운동계
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1. 개요
운동계는 수의 운동을 담당하는 피라미드계와, 불수의 운동을 조절하는 추체외로계로 구성된다. 피라미드계는 대뇌 피질의 운동 중추에서 시작하여 척수로 이어지는 경로로, 상위 및 하위 운동 신경원으로 이루어져 있으며, 손상 시 경련성 마비, 반사 이상 등의 증상을 보인다. 추체외로계는 뇌의 다양한 부분이 협조하여 전신의 근육 균형을 유지하며, 선조체, 적핵, 흑질 등이 중요한 역할을 한다. 추체외로계 이상 시에는 진전, 무도병과 같은 불수의 운동이 나타난다.
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보조 운동 영역(SMA)은 대뇌 피질 내측면에 위치하며 운동 조절, 자세 안정성, 동작 순서 조정, 양손 협응, 자발적 움직임 시작 등 복잡한 운동 계획 및 실행에 중요한 역할을 하는 뇌 영역이다. - 운동계 - 혀밑신경
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| 운동계 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 구성 요소 | 신경계 골격근 |
| 기능 | |
| 역할 | 운동 자세 유지 반사 작용 |
| 구조 | |
| 중앙 운동 시스템 | 대뇌피질 바닥핵 소뇌 뇌줄기 척수 |
| 말초 운동 시스템 | 운동신경세포 신경근 접합부 골격근 |
| 추가 정보 | |
| 관련 질병 | 근육병증 파킨슨병 다발성 경화증 근위축성 측삭 경화증 |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 운동 피질 피질 척수로 운동 단위 |
2. 피라미드계
피라미드 운동계는 피라미드 경로 또는 피질척수로라고도 불리며, 대뇌 피질의 운동 중추에서 시작되어 수의 운동을 담당한다.[4]
2. 1. 해부학적 구조 및 경로
피라미드 운동계는 피라미드 경로 또는 피질척수로라고도 불리며, 대뇌 피질의 운동 중추에서 시작된다.[4] 피질척수에는 상위 및 하위 운동 신경원이 있다. 운동 신호는 운동 영역, 즉 대뇌 피질의 중심전회에 있는 거대한 피라미드 세포 또는 베츠 세포에서 발생한다. 이들은 피질척수의 상위 운동 신경원(UMN)이다. 이 세포의 축삭은 대뇌 피질의 깊이를 지나 관상 방사로 이동한 다음 내포로 이동하여 내포의 후각을 통과하고, 중뇌와 숨뇌에서 계속 내려간다. 숨뇌의 하부에서 이 섬유의 90~95%가 교차하여 반대쪽 척수의 외측 구역의 백색질로 내려간다. 나머지 5~10%는 같은 쪽으로 이동한다. 사지 섬유는 100% 반대쪽으로 이동한다. 피질척수의 섬유는 척수의 회백질 전각의 여러 수준에서 종결된다. 여기서 피질척수의 하위 운동 신경원(LMN)이 위치한다. 말초 운동 신경은 전각에서 자발적인 근육으로 운동 충동을 전달한다.연수의 '''추체'''를 통과하는 경로는 '''추체로'''(pyramidal tract) 또는 '''피질척수로'''(corticospinal tract)라고 불리며, 수의 운동의 전도로 간주된다. 추체로의 중추는 대뇌 피질 중 중심전구역과 두정엽 영역에 있으며, 말초는 전신의 골격근을 지배하여 끝난다.
추체로를 이루는 섬유 중 약 3분의 2는 중심전역에서, 나머지 3분의 1은 두정엽에서 시작된다. 이 섬유들은 대뇌의 아래로 나와 중뇌의 '''대뇌각'''을 형성하고, 뇌교를 관통하여 추체에 이른다. 뇌간을 통과하는 동안 일부 섬유는 운동성 뇌신경의 핵에 끝난다.
- 동안신경핵, 삼차 신경 운동핵, 안면신경핵의 하부(이마 근육을 지배), 의문핵(미주신경의 운동핵)에는 양쪽에서 섬유가 들어온다.
- 외전신경핵, 안면신경핵의 위쪽(이마 외의 안면 근육을 지배), 설하신경핵에는 반대쪽에서 섬유가 들어온다.
- 활차신경핵에는 같은 쪽에서 섬유가 들어온다.
