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브로드만 영역

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1. 개요

브로드만 영역은 독일의 신경해부학자 코르비니안 브로드만이 니슬 염색법을 사용하여 대뇌 피질을 연구하여 정의하고 번호를 매긴 영역이다. 1909년 사람, 원숭이 등 포유류의 피질 영역에 대한 지도와 세포 구조에 대한 관찰을 발표했으며, 브로드만 영역은 뇌의 피질을 세포 구조에 따라 구분한 것으로, 서로 다른 종에서 같은 번호의 영역이 반드시 동일한 기능을 나타내는 것은 아니다. 브로드만이 정의한 많은 영역은 이후 다양한 피질 기능과 연관되었으며, 일차 체감각 피질, 일차 운동 피질, 일차 시각 피질, 일차 청각 피질 등이 이에 해당한다. 브로드만 영역은 뇌의 가쪽 표면과 안쪽 표면으로 구분되며, 각 표면에는 특정 영역들이 위치한다.

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브로드만 영역
개요
브로드만 영역 3D 표현
브로드만 영역 3D 표현
일부대뇌
상세 정보
이름브로드만 영역
영어 이름Brodmann area
라틴어 이름(제공된 문서에 없음)
약어BA
구성 요소(제공된 문서에 없음)
동맥(제공된 문서에 없음)
정맥(제공된 문서에 없음)
실비우스 ID017
브레데 ROI 번호43
신경 이름 ID1032
NIF브로드만 영역
기타
콜비니안 브로드만https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%BD%9C%EB%B9%84%EB%8B%88%EC%95%88_%EB%B8%8C%EB%A1%9C%EB%93%9C%EB%A7%8C
세포 구조 (영어)https://en.wikipedia.org/wiki/Cytoarchitecture

2. 역사

독일의 신경학자 코르비니안 브로드만(Korbinian Brodmannde)은 니스 염색법을 이용하여 대뇌 피질을 관찰하고, 뉴런의 세포구축에 따라 브로드만 영역을 정의하고 번호를 매겼다. 브로드만은 1909년 사람, 원숭이 그리고 기타 동물의 피질 영역에 대한 지도와[9] 포유동물 피질의 일반 세포 유형과 층 구조에 대한 관찰 내용을 발표하였다. 1925년 콘스탄틴 폰 에코노모(Constantin von Economo)와 게오르크 코스키나스(Georg N. Koskinas)는 더 상세한 피질 지도를 발표하였다.[10]

주요 번호가 표시되어 있는 브로드만 영역


피질 영역의 브로드만 분류

2. 1. 브로드만 영역의 정의

독일의 해부학자 코르비니안 브로드만(Korbinian Brodmann)은 니슬 염색법을 이용하여 대뇌 피질을 관찰하고, 뉴런의 세포구축에 따라 브로드만 영역을 정의하고 번호를 매겼다.[9] 그는 1909년 사람, 원숭이 및 기타 동물의 피질 영역 지도와[9] 포유류 피질의 일반 세포 유형과 층 구조에 대한 관찰 내용을 발표하였다.[9] 1925년 콘스탄틴 폰 에코노모(Constantin von Economo)와 게오르크 코스키나스(Georg N. Koskinas)는 더 상세한 피질 지도를 발표하였다.[10]

브로드만 영역은 프란츠 니스의 세포 염색법인 니스 염색법을 사용하여 대뇌 피질에서 관찰한 신경 세포의 세포 구조를 기반으로 정의되었다.[2]

2. 2. 브로드만 이후의 연구

브로드만 영역은 원래 독일의 해부학자 코르비니안 브로드만이 세포 구조를 기준으로 정의하고 번호를 매겼다. 그는 프란츠 니스의 세포 염색법인 니스 염색법을 사용하여 대뇌 피질에서 관찰한 신경 세포의 세포 구조를 기반으로 했다. 브로드만은 1909년에 인간, 원숭이 및 기타 종의 피질 영역 지도를 출판했으며,[2] 포유류 대뇌 피질의 일반적인 세포 유형과 층상 구조에 관한 다른 많은 발견과 관찰과 함께 출판했다. 서로 다른 종에서 동일한 브로드만 영역 번호가 반드시 상동 영역을 나타내는 것은 아니다.[3] 이와 유사하지만 더 자세한 피질 지도는 1925년에 콘스탄틴 폰 에코노모와 게오르크 N. 코스키나스에 의해 출판되었다.[4]

3. 오늘날의 중요성

브로드만 영역은 거의 한 세기 동안 광범위하게 논의, 논쟁, 개선 및 이름 변경이 이루어졌으며, 인간 대뇌 피질의 세포 구조적 조직으로서 가장 널리 알려지고 자주 인용된다.[5]

브로드만이 신경 조직만을 기반으로 정의한 많은 영역은 이후 다양한 피질 기능과 밀접하게 연관되어 왔다. 그러나 기능적 영상은 뇌 활성화의 대략적인 위치만 식별할 수 있으며, 개별 뇌에서 브로드만 영역의 실제 경계는 조직학적 검사가 필요하다.[5]

