대뇌 - cerebrum 해부학적 구조와 작용
대뇌의 해부학적 구조 및 작용
1) 대뇌 cerebrum
대뇌는 가장 고위중추로 기능하는 곳으로 두개강의 약 2/3을 차지하며, 표면을 신경 세포체의 집합인 회백질인 피질이 덮고 있다. 두께는 4-6mm이고, 안쪽은 신경세포체의 축삭 등으로 구성된 백질 부분인 수질로 되어 있다.
대뇌의 표면은 얕게 패인 구(고랑, sulcus)와 융기된 부분인 회(gyrus)로 많은 주름이 형성되어 있다. 주름의 형성으로 대뇌의 표면적인 넓어진다. 대뇌에는 구(sulcus)보다 깊숙하게 패인 열(fissure)이 존재한다. 가장 대표적인 열(fissure)이 대뇌종열(cerebral longitudinal fissure)이다. 이 대뇌종열에 의해 대뇌반구는 좌우로 갈라지게 된다. 좌우로 갈라진 대뇌반구를 교련섬유(commissural fiber)가 연결해주고 있다.
좌우 대뇌반구의 안쪽 면에 뇌량(corpus callosum)이 있다. 좌우 반구를 시상면 방향으로 연결하는 교련섬유 띠이며, 백교련섬유띠(white commissural fiber band)라고 한다. 뇌량에 평행하게 패인 대상구(cingulate sulcus)가 있고, 이것이 대상회(cingulate gyrus)와 뇌량을 경계짓는다. 대상회는 변연계 피질 영역의 한 부분이다.
열(fissure)와 구(sulcus)는 좌우 반구를 엽(lobe)으로 나누는 경계선이 된다. 대표적인 경계선으로는 중심구(central sulcus)가 있다. 중심구는 반구의 꼭대기 중앙에서 아래로 내려가면서 전두엽과 두정엽의 경계선이 된다. 중심구 바로 뒤에 중심후회(postcentral gyrus)가 있다. 중심후회는 감각영역에 해당한다. 외측열(lateral fissure or sylvius)은 측두엽을 전두엽과 두정엽과 구분 짓게 해주는 열이다. 두정후두열(parieto-occipital fissure)는 두정엽과 후두엽을 나누어주는 열이다. 정리하면 다음과 같다.
중심구(central sulcus) : 전두엽과 두정엽의 경계선.
외측열(lateral fissure or sylvius) : 전두엽, 두정엽으로부터 측두엽을 구분해주는 열.
두정후두열(parieto-occipital fissure) : 두정엽, 측두엽으로부터 후두엽을 구분해주는 열.
열과 구로 나누어진 대뇌의 엽은 아래와 같다.
(1) 전두엽 frontal lobe
대뇌피질의 앞부분으로 전체 40%를 차지한다. 운동기능, 자율기능, 감정조절, 식별학습
및 의욕과 창조의 영역이다.
(2) 두정엽 parietal lobe
대뇌피질의 윗면 중앙부분으로 면적은 전체의 약 21% 정도이다. 감각영역, 기억, 이전의 것과 비교, 인식, 이해, 판단영역이 있다. 지식과 지능을 형성하는 곳이다.
(3) 측두엽 temporal lobe
대뇌피질의 측면으로 전체의 21%의 면적을 차지하며, 청각영역과 언어중추가 있는 영역이다. 특히 언어인식에 필요한 영역으로 판단과 기억에 관한 통합이 이루어진다.
(4) 후두엽 occipital lobe
대뇌피질의 뒤쪽으로 전체의 17% 정도의 면적이다. 시각영역이 이곳에 있다. 후두엽에는 조거구(calcarin sulcus)가 있다. 후두극에서 시작하여 후두엽을 활처럼 가로질러 두정후두열에서 끝나며 조거구 양 옆의 피질 대부분이 시각과 관계있는 영역이다.
대뇌반구의 하면은 후구(olfactory bulb)와 후삭(olfatory tract)이 자리 잡고 있는 후구(olfactory sulcus)가 대뇌종열과 나란히 있다.
2) 대뇌 피질과 수질 cerebral cortex and medulla
대뇌 반구의 바깥쪽의 얇은 층을 피질이라고 한다. 그 안쪽에 수질medulla, 대뇌핵cerebral neucli이 있다.
대뇌 피질은 회백질의 얇은 층이다. 피질은 대뇌의 구 sulcus, 열 fissure, 회 gyrus 등이 있어 한정된 대뇌의 용적에 비해 피질의 표면적을 넓혀준다. 대뇌피질은 부위에 따라 세포층의 구조가 여러 가지로 다르기 때문에 이런 특징을 토대로 하여 대뇌 피질을 영역으로 세분화할 수 있다. 그 중에서 가장 대표적인 영역 세분화가 Brodmann의 영역 분류이다.
