CNS는 뇌와 척수로 구성된다. 이 중 척수에 대해 알아보자.
척수신경
- 31쌍이다. cervical 8, thoracic 12, lumbar 5, sacral 5, coccygeal 1
* 각 vertebra 아래로 척수신경이 하나씩 나오는데, 1번 척수신경만 C1 위로 나온다.
* 척수는 척추뼈 L1~L2에서 끝나므로, 그 아래로 향하는 척수신경은 해당하는 척추뼈까지 한참을 내려간다. 척수신경 번호와 척추뼈 번호를 헷갈리지 말자.
- CN5~TN1(cervical enlargement/brachial plexus/팔로 감), LN2~SN3(lumbosacral enlargement/plexus/다리로 감)은 팽대되어 있고 신경들이 얽혀있다.
척수
- inferior 말단은 콘처럼 생긴 conus medullaris
- conus medullaris(L1~L2 사이)에서 척수는 끝나고, 그 밑으로는 subarachnoid space에서 신경들이 말총 모양으로 다발을 이룬 cauda equina
* CNS(뇌와 척수)는 복구되지 않으므로 lumbar puncture를 시행할 때는 안전하게 L4 정도를 찌른다.
- meninges는 spinal cord와 비슷하게 바깥부터 dura-arachnoid-pia mater이다. dura mater와 arachnoid mater는 거의 붙어있는데 S2 정도에서 끝남
* 뇌와 달리 척수의 epidural space는 potential space가 아니고, fat이 들어차서 부피가 있는 공간이므로 여기로 injection할 수도 있다.
- filum terminale는 척수가 흔들거리는 것을 붙잡아준다.
- intervertebral disc는 척추뼈 사이에서 완충작용을 해준다.
* 단단한 바깥의 anulus fibrosus, 말랑말랑한 안쪽의 nucleus pulposus(안쪽이니까 핵 - nucleus)로 구성된다. 큰 충격을 받으면 herniated disc(안쪽이 빠져나온 것)
- spinal artery는 radicular arteries에서 분지되며 anterior이 1개, posterior이 2개 있다.
* radicular arteries는 intervertebral foramen으로 들어온다.
척수신경의 pathway
- ventral은 motor(action is anterior), dorsal은 sensory이고 spinal ganglion이 있다.
* 척수는 앞쪽에 홈(ventral median fissure)이 있고 뒤쪽에 뚱뚱한 ganglion이 있는 것으로도 앞뒤 구분이 가능하다.
- 피부의 각 부위 감각을 담당하는 척수신경을 매칭한 것을 dermatome이라고 한다.
- C6은 엄지손가락, T4는 nipple, T7은 명치(xiphoid process of sternum), T10은 배꼽
- denticulate ligament : 간단하게 표현하자면 pia mater가 세모 모양으로 뾰족뾰족 튀어나온 것이다. 척수를 뒤에서 보면 dorsal root, spinal root of XI(accessory nerve), denticulate ligament 순으로 보인다. denticulate ligament는 pia mater의 lateral extension이다.
* spinal root of XI는 CN1~5 level에서만 보인다.
- (조직학 복습) 뉴런은 dendrite, nerve cell body, 긴 axon으로 구성된다. multipolar neuron(가장 흔함), pseudounipolar neuron(감각), bipolar neuron(감각에 가끔)으로 나뉜다.
* dorsal pathway는 감각이므로 pseudounipolar neuron이 많아서 nerve cell body가 PNS에 위치하고, spinal ganglion이라고 불리게 된 것이다.
대표적인 3개의 pathway
- somatic sensory pathway는 skeletal muscle 주위의 감각을 담당하며 3개의 뉴런(first, second, third)으로 구성된다.
second neuron은 즉시 decussation(교차) 시행해서 좌우를 바꿔버리고, thalamus까지 달려서 third neuron에게 바통터치한다.
third neuron은 internal capsule, corona radiata를 거쳐 고위중추까지 달린다.
암기 : 센서리는 세 개. 시상은 시상의 모든 정보를 감각함.
- somatic motor pathway는 골격근 수의운동을 담당하며 2개의 뉴런(lower, upper)으로 구성된다.
upper motor neuron이 pyramidal decussation(피라밋교차)를 시행한다.
- action is anterior니까, motor pathway는 primary somatosensory cortex인 precentral gyrus에서 출발한다. sensory pathway는 primary motor cortex인 postcentral gyrus에서 출발한다. 둘 다 paracentral lobule에 속한다.