3. 1. 기능적 연관성

브로드만 영역은 거의 한 세기 동안 논의와 수정을 거쳐 가장 널리 알려지고 자주 인용되는 세포구축학적 구조가 되었다. 브로드만이 뉴런의 구성만을 기준으로 정의한 영역들은 피질의 다양한 기능과 연관되어 왔다. 예를 들어, 브로드만 영역 1, 2, 3은 일차 몸감각피질, 영역 4는 일차 운동피질, 영역 17은 일차 시각피질, 영역 41과 42는 일차 청각피질과 밀접하게 관련되어 있다.[5] 연합 피질 영역의 고차원적 기능은 신경생리학, fMRI 등의 방법을 통해 확인된 브로드만 영역과 일치한다. 예를 들어, 왼쪽 브로드만 영역 44와 45는 말과 언어를 담당하는 브로카 영역과 일치한다. 그러나 fMRI는 브로드만 영역이 활성화되는 대략적인 위치만 알 수 있을 뿐, 영역의 정확한 경계는 조직학적인 검사가 필요하다.[5]

대뇌 피질의 서로 다른 부분은 서로 다른 인지 및 행동 기능과 관련되어 있다. 이러한 차이는 국소적인 뇌 손상의 영향, 뇌를 기능적 영상 기술로 검사할 때 나타나는 부위별 활동 패턴, 피질하 영역과의 연결성, 그리고 피질의 세포 구조의 부위별 차이 등 여러 방식으로 나타난다.[5]

많은 경우 뇌 영역은 지형도로 구성되어 있으며, 피질의 인접한 부분이 신체의 인접한 부분이나 추상적인 실체에 해당한다. 이러한 유형의 대응 관계의 예로 중심구 앞쪽 가장자리를 따라 위치한 조직 띠인 일차 운동 피질이 있다. 신체의 각 부분을 지배하는 운동 영역은 별개의 영역에서 발생하며, 인접한 신체 부위는 인접한 영역으로 표현된다. 임의의 지점에서 피질을 전기적으로 자극하면 해당 신체 부위의 근육 수축이 발생한다. 그러나 이러한 "체성 감각" 표현은 균등하게 분포되어 있지 않다. 예를 들어 머리는 전체 등과 몸통 부위의 약 3배나 되는 영역으로 표현된다. 임의의 영역의 크기는 가능한 운동 제어와 감각 변별의 정밀도와 관련이 있다. 입술, 손가락, 혀 영역은 해당 신체 부위의 비례적 크기를 고려할 때 특히 크다.

시각 영역의 지도는 망막 위치를 가지며, 이는 망막의 지형을 반영한다. 이 경우에도 표현은 균등하지 않다. 중심와는 주변부에 비해 과도하게 표현된다. 인간 대뇌 피질의 시각 회로는 시각 입력 스트림을 분석하는 데 전념하는 수십 개의 별개의 망막 위치 지도를 포함한다. 일차 시각 피질(브로드만 영역 17)에는 특정 방향의 가장자리에 가장 쉽게 활성화되는 많은 뉴런이 있다. 더 하위의 시각 영역은 색상, 움직임, 모양과 같은 특징을 추출한다.

청각 영역에서 주요 지도는 음조 위치를 가진다. 소리는 피질하 청각 영역에 의해 주파수에 따라 분석되며, 이러한 분석은 피질의 일차 청각 영역에 반영된다. 시각 시스템과 마찬가지로 특정 방식으로 소리를 분석하는 데 전념하는 여러 개의 음조 위치 피질 지도가 있다.

지형도 내에는 때때로 더 미세한 수준의 공간 구조가 있을 수 있다. 예를 들어 일차 시각 피질에서 서로 다른 가장자리를 향해 반응하는 세포는 서로 공간적으로 분리되어 있다.

3. 2. 한계점

폰 보닌(von Bonin)과 베일리(Bailey)는 브로드만이 널리 알려진 사람 지도를 작성한 것은 사실이지만 그 기반이 되는 자료가 발표된 적이 없음을 지적하였다.[14] 이들은 마카크 원숭이의 뇌 지도를 제작했을 때, 브로드만의 설명이 부적절하다는 것을 발견하고 "브로드만(1907)은 널리 복제된 인간 뇌 지도를 작성했지만, 불행히도 그 기반이 된 데이터는 결코 출판되지 않았다"라고 썼다.[8] 폰 보닌과 베일리는 콘스탄틴 폰 에코노모(Constantin von Economo)와 게오르크 N. 코스키나스(Georg N. Koskinas)가 1925년에 출판한 세포건축학적 체계를 대신 사용했는데, 이는 "인간 대뇌 피질에 대한 유일하게 허용 가능한 상세한 설명"이었다.

4. 인간 및 영장류의 브로드만 영역



브로드만 영역은 종에 따라 같은 번호라도 반드시 같은 영역을 가리키는 것은 아니다.[11] 원래 하나의 영역이었던 것이 23a, 23b와 같이 세분화되기도 한다.[12]

인간과 영장류의 브로드만 영역
가쪽 표면 (Lateral Surface)가운데 표면 (Medial Surface)


4. 1. 주요 영역 목록

다음은 브로드만 영역의 주요 목록이다.

