian pontine reticular formation이며 대측의 제 3 신경 핵은 medial rectus를 통제하며 바깥에서 안으로의 움직임에 관여한다. MLF는 또한 전정신경계 핵을 3번, 4번 신경 핵과 연결한다. 제 3번, 제 4번 신경은 병렬적으로 상호작용하는데, 예시로 눈을 왼쪽으로 움직이는 경우를 생각해보자. 신호는 피질로부터 시작하여 왼쪽 abducens nucleus로 전달된다 (4번 신경). 이 신호는 왼쪽 lateral rectus를 활성화시켜 왼쪽 근육들의 수평 움직임을 발생시킨다. 그 후 신호는 medial longitudinal fasciculus의 신경 섬유를 따라 oculomotor nucleus (3번 신경)의 오른쪽 면에 도착하여 오른쪽 medial rectus를 움직여 양 눈의 오른쪽 근육들을 왼쪽으로 당긴다. 전정 운동도 비슷한 과정으로 매개되는데, 이 경우 vestibular nuclei를 통해 머리가 움직인다는 신호가 발생하고 이 정보는 외전 핵으로 전달되어 안구를 안쪽에서 바깥쪽으로 움직이게 하는 동시에 반대편 MLF와 oculomotor nucleus가 활성화된다.
Oculomotor complex는 oculomotor nucleus와 Edinger-Westphal nucleus를 포함하며 MLF에 인접해있다. Edinger-Westphal nucleus 는 ciliary ganglion에 연결되어 intrinsic muscle을 조절한다. Oculomotor nucleus는 extrinsic muscle 6개 중 4개에 연결되어있다. 수정체는 ciliary ganglion의 post-ganglionic 축색에 의해 신경이 분포되어있다. Oculomotor complex는 abducens nerve를 포함하고 있는데 이의 interneurons이 oculomotor nerve를 이끌어낸다. 따라서 abducens nerve는 안구 운동의 시작을 위해 중요하다.
안구 운동 질환은 매우 다양한데, 여기서는 gaze palsies (안구운동마비), progressive supranuclear palsy (진행성 핵상 마비)를 다루도록 한다. 안구운동 마비는 안구가 움직여야 하는 상황에서 움직이지 못하는 것을 뜻하는데 진행성 핵상 마비는 이의 특수한 한 종류로 아래쪽 수직 방향에 대해 안구 운동이 일어나지 않는 질환을 말하며 파킨슨병의 증상 중 하나다. 이는 oculomotor complex의 특정 영역의 뇌세포의 약화로 발생한다. Paramedian pontine reticular formation (PPRF)의 손상은 수평 안구 운동 마비를 불러올 수 있다. Internuclear Ophthalmoplegia (핵 사이 안구 근육 마비)는 손상의 영향을 받는 눈이 내전 장애를 보이는 질환이다. 영향을 받는 눈의 반대쪽 (왼쪽 눈이라면 오른쪽으로 시선을 돌리는 것)으로 응시하려고 하면 영향을 받은 눈이 최소한으로 움직이며 MLF의 손상으로 발생한다.
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