중추신경계
[ central nervous system, CNS , 中樞神經系 ]
- 요약
뇌와 척수를 합쳐 중추신경계라고 부르며, 온몸에서 들어온 감각 정보를 수용하고, 이를 토대로 모든 조직에서의 움직임을 만들어 낸다.
척수(중추신경계)
신경계는 신경세포가 모여서 만들어진 집합체이며, 뇌와 척수를 합친 중추신경계는 신경계의 일부로 생각, 움직임, 감정, 기억 등 신체의 모든 조직의 활동을 조정한다. 플라나리아 같은 편형동물 이상의 생물에서 중추신경계가 발달하며, 인간처럼 중추신경계가 크게 발달한 생물은 더욱 복잡한 정보를 처리할 수 있게 된다.
중추신경계의 발생
중추신경계는 인간이 발생하는 과정 초기에 분화된다. 정자와 난자가 결합한 수정란인 배아 상태일 때 중추신경계 발달이 시작되며, 수정 3주경에 배아를 이루는 세 개의 세포층 중 가장 바깥층인 외배엽(ectoderm)이 신경판(neural plate)으로 발달하면서 중추신경계 발달 단계의 첫 단추를 끼운다. 신경관은 위로 솟아올라 신경 주름(neural fold)을 형성하게 되고, 22~23일 정도 되면 몇 번 접히면서 동그란 통 모양인 신경관(neural tube)이 만들어지게 된다. 단계가 더욱 진행되어 27일 정도가 되면 이 통의 앞뒤가 막혀서 완전한 신경관이 형성되며, 신경관의 앞쪽은 여러 차례 구부러지고 부분적으로 두꺼워져 대뇌가 되고, 뒤쪽은 크게 변형되지 않은 관 형태로 그대로 척수가 된다.
중추신경계의 구성
척추동물의 중추신경계는 크게 뇌와 척수 두 가지로 나눌 수 있으며, 뇌는 대뇌, 사이뇌(간뇌), 바닥핵(대뇌핵), 뇌줄기(뇌간), 소뇌로 다시 세분화할 수 있다.
- 대뇌(cerebrum): 대뇌는 아주 복잡한 인체 조직으로, 구조적∙기능적으로 다양한 분류 기준이 존재한다. 구조적으로는 오른쪽과 왼쪽의 두 개의 반구 그리고 신경세포의 집합이자 고차원적 기능을 수행하는 대뇌겉질과 대뇌겉질을 뇌의 다른 부분 또는 척수와 연결하는 신경섬유다발의 집합인 대뇌속질로 이루어져 있다. 기능적으로는 이마엽∙마루엽∙관자엽∙뒤통수엽으로 분류할 수 있으며, 이마엽은 사고∙구성∙집행과 같은 고도의 정신 기능, 마루엽은 지각∙인지, 관자엽은 기억∙언어 이해, 뒤통수엽은 시각 기능을 수행한다.
- 사이뇌(diencephalon): 대뇌의 중심부에 있는 신경복합체로, 시상(thalamus), 시상하부(hypothalamus), 시상상부(epithalamus), 시상밑부(subthalamus)로 구성되어 있다. 시상에서는 감각 정보를 전달하는 신경섬유가 시상에서 신경연접하여 대뇌로 올라가며, 시상하부는 호르몬을 생산하고 분비하여 내분비 기능을 조절한다. 시상상부에 있는 솔방울샘(송과선, pineal gland)에서는 멜라토닌이라는 호르몬을 합성하여 내분비 기능을 하며, 시상밑부는 바닥핵과 비슷하게 기능한다.
- 바닥핵(basal ganglia): 대뇌의 바닥면에 위치한 신경핵 덩어리로, 줄무늬체(corpus striatum), 편도체(amygdaloid body), 흑색질(substantia nigra)과 시상밑핵(subthalamic nucleus), 중격의지핵(nucleus accumbens septi)으로 구성되어 있다. 바닥핵은 활동에 필요한 움직임과 근 긴장도를 조절하는 기능을 한다.
- 뇌줄기(brain stem): 척수와 연결되는 뇌의 가운데 부위로, 중간뇌(중뇌, midbrain), 다리뇌(교뇌, pons), 숨뇌(연수, medulla oblongata)로 구성되어 있다. 뇌와 척수를 이어주는 통로이자, 생명 유지에 필수적인 자율신경계 조절을 담당하는 생명 유지 기관으로 역할 한다.
- 소뇌(cerebellum): 대뇌의 뒤쪽 아랫부분에 위치한 부위로, 운동 조절에 중요한 역할을 한다. 대뇌에서 시작한 자발적인 운동을 정교하게 할 수 있도록 자세와 균형 유지, 근 긴장 유지 등의 기능을 한다.
- 척수(spinal cord): 뇌와 뇌 아래의 신체 조직들을 연결하는 구조물로, 척주관(vertebral canal) 내에 위치하며, 뇌줄기에서 시작하여 첫 번째와 두 번째 허리뼈 사이에 있는 척추사이원반(intervertebral disc)까지 이어진다. 척수에는 감각수용기에서 받아들인 정보를 뇌로 전달하는 오름로, 뇌에서의 운동 명령을 각자의 조직에 전달하는 내림로가 있어 이를 통해 상위 중추와 정보를 교환한다. 또한 척수는 척수와 신체 조직을 연결하는 척수신경과 이어져 있어 척수신경을 통해 말초에 있는 신체 조직에서 감각 정보를 받고 운동 명령을 내려보낼 수 있는 것이다. 척수는 척수사이구멍(intervertebral foramen) 척수신경 8개의 목 척수분절(cervical segment, C1~C8), 12개의 가슴 척수분절(thoracic segment, T1~T12), 5개의 허리 척수분절(lumbar segment, L1~L5), 1개의 꼬리 척수분절(coccygeal segment, Co1)로 나누어져 있으며, 한 쌍의 척수신경이 각 분절과 연결되어 있다.
