변연 - 대뇌의 구조

 

 

* 뇌의 입체구조는 관상면, 시상면, 수평면의 단면구조에 나타난다.

 

뇌의 입체구조는 관상면, 시상면, 수평면의 세 단면 구조를 조합하면 어느정도 추측해볼 수 있다. 

세 개의 단면구조는 절단하는 위치에 따라 상당히 달라지는 데, 대뇌기저핵은 관상면에서 잘 드러나고, 변연계 구조는 시상간교를 절단하는 시상면 구조가 유리하며, 뇌실과 뇌섬엽은 수평 절단면에서 구조가 잘 보인다.

 

뇌의 구성

 

발생 중의 동물 외배엽에는 신경계 예정 지도가 존재한다.

대뇌는 대뇌피질과 대뇌피질 하부핵으로 구성되며, 대뇌피질에는 여섯개의 층으로 구분되는 신피질과 내측두엽 안으로 말려들어간 원시피질인 해마가 있으며, 대뇌와 뇌간 사이의 간뇌는 시상과 시상하부로 구분된다. 간뇌 아래에는 뇌간의 맨 앞쪽 영역인 중뇌가 위치하는데, 중뇌의 등쪽은 상구와 하구, 배쪽은 피개영역이다.

교뇌의 천정판(roof plate)에서 소뇌가 만들어지고 소뇌와 교뇌는 연수와 이어져 있다. 뇌 구조와 기능 공부는 척수, 뇌간, 간뇌, 대뇌 기저핵, 대뇌피질의 다섯 개 큰 영역으로 나뉘고, 뇌간은 중뇌, 교뇌, 연수로 세분된다.

 

뇌는 전뇌, 중뇌, 능뇌라는 세 개의 영역으로 구분된다.

전뇌는 종뇌와 간뇌로 구성되며, 종뇌는 주위피질인 대뇌 반구, 선조체, 후각뇌로 세분된다. 제3뇌실 주위피질인 간뇌는 시상, 시상상부, 시상하부로 구성된다. 중뇌는 중뇌수도관 주위피질로 등쪽으로 시각과 관련된 시개와 배쪽으로 피개영역이 있다.

 

시개와 피개의 '개'는 무엇을 덮는다는 한자어다. 시개는 시각처리 피질이며, 피개는 중뇌수도관주위 회색질과 흑식질을 포함하고 있다. 배쪽피개영역에서도 피개가 나타난다. 능뇌는 제4뇌실 주위 피질이며, 소뇌, 교뇌, 연수로 구성된다.

척수와 대뇌피질을 연결하는 부위가 바로 뇌간인데, 뇌간은 연수, 교뇌, 중뇌로 구성되며, 교뇌와 소뇌 사이에 제4뇌실이 존재한다. 중뇌 영역의 등쪽에는 시각을 중개하는 상구와 청각을 중개하는 하구가 있다.

중뇌의 배쪽에는 적핵과 흑색질이 위치한다. 중뇌수도관은 제3뇌실과 제4뇌실을 연결하는 뇌실의 좁은 관이며, 중뇌수도관 주위에 세로토닌 생성 뉴런이 밀집한 중뇌수도관 주위회색질이 존재한다. 중뇌와 대뇌피질 사이 영역이 간뇌이며, 간뇌는 시상과 시상하부로 구성된다. 시상은 제3뇌실과 인접하고, 시상의 수질판내핵은 뇌간의 그물형성체가 전뇌로 진출한 맨 앞쪽에 해당한다. 시상수질판내핵은 뇌간그물핵의 통증을 대뇌피질로 전달하여 대뇌피질을 각성 상태로 만든다. 뇌간그물핵의 하행 신경섬유는 척수신경세포와 시냅스하여 운동을 조절한다.

 

 

 

* 대뇌신피질의 뒤뇌는 감각, 앞뇌는 운동 신경정보를 처리한다.

 

여섯 개 층으로 구분되는 대뇌신피질은 두께 2~5밀리미터의 얇은 신경세포층으로 감각, 지각, 기억, 언어를 생성한다.

대뇌신피질은 중심고랑을 기준으로 뒤뇌는 시각,청각, 촉각의 감각을 처리하며, 앞뇌는 운동출력을 생성한다.