대뇌 수질은 피질 밑에 있는 유수섬유로 구성된 백질이며 다음과 같은 섬유로 분류된다.
대뇌 수질의 분류
(1) 투사섬유 projection fiber
대뇌 피질에서 하부에 있는 뇌간(중뇌, 교, 연수)과 척수 사이를 연결하는 신경섬유로 대뇌 피질을 향해 부채꼴 모양으로 퍼져 있어 방사관corona radiata라고 한다. 대뇌 피질로 올라가는 상행성 감각 섬유와 대뇌 피질에서 말초로 가는 하행성 운동 섬유로 구성되어 있다.
(2) 연합섬유 association fiber
좌우 반구로 나누어진 대뇌에서 같은 쪽의 대뇌 반구 상하를 연결하는 섬유이다.
(3) 교련섬유 commissural fiber
좌우 대뇌반구를 교차하여 연결해주는 섬유이다. 대뇌종열 밑에 섬유를 이루고 있는 뇌량이 이에 해당한다. 뇌량은 교련섬유 가운데서 가장 크고 좌우 대뇌 반구의 신피질을 연결해준다. 또 측두엽과 전두엽 사이를 연결하고 있는 것을 전교련anterior commissure이라고 한다.
3)대뇌 피질의 기능적 영역 functional area of the cerebral cortex
대뇌 피질은 신경계의 최고 기능의 중추이다. 인간의 ‘의식’은 바로 여기서 이루어진다.
피질은 부위에 따라 일정한 기능을 하고 있다. 어떤 곳은 수의운동을 일으키는데 관여하고 어떤 곳은 감각을 느끼는데 관여한다. 더 나아가서 손, 팔, 다리 등의 수의운동을 대뇌 피질의 특정한 부위가 담당하고 있다. 감각 역시 마찬가지다. 신체 부위에 따라 대뇌 피질의 특정한 부위에서 감각을 느끼게 된다. 이것을 피질의 기능적 국재(functional localization of cortex)라고 한다. 대뇌 피질을 영역으로 세분화할 수 있다. 그 중에서 가장 대표적인 영역 세분화가 Brodmann의 영역 분류이다.
대뇌 피질의 기능을 운동, 감각, 연합, 이렇게 셋으로 나누어 볼 수 있고, 피질에 이러한 기능에 대응하는 특정한 영역이 있다. 영역은 아래와 같다.
(1) 운동영역 motor area
운동영역은 대뇌 피질의 중심구(central sulcus)의 바로 앞(전두엽) brodmann 영역 4에 있다. 4영역에는 추체세포(pyramidal cell)이 있다. 이 추체세포는 근육과 같은 효과기를 자극하기 위해 하행하는 원심성 섬유이며, 이들이 모여 추체로(pyramidal tract)로 불리는 하행로를 형성한다. 이 추체로를 따라 내려간 운동 명령으로 수의운동을 일으킨다. 즉 4영역은 수의적인 골격근 운동을 지배 및 통제를 하는 곳이다.
4영역의 위 부위에서 몸의 아래 부분의, 아래 부위에서 몸의 위 부분의 운동을 지배한다. 다시 말해 얼굴의 근운동은 이 영역의 하부를 자극하면 일어나고 발의 운동은 상부를 자극하면 일어난다. 4영역의 한 점을 자극하면 어떤 1개의 근육이 수축하는 것이 아니고 한 무리의 근육이 수축하여 정돈된 운동이 일어난다.
4영역의 앞부분인 bromann 6, 8 영역 역시 운동에 관여한다. 전운동영역(premotor area)이라고 한다. 6, 8 영역은 4영역에 비해 오래된 피질, 즉 일찍 발생한 곳으로 추체외로계의 운동섬유가 시작되는 곳이다. 이 영역은 주로 무의식적인 운동이나 긴장을 지배한다. 여기에도 하행로가 존재한다. 바로 추체외로(extrapyramidal tract)다. 이곳을 자극하면 자세의 조정, 또는 다리의 관절을 굴곡시키는 것 같은 신체의 여러 부분에서 걸친 근육의 협력 작용이 나타난다.
일반적으로 신체 부위의 운동이 뇌의 운동영역에 표시되는 면적은 근육군의 크기보다는 그 운동의 정밀성에 따른다. 즉 손이나 얼굴의 운동을 지배하는 운동영역이 다리운동의 영역보다 넓다.
(2) 감각영역 sensory area
대뇌 피질의 중심구(central sulcus) 바로 뒤(두정엽) brodmann 영역 3, 1, 2가 체성감각영역이다. 근육이나 관절에서 일어나는 운동 감각 흥분과 피부의 일반 감각, 즉 온각, 냉각, 촉각, 압각 등이 이곳으로 전달된다. 운동영역과 마찬가지로 신체 부위의 상반신은 brodmann 영역 3, 1, 2의 아랫부분, 하반신은 윗부분에 표시된다.
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