추체를 통과한 섬유의 대부분은 '''추체 교차'''라고 불리는 구조를 만들어 반대쪽 척수 측삭으로 들어간다. 다만, 일부 섬유는 교차하지 않고 같은 쪽 척수 전삭을 따라 내려간다. 교차하지 않은 섬유도 척수를 나오기 전에 백교련이라고 불리는 부분을 통과하여 반대쪽으로 가므로, 추체보다 중추 측에서 보면, 추체 교차에서 교차한 섬유와 마찬가지로 반대쪽을 지배하게 된다. 교차한 섬유도 교차하지 않은 섬유도, 직접 또는 개재 뉴런을 거쳐 척수 전각의 운동 세포에 끝난다. 거기에서 나온 섬유는 척수의 전근으로 나와 척수신경이 되어 사지 및 체간의 골격근을 지배한다.
2. 2. 기능
피라미드 운동계는 피라미드 경로 또는 피질척수로라고도 불리며, 수의 운동을 조절한다. 대뇌 피질의 운동 중추에서 시작되며, 상위 및 하위 운동 신경원으로 구성된다.[4] 운동 충동은 대뇌 피질의 중심전회에 있는 피라미드 세포(베츠 세포)에서 발생한다. 이 세포의 축삭은 관상 방사를 거쳐 내포로 이동하여 중뇌와 숨뇌로 내려간다. 숨뇌 하부에서 섬유의 90~95%가 교차하여 반대쪽 척수의 외측 구역 백색질로 내려가고, 나머지는 같은 쪽으로 이동한다. 사지 섬유는 100% 반대쪽으로 이동한다. 척수의 회백질 전각에서 하위 운동 신경원이 위치하며, 말초 운동 신경은 전각에서 자발적인 근육으로 운동 충동을 전달한다. 연수의 '''추체'''를 통과하는 경로는 '''추체로'''(피질척수로)라고 불린다.2. 3. 이상 소견
피라미드 운동계에 이상이 생기면 추체로 징후라고 불리는 다음과 같은 신체 소견이 나타난다.[4]- 경련성 마비
- 건 반사 항진
- 바빈스키 반사를 비롯한 병적 반사 출현
- 복벽 반사의 소실 또는 감소
3. 추체외로계
추체외로 운동계는 운동 조절 시스템, 특히 기저핵과 소뇌로 구성된다. 운동계에는 추체로에 속하지 않는 경로도 있는데, 이들을 '''추체외로성 운동계'''라고 총칭한다. 추체외로계 등으로 부르기도 한다. 추체외로성 운동계는 수의 운동이 일어날 때, 전신의 근육을 균형 있게 움직여 운동을 원활하게 한다. [1]
추체로가 해부학적 실체인 데 반해, '''"추체외로"라는 신경로는 해부학적으로 실재하지 않는다'''. 이 때문에, 오늘날에는 의학 임상상의 "추체외로성 질환"이라는 표현을 제외하고, 추체외로라는 용어는 부적절하다 하여 사용 빈도가 줄어들고 있다. 이러한 문제가 생긴 것은, 추체로에 대립하는 것으로, 대뇌 기저핵으로부터 척수로 하행성 투사(즉 추체외로)가 있다고 이전에는 생각되었던 잔재이다. 실제 "추체외로성 질환"은 대뇌 기저핵의 병변에 의해 유발되는 것이라도, 대뇌 기저핵으로부터의 출력은 대부분 대뇌 신피질 운동야를 거쳐 출력된다는 점에 유의해야 한다.
3. 1. 해부학적 구조 및 경로
추체외로 운동계는 운동 조절 시스템, 특히 기저핵과 소뇌로 구성된다. 추체외로성 운동계는 수의 운동이 일어날 때, 전신의 근육을 균형 있게 움직여 운동을 원활하게 한다. 예를 들어 걸을 때, 수의 운동은 다리에서 일어나지만, "무의식적으로" 팔을 흔들거나 몸통을 비틀어 균형을 잡는 운동도 동시에 일어난다. 이러한 조절은 추체외로성 운동계가 담당한다.추체외로 운동계는 뇌의 다양한 부분이 협조하여 통합되어 있기 때문에, 어디가 중추인지는 반드시 명확하지 않다. 특히 중요하다고 생각되는 부분은 선조체, 창백핵, 중뇌의 적핵과 흑질, 그리고 소뇌이다. 이들을 포함한 수많은 경로가 존재하며, 이들은 뉴런 고리를 형성하여 서로 연락하고 있다.
위의 핵군으로 향하는 섬유는 주로 소뇌에서 나와 상소뇌각을 통과한다. 또한, 대뇌 피질에서도 약간의 섬유가 이들 핵으로 들어간다. 의식과 관련된 대뇌 피질을 추체외로계에 포함할지에 대해서는 정설이 없다.