번호설명그림
3, 1, 2중심뒤 이랑의 일차 몸감각 겉질 (보통 3, 1, 2로 통칭)
4일차운동겉질
5, 7몸감각 연합피질
6전운동피질과 보조운동피질 (이차 운동피질)
8전두엽 안구운동야를 포함
9, 46등쪽가쪽 전전두피질
10앞쪽 전전두피질 (위쪽 및 가운데 전두이랑의 가장 입쪽 부분)
11안와전두 영역 (위쪽 전두이랑의 입쪽 부분 일부와 안와 및 곧은이랑)
12안와전두 영역 (원래는 영역 11의 일부였음. 위쪽 전두 이랑과 아래쪽 입쪽 고랑)
13, 14*, 16섬 피질--
15*앞쪽 측두엽
17일차 시각피질 (V1)
18이차 시각피질 (V2)
19연합 시각피질 (V3, V4, V5)
20아래쪽 측두이랑
21가운데 측두이랑
22위쪽 측두이랑. 꼬리쪽 부분은 대개 베르니케 영역이 있는 곳으로 간주
23배쪽 뒤쪽 띠다발피질
24, 32배쪽 앞쪽 띠다발피질
25무릎밑 영역 (배쪽안쪽 전전두피질)[13]
26대뇌 피질의 뒤뇌들보팽대 중 바깥뇌들보팽대 부분
27조롱박피질
28배쪽 내후각피질
29뒤뇌들보팽대 띠다발피질
30, 33띠다발피질의 일부
31등쪽 뒤쪽 띠다발피질
34해마곁이랑에 있는 등쪽 내후각피질
35, 36후각뇌고랑의 후각주위피질
37방추형이랑
38위쪽 및 가운데 측두이랑의 가장 입쪽 부분인 측두엽극 영역
39각이랑. 베르니케 영역의 일부로 간주
40모서리위이랑. 베르니케 영역의 일부로 간주
41, 42청각피질
43일차 미각피질
44아래 전두이랑의 일부인 덮개부. 브로카 영역의 일부
45아래 전두이랑의 일부인 삼각부. 브로카 영역의 일부
47아래 전두이랑의 일부인 안와부
48측두옆 가운데 표면의 일부인 해마이행부뒤 영역
49설치류의 해마이행부곁 영역
52측두엽과 섬엽이 만나는 섬엽곁 영역



(*) 표시는 사람이 아닌 유인원에게만 있는 영역이다.

일부 브로드만 영역은 "23a", "23b"와 같이 세분화되기도 한다.[12]

4. 2. 뇌지도 가쪽 표면 및 가운데 표면

뇌의 양 옆에서 보이는 표면은 가쪽 표면(lateral surface영어)이라고 하며, 좌우 반구 사이의 정중앙 분할면을 가운데 표면(medial surface영어)이라고 한다.

브로드만 영역 가쪽 표면 지도. 숫자를 클릭하면 각 문서로 넘어간다.


브로드만 영역 가운데 표면 지도. 숫자를 클릭하면 각 문서로 넘어간다.


브로드만 영역 가쪽 표면 및 가운데 표면
가쪽 표면 (Lateral Surface)가운데 표면 (Medial Surface)


참조

[1] 서적 Anatomy & Physiology https://openstax.org[...] OpenStax CNX 2023-05-14
[2] 서적 Vergleichende Lokalisationslehre der Grosshirnrinde http://s2w.hbz-nrw.d[...] Johann Ambrosius Barth
[3] 서적 Brodmann's Localisation in the Cerebral Cortex Springer
[4] 서적 Die Cytoarchitektonik der Hirnrinde des erwachsenen Menschen Springer
[5] 문서 Principles of Anatomy and Physiology 12th Edition - Tortora, Page 519-fig. (14.15)
[6] 간행물 Altered emotional interference processing in affective and cognitive-control brain circuitry in major depression 2008-02
[7] 간행물 Cingulate Cortex of the Rhesus Monkey: I. Cytoarchitecture and Thalamic Afferents 1987-08
[8] 간행물 The Neocortex of Macaca Mulatta The [[University of Illinois]] Press
[9] 저널 Vergleichende Lokalisationslehre der Grosshirnrinde Johann Ambrosius Barth
[10] 저널 Die Cytoarchitektonik der Hirnrinde des erwachsenen Menschen Springer
[11] 서적 Brodmann's Localisation in the Cerebral Cortex http://www.appliedne[...] Springer 2014-10-11
[12] 저널 Cingulate Cortex of the Rhesus Monkey: I. Cytoarchitecture and Thalamic Afferents 1987-08
[13] 저널 Altered emotional interference processing in affective and cognitive-control brain circuitry in major depression http://www.ncbi.nlm.[...] 2008-02
[14] 서적 The Neocortex of Macaca Mulatta http://www.ncbi.nlm.[...] The University of Illinois Press



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