러시아의 뇌과학자 알렉산드르 루리아는 앞뇌 -운동, 뒤뇌-감각으로 기능을 구분했는데, 이것이 대뇌신피질 역할의 핵심적 구분이라 주장했다. 측두엽은 색깔과 형태 정보를 처리하며 ,하측두엽에서 형태의 범주화가 기억된다. 두정엽의 시각 처리영역에서는 시각과 신체의 움직임이 결합되며, 정보 처리 과정이 의식되지 않는다.

 

측두엽은 주로 청각 언어 정보를 처리하는데, 베르니케영역은 소리에 해당하는 단어의 형태와 의미를 연결하고, 하측 전두엽의 브로카영역은 발음의 운동순서를 기억하여 발성을 위한 근육을 제어한다. 전운동영역과 일차운동피질은 외부자극에 대한 신속한 반응을 처리하는 운동피질이며, 피질척수로로 운동 명령을 출력한다. 대뇌를 기울여서 아래 피질을 살펴보면 뇌간, 소뇌, 측두엽, 안와전전두엽이 드러난다.

아래 <그림>에는 올리브핵과 유두체가 두 쌍으로 보이는데 유두체 위에 뇌하수체가 연결되는 줄기 형태의 구조가 작은 원으로 나타나있다. 그 위쪽에 시각로와 시각교차 그리고 절단된 형태의 시신경이 표시되어 있다. 안구에서 출력한 시신경축삭다발이 교차하기 전까지를 시신경, 교차한 후 시신경축삭다발은 시각로를 구분한다. 

 

뇌간 단면을 중심으로 본 대뇌 아래 피질영역

뇌간의 상구 단면에서 대뇌의 구조를 살펴보면, 중뇌수도관, 중뇌수도관주위회색질, 적핵, 흑색질, 배쪽피개영역 구조가

상구 단면에 드러나 있다.

<그림>에서 점으로 표시된 앞관통질과 뒤관통질은 혈관이 대뇌피질을 통과하면서 생긴 구멍처럼 보이는 구조이며, 대뇌각은 하행운동섬유다발이 대뇌를 받치는 다리 기둥처럼 보여서 생긴 명칭이다. 갈고리 이랑과 해마방회 안쪽 피질영역에 편도체와 해마가 위치한다. 조거구는 '새 발톱'을 가리키는 한자어이며 시각피질의 일부다. 시각중계핵인 외측슬상체와 청각중계핵인 내측슬상체가 뇌간과 대상회와 상구 사이에 보이며, 뇌량 팽대와 대상회가 드러나 있다.

 

인간의 대뇌는 1,400그램으로 코끼리와 고래 다음으로 크지만 뇌척수액 속에 떠 있는 구조여서 부력 덕에 무게가 가볍고, 뇌척수액이 충격에 대한 완충 작용을 한다. 뇌척수액은 맥락총에서 하루에 500밀리리터 정도 생성되며 외측뇌실, 제3뇌실, 중뇌수도관, 제4뇌실 순서로 순환한다. 맥락총은 뇌실에 얽혀있는 형태의 모세혈관 덩어리다. 중추신경계는 연막, 지주막, 경막으로 덮여 있으며, 지주막아래공간으로 뇌척수액이 순환한다. 

 

뇌의 중추신경계는 대뇌와 척수로 구성되며, 세개의 막으로 보호되어 있다. 대뇌의 가운데는 뇌실이 위치하며, 발생 시기에 뇌실막층의 세포가 분열하여 중추신경계를 형성하고, 형성된 뇌는 연질막으로 덮인다. 연질막 다음에 지주막이 존재하고 연질막과 지주막 아래공간이 형성된다. 지주막 바깥에 경질막이 덮이는데, 경질막은 두개골 뼈로 보호된다. 대뇌의 뇌실은 발생하면서 외측뇌실, 제3뇌실, 중뇌수도관, 제4뇌실로 뇌 구역별로 구조가 다르다.

척수에서는 대뇌의 뇌실이 척수중심관이 되며, 연막, 지주막, 경막 그리고 척추뼈의 순서로 척추 신경계의 구조가 형성된다.

 

좌우 두 개의 외측뇌실은 제3뇌실과 연결되며, 제3뇌실 가운데에 있는 구멍은 좌우의 시상을 연결하는 시상간교가 지나가는 통로다. 해마와 인접하는 제3뇌실은 좁은 관 형태인 중뇌수도관을 통과하여 소뇌바닥의 제4뇌실과 연결된다. 

제4뇌실은 척수중심관과 연결되며, 제4뇌실 바닥이 뇌간의 등쪽이 되며, 뇌신경핵들과 그물형성체 핵들이 위치한다.