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1. 뇌와 척수신경계의 구조와 기능
1.1. 중추신경계
1.1.1. 대뇌
대뇌는 중추신경계의 가장 큰 부분으로, 사고, 기억, 감각 및 자율적인 운동을 담당한다. 대뇌는 두개의 대뇌반구로 이루어져 있으며, 각각의 반구는 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽의 4개의 엽으로 구분된다.
전두엽은 운동기능, 인지기능, 언어기능 등을 담당한다. 특히 운동기능과 관련하여 운동영역에서 시작된 운동신경섬유가 피질척수로를 거쳐 척수 운동신경원으로 연결되어 체성운동을 조절한다. 인지기능과 관련해서는 전전두엽 부위가 고등정신기능인 사고, 판단, 계획 등을 관장한다. 언어기능은 브로카 영역에서 담당하며, 주로 말초발음 및 언어표현을 관장한다.
두정엽은 체성감각기능을 담당한다. 즉, 체성감각영역에서 시작된 감각신경섬유가 체성감각로를 거쳐 시상과 대뇌피질의 체성감각영역으로 전달되어 통증, 온도, 압각, 진동, 고유감각 등을 인지하게 한다. 또한 두정엽은 공간지각 능력과 관련이 있다.
측두엽은 청각기능과 언어기능을 담당한다. 청각영역에서 시작된 청각신경섬유가 청각로를 거쳐 측두엽의 주요 청각영역인 와우핵으로 전달되어 청각기능을 담당한다. 또한 청각방사선을 통해 측두엽의 상부영역인 베르니케 영역으로 전달되어 언어이해기능을 담당한다.
후두엽은 시각기능을 담당한다. 시각영역에서 시작된 시각신경섬유가 시각로를 거쳐 후두엽의 주요 시각영역인 연합영역으로 전달되어 시각기능을 담당한다. 또한 후두엽은 시각기억, 시각적 주의집중 등의 기능을 담당한다.
이처럼 대뇌는 사고, 기억, 감각 및 자율적인 운동을 조절하는 중추신경계의 핵심 기관으로, 4개의 엽이 각각 특정 기능을 담당하고 있다. 이러한 대뇌의 기능이 손상되면 다양한 신경학적 증상이 발생할 수 있다.
1.1.2. 시상
시상은 간뇌(diencephalon) 내에 위치하며, 시상 전체는 크게 전핵(anterior nucleus), 배측핵(dorsal nucleus), 내측핵(intralaminar nucleus), 후핵(posterior nucleus)으로 구분된다. 시상은 감각정보와 운동정보를 처리하는 중요한 중계 역할을 하며, 대뇌피질과 신경계 전반에 걸쳐 광범위한 연결을 가진다.
시상의 기능은 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 첫째, 감각정보 전달 기능이다. 체성감각, 시각, 청각 등 각종 감각정보가 시상의 특정 핵에 도달하면 이를 대뇌피질의 관련 영역으로 중계한다. 둘째, 운동정보 전달 기능이다. 대뇌피질의 운동영역과 소뇌, 기저핵 등 운동관련 구조물들 간의 정보를 상호 연결한다. 셋째, 의식정보 처리 기능이다. 시상은 대뇌피질과 밀접하게 연결되어 있어 각성, 주의, 기억 등 다양한 의식 기능에 관여한다.
시상의 구조와 기능을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 전핵은 냄새와 관련된 정보를 처리하고, 배측핵은 체성감각 정보를 처리한다. 내측핵은 각성, 주의, 기억 등의 의식 기능에 관여한다. 후핵은 시각, 청각 등의 감각정보를 처리한다. 이처럼 시상은 다양한 감각정보와 운동정보, 의식 기능을 통합하고 조절하는 핵심적인 구조라고 할 수 있다.
1.1.3. 뇌간
뇌간은 대뇌와 척수를 연결하는 중요한 부위로, 뇌의 가장 하부에 위치하며 크게 중뇌, 뇌교, 연수로 구성된다.
중뇌는 뇌간의 가장 상부에 위치하며, 시각과 청각 반사, 수면-각성 주기, 근육 긴장도 조절 등의 기능을 담당한다. 중뇌에는 대부분의 뇌신경 중에서도 중요한 3번(동안신경), 4번(활차신경), 5번(삼차신경) 뇌신경의 핵이 위치하고 있어 이들 신경의 기능 조절에 관여한다. 또한 중뇌는 피질척수로, 신체감각정보를 전달하는 내측 렌즈상 핵계 등의 다양한 신경섬유가 지나가는 통로이기도 하다.
뇌교는 중뇌와 연수 사이에 위치하며, 6번(외전신경), 7번(안면신경), 8번(청신경) 뇌신경핵이 존재한다. 이 부위는 수면-각성 조절, 균형과 자세 유지, 호흡 조절 등의 기능을 담당한다. 특히 교뇌 내에는 교뇌 망상체가 위치하여 수면과 각성 상태를 조절하는 중요한 역할을 한다.
연수는 뇌교와 척수 연결부에 해당하며, 9번(설인신경), 10번(미주신경), 11번(부신경), 12번(설하신경) 뇌신경핵이 존재한다. 이 부위는 생명 유지에 필수적인 자율신경계 조절 기능을 담당한다. 즉, 호흡, 심장박동, 혈압, 체온 조절 등의 생명 유지 기능을 담당하고 있다. 또한 구토, 연하, 발성 등의 기능도 조절한다.
종합적으로 볼 때, 뇌간은 대뇌피질과 척수를 연결하는 통로로서 의식, 수면, 자세, 운동, 자율신경계 조절 등 다양한 핵심적인 기능을 담당하고 있다. 따라서 뇌간 손상은 생명에 심각한 위협을 줄 수 있는 치명적인 ...