추체외로 운동계의 원심로도 구심로와 마찬가지로 다양하다. 가장 중요하다고 여겨지는 것이 '''중심개개로'''이다. 이는 선조체, 창백핵, 적핵, 망상체, 중뇌수도주위회백질 등에 시작하여, 뇌간의 개개 (배측 부분)를 통과하여 연수의 올리브로 들어가는 경로이다. 올리브에서 나온 섬유는 하소뇌각을 통과하여 소뇌로 들어가고(올리브소뇌로), 망상체 등으로 출력된다. 망상체, 적핵, 전정신경 핵 등에서 나온 섬유가 척수를 내려가며, 이들이 직접적으로 전신의 운동을 제어한다.
3. 2. 기능
추체외로계는 무의식적인 자세 유지, 균형, 근긴장도 조절, 운동의 시작과 정지 등 다양한 기능을 수행한다. 수의적 운동이 원활하게 이루어지도록 돕고, 불필요한 움직임을 억제하는 역할도 한다.[1] 예를 들어 걸을 때, 다리에서 수의 운동이 일어나지만, 팔을 흔들거나 몸통을 비틀어 균형을 잡는 운동은 무의식적으로 일어난다.[1] 이러한 조절은 추체외로계가 담당한다.[1]추체외로계는 기저핵과 소뇌를 포함한 뇌의 여러 부분이 협력하여 작동하기 때문에, 중추가 어디인지 명확하게 밝혀지지 않았다.[1] 특히 중요하다고 여겨지는 부분은 선조체, 창백핵, 중뇌의 적핵과 흑질, 그리고 소뇌이다.[1] 이들은 뉴런 고리를 형성하여 서로 연결되어 있다.[1]
추체외로계로 들어가는 신경 섬유는 주로 소뇌에서 나와 상소뇌각을 통과한다.[1] 대뇌 피질에서도 일부 섬유가 이들 핵으로 들어간다.[1]
추체외로계에서 나오는 신경 섬유 중 가장 중요한 것은 중심개개로이다.[1] 이는 선조체, 창백핵, 적핵, 망상체, 중뇌수도주위회백질 등에서 시작하여, 뇌간의 배측 부분을 통과하여 연수의 올리브로 들어간다.[1] 올리브에서 나온 섬유는 하소뇌각을 통과하여 소뇌로 들어가고(올리브소뇌로), 망상체 등으로 출력된다.[1] 망상체, 적핵, 전정신경 핵 등에서 나온 섬유가 척수를 내려가며, 이들이 직접적으로 전신의 운동을 제어한다.[1]
3. 3. 이상 소견
추체외로 운동계에 이상이 생기면 진전, 무도병, 무도증, 아테토제, 근간대 경련 등 다양한 '''불수의 운동'''이 나타난다. 근긴장이상이라고 불리는 자세 이상도 추체외로 운동계 장애로 인해 나타나는 경우가 많으며, 엄밀히 말하면 불수의 운동은 아니지만 근수축 제어가 흐트러지는 현상이다. 추체로 장애에서는 불수의 운동이 일어나지 않으므로, 이는 감별의 단서가 된다. 또한 추체로 장애에서 보이는 건반사 항진, 특히 바빈스키 반사는 추체외로 운동계 장애에서는 나타나지 않는다.4. 한국의 운동계 질환 연구 및 치료
대한민국에서는 뇌졸중, 파킨슨병, 루게릭병 등 다양한 운동계 질환에 대한 연구와 치료가 활발하게 이루어지고 있다. 특히 뇌졸중 후유증으로 인한 운동 장애를 극복하기 위한 재활 치료, 파킨슨병 환자의 운동 증상을 완화하기 위한 약물 치료 및 뇌심부자극술(DBS) 등 다양한 치료법이 적용되고 있다. 또한, 줄기세포 치료, 유전자 치료 등 새로운 치료법 개발을 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.
참조
[1]
서적
Neuroscience
Sinauer Associates
[2]
서적
APA dictionary of psychology
https://archive.org/[...]
American Psychological Association
[3]
서적
Human Neuroanatomy
Academic Press
[4]
논문
The Cortical Motor System
http://www.sciencedi[...]
2001
[5]
서적
Neuroscience
Sinauer Associates
[6]
서적
motor system
American Psychological Association
[7]
서적
Human Neuroanatomy
https://archive.org/[...]
Academic Press
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