신경계의 구성과 척수

신경계의 구성

 

일반적으로 신경계는 말초신경계(peripheral nervous system, PNS)와 중추신경계 (central nervous system, CNS)로 나누어진다. 말초신경계는 자극을 중추신경계로 전달하며 중추신경계의 정보를 효과기인 근육이나 분비선에 전달하는 일을 한다. 중추신경계는 말초신경계 활동을 통합 조절하는 중심기구이다. 편의상 중추신경계와 말초신경계로 구분하는 것이지 두 신경계가 독립적으로 작용하는 것은 아니다. 컴퓨터에 비유하자면, 중추신경계는 컴퓨터 본체이며, 말초신경계는 키보드에서 본체, 본체에서 프린터를 연결하는 전선에 해당된다. 인간의 중추신경계는 척수와 뇌로 구성되어 있다.

 

 

척수

척수는 뇌의 기부에서 시작하여 척추를 따라 아래로 이어지는 흰색 줄모양의 조직이다. 척수를 횡단하여 보면 외부는 백질부(white matter)이고 내부는 회백질부(gray matter)이다. 회백질부 중앙에는 뇌척수액(cerebrospinal fluid)으로 채워진 중심관(central canal)이 있는데, 이는 뇌척수액으로 채워져서 뇌의 4개의 뇌실(ventricle)과 연결되어 있다.

 

백질은 척수를 따라 길게 연결된 유수축색(myelinated axon)으로 구성되어 있으며, 회백질은 연결뉴우런(interneuron)과 운동뉴우런(motor neuron)의 세포체로 구성되어 있다.

척수에는 31쌍의 돌기(신경근, nerve root)가 일정한 간격을 두고 척수 양쪽으로 돌출되어 있다. 이들은 모여 말초신경계의 혼합신경(mixed nerve)을 형성한다. 모든 감각뉴우런(sensory neuron)은 배근(dorsal root)을 통하여 척수로 들어와 회백질로 들어간다. 감각뉴우런의 세포체는 배근 신경절(dorsal root ganglia)에 위치한다. 한편 척수에서 모든 운동뉴우런은 복근(ventral root)을 통하여 나오며 감각뉴 함께 뉴런과 혼합신경을 형성한다.

배근과 복근으로 감각축색과 운동축색이 분리되어 있다는 사실은 사고로 축색이 손상을 입었을 때 쉽게 알 수 있다. 예컨대 배근이 파괴되면 감각신경은 감각을 잃어버리고, 복근이 파괴되면 이곳을 통하여 나가는 운동신경에 마비가 일어나게 된다. 마취나 마비를 할 경우 인접해 있는 여러 근을 잘라야만 한다.척수는 두 가지 중요한 기능을 수행한다. 첫째는 말초신경계를 뇌에 연결시키는 기능이다. 감각뉴우런을 통하여 척수에 도달한 정보는 연결뉴우런에 의해 뇌로 전달되며, 뇌에서 통합된 정보는 또 다른 연결뉴우런을 통하여 척수를 타고 내려와 운동뉴런으로 전달된다.

많은 연결뉴우런들은 특정 수용기에서 특정효과기로 자극을 전달하는 신경행로(tract)를 형성한다. 촉각수용기 (touch receptor), 온도수 용기(temperature receptor), 심부수용기(proprioceptor) 등으로부터 오는 자극은 특정 신경행로를 따라 척수로 들어온다. 척수를 타고 내려온 자극도 신경행로를 거쳐 운동뉴런으로 전달된다. 몸의 좌측을 따라 척수에 도달한 자극은 뇌 우측의 신경행로를 따라 올라가고 우측을 따라 척수에 도달한 자극은 뇌 좌측의 신경행로를 타고 올라간다. 어떤 경우에는 이와 같은 교차현상이 자극이 척수에 들어오자마자 일어나기도 하며, 어떤 경우에는 신경행로가 뇌에 들어온 후에야 교차가 일어난다.

척수의 두 번째 기능은 소통합 조절중추(minor coordinating center)로 작용하는 것이다. 도피반사와 같은 단순반사작용은 오직 척수의 작용만으로 일어나며, 뇌는 이 반사과정에서 자극을 받아들이거나 신경자극을 개시하지 않는다. 그러나 비교적 단순한 조절이 척수에 의해서 일어나지만 그것의 작용은 우리가 추측한 것보다 훨씬 더 복잡하다. 심지어 "간단한 도피반사에서도 어떤 운동뉴우런은 자극되어야 하며 반대로 어떤 운동뉴우런은 억제된다.