다양한 신경로의 종류와 특징

뉴런, 신경 세포

 
 
 

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척수의 회색질 바깥의 백색질은
뇌와 척수를 연결하는 유수신경섬유
다발들로 가득 차 있습니다.
이런 백색질은
후백색기둥(posterior white column, 후섬유단),
전백색기둥(anterior white column, 전섬유단),
외측백색기둥(lateral white column, 외측섬유단)
으로 구분합니다.
 
각각의 기둥에는 감각정보나 운동명령을 전달하는
신경섬유 다발인 신경로가 있습니다.
신경로는 내장, 피부, 근육의 감각을
대뇌로 전달하는 상행감각신경로와
대뇌와 뇌간의 운동핵에서
척수로 운동신호를 전달하는
하행운동신경로가 
있습니다.
척수시상로는
통증, 온도감각 또는 비분별성 촉각을
전달하는 신경로입니다.
이 신경로에서는
척수신경절에서 뻗어 나온 후근신경이
척수후각의 신경원들과 시냅스 하고,
척수후각에서 다시 신경섬유를 뻗어
반대쪽 회색질로 교차한 형태로 이어집니다.
회색질에서 신경축삭은
뇌간을 거쳐
시상의 복측후핵(ventral posterior nucleus, 배쪽뒤핵)으로
들어가면서 척수시상로를 구성합니다.
척수시상로를 통해 전달된 감각신호는
시상 복측후핵에서
일차체감각영역과 이자체감각영역으로 이동합니다.
척수시상로는
통각과 온도감각을 전달하는
외측척수시상로(lateral spinothalomic tract) 와
비분별성 촉각을 전달하는 전측척수시상로(anterior spinothalamic tract)로 
세분합니다.
여기서 비분별성 촉각은
분별성 촉각과 명확하게 구분할 수는 없지만
의식적으로 느낄 수는 있는 촉각을 의미합니다.
척수시상로를 통증의 종류에 따라
구척추시상로와 신척수시상로로
구분하기도 합니다.
구척수시상로는
원인을 알 수 없는 만성통증,
신척수시상로는 못에 찔리자마자
바로 아픔을 느끼는 것과 같은 급성통증과
관련 있습니다.
 
전측척수시상로 : 비분별성 촉각
외측척수시상로 : 온도 감각, 통각
구척수시상로: 만성 통증
신척수시상로 : 급성 통증
 
척수시상로의 작용을 요약하면 위와 같습니다.
대뇌피질의 일차청각영역이
소리의 주파수 순서로 배열된 것처럼,
척수에서도
온도감각과 통증을 느끼는 체감각이
신체 부위 순서대로
목 → 팔 → 몸통 → 다리  순서대로
배열되어 있습니다.
이러한 척수감각의 배열은
중추신경계를 이루는 중요한 조직 원리입니다.
다르게 얘기하면,
일차피질이 감각 영역별로
지도화(mapping) 되었다고 표현합니다.
일차체감각과 일차운동피질에서 존재하는 감각과
운동호문쿨룬스는
피질의 지도화를 나타냅니다.
전전두엽 전문가 엘코논 골드버그는
연합감각피질과 전전두피질에서는
지도화 원칙이 경사원칙으로
바뀐다고 주장합니다.
지도화원칙은 지도화된 피질 모듈이 상호연결되지만, 
경사원칙은 개별 신경세포 사이의
상호다중연결로
분산적이고 병렬적인 신경처리로
발전한다는 내용입니다.


척수덮개로는
척수신경절에서 뻗어 나온
후각의 신경원들과 연접하고,
연접한 신경원들이 신경섬유를 뻗어
반대쪽 회색질로 교차하며
외측척수시상로와 전측척수시상로 사이를 지나
중뇌(midbrain)의 상구(superior coliculus) 로
올라가면서
척수덮개로가 지나가는 길이 만들어집니다.
중뇌의 상구는 시각을 중간에서 이어주는 핵입니다.
척수올리브로도 마찬가지로
후각의 신경원들과 시냅스하고,
시냅스한 신경원들이
신경섬유를 내어 반대쪽 회색질로 교차한 후
척수덮개로 옆을 지나 
연수의 부올리브핵(accessory olivary nucleus)
으로 들어가는 신경로 입니다.
상행신경로에는 후섬유단도 있는데
후섬유단 또헌 척수신경절에서 기원합니다.
후근이 척수신경절에서 뻗어 나와
연수 배측에 있는 얇은 핵과 쐐기 핵으로 들어 가면서
두꺼운 후섬유단이 만들어집니다.
얇은핵과 쐐기핵에서도 신경섬유가 뻗어나와
시상으로 들어가는 신경섬유다발을
내측섬유띠라고 합니다.
시상에서는 대뇌피질
중심뒤이랑(중심후회)에 있는 일차감각영역과
이차체감각영역으로
신경섬유를 뻗습니다.
분별촉각, 진동감각, 위치감각의 의식적 고유감각은
후섬유단-내측섬유띠를 통해
대뇌피질로 전달됩니다.
여기서 분별촉각은
부위와 강도, 질감을 분별할 수 있는 촉각을 의미하며
인간의 감각이 섬세한 이유가 바로 
분별촉각이 발달했기 때문입니다.
의식적인 고유감각인 섬세한
분별촉각을 기반으로
정교한 손 운동이 발달하면서
인간은 도구와 문자까지 발명합니다.
반면에 무의식적인 고유감각은
척수소뇌로를 지나 소뇌피질로 전달됩니다.
척수소뇌로는 상행신경로에서 
후섬유단-내측섬유띠신경로
다음으로 두껍습니다.
상행신경로를 통해
감각신호가 뇌로 전달되면
하행신경로로는
뇌에서 출력된 운동명령을
근육과 분비샘의 효과기로 전달합니다.
대표적인 하행신경로로는
그물척수로,
전정척수로,
덮개척수로(시개척수로),
적색척수로(적핵척수로),
피질척수로가 있습니다.
그물척수로는
뇌간의 그물형성체(망상체)에서 기원하며
척수로 내려가는 신경로입니다.
원시적 물고기의 꼬리 운동을 통해
진화되었다고 여겨집니다.
이 신경로(그물척수로)는
교뇌그물척수로와 연수그물척수로로
세분됩니다.
교뇌그물척수로는
교뇌의 그물핵에서 나온 신경섬유 다발입니다.
같은 쪽 내측세로다발을 통하여
척수로 내려가면서 형성됩니다.
연수그물척수로는
연수의 그물형성체의
거대세포그물핵에서 나온 신경섬유 다발이
반대쪽으로 교차하거나 
같은 방향으로 척수를 바라보며 내려오면서
생깁니다.
교뇌그물척수로와 연수그물척수로는 
서로 상반된 길항작용을 합니다.
교뇌그물척수로는
신근 (펴짐근) 반사와 근육의 긴장을 촉진하고,
연수그물척수로는 교뇌그물척수로와 반대로
신근 (펴짐근) 반사를 억제하고
근육의 긴장을 완화하는 특징이 있습니다.