공통점과 차이점
- 공통적으로 second neuron은 즉시 decussation을 시행하고, 시상까지 달려 VPN을 켠다.(thalamus의 ventral posterolateral nucleus에서 synapse 형성)
- 다른 점이라면 first neuron이 밀프는 brainstem 하부에서 2번 주자에게 시냅스하고 이성태는 척수 진입 즉시 시냅스한다.
1. lateral spinothalamic tract(LST, 이성태, sensory, anterior-lateral funiculus에 위치)
- 이성태는 통각, 온도 등 간단한 감각을 담당한다.
- 1번 주자는 척수 진입(dorsal horn) 즉시 2번 주자가 바톤을 받고, 바로 decussation 시행한다. thalamus까지 쭉 올라간다.
- ventral posterolateral nucleus에서 3번 주자에게 바톤터치한다.
- 3번 주자는 internal capsule, corona radiata를 거쳐 고위중추까지 달린다.
- 이성태는 lateral 쪽에서 달리며, 2번 주자는 spinal cord에서 thalamus까지 달린다.
2. medial lemniscus pathway(MLP, 밀프, sensory, dorsal funiculus에 위치)
- 밀프는 proprioception, discriminative touch 등 고능한 감각을 담당한다.
- 1번 주자는 고능하기 때문에, 척수 진입 후 뇌줄기까지 올라가준다.
- brainstem의 gracile and cuneate nuclei에서 2번 주자에게 바톤 넘긴다.
- 역시 2번 주자는 decussation 시행 후 thalamus까지 달린다. 그 후는 이성태와 같다.
- 밀프는 이성태보다 medial한 쪽을 지난다. (medial lemniscus를 지남)
* 이성태, 밀프와 더불어 anterior spinothalamic tract(AST, 안성태)는 crude touch를 감각한다.
Brown-Sequard Syndrome
오른쪽/왼쪽 spinal cord가 끊어졌을 때의 양상이 다르다.
- 예를 들어 오른쪽 T4가 끊어졌다고 가정하자. nipple 아래 부위의, 오른쪽 밀프와 왼쪽 이성태가 죽는다. 따라서 왼쪽 다리의 통각과 온도 감각이 없어지고, 오른쪽 다리의 고유감각과 discriminative touch가 사라진다.
3. lateral corticospinal tract(LCT, 이경태, motor, lateral funiculus에 위치)
- motor pathway는 신경핵이 CNS에 들어있다. axon 방향도 반대다.
- upper motor neuron은 primary motor cortex인 precentral gyrus, paracentral lobule에서 corona radiata, internal capsule을 거쳐 쭉 내려온다.
- brainstem 하부에서 pyramidal decussation을 하고 계속 내려온다.
- 마지막에 와서야 ventral horn에서 lower motor neuron에게 시냅스한다.
- MO에서 pyramid를 지나고, brainstem 최하단에서 pyramidal decussation을 한다.
- spinal cord의 lateral funiculus로 진입하여 ventral horn에서 lower motor neuron에게 시냅스한다.
척수의 단면(transverse plane)
- 겉은 axon이 많은 white matter, 속은 nerve cell body가 많은 gray matter
* T2-weighted MRI에서는 gray matter가 하얗게 보인다.
암기 : 척수초코는 겉화속촉 ~> 겉이 white
- 파인 구조 : 앞쪽에 ventral median fissure가 크게 파여있고 dorsal median sulcus는 영 힘이 없다. 앞가쪽 ventrolateral sulcus에 ventral root가 붙어있고 뒤가쪽 dorsolateral sulcus에 dorsal root가 붙어있다.
- gray matter : 중심에 아주 좁은 central canal이 보인다. 앞뿔은 ventral horn, 옆뿔은 lateral horn, 뒤뿔은 dorsal horn이다.
- white matter : 앞쪽은 ventral funiculus, 옆쪽은 lateral funiculus, 뒤쪽은 dorsal funiculus이다.
* fissure와 sulcus, 거기서 나오는 root에 주목한다. 척수 내부 구조는 그냥 앞, 옆, 뒤쪽으로 horn이 나있고 빈 공간은 funiculus라고 생각하면 된다.
- fissure와 sulcus는 median의 경우 붙여쓰고 lateral은 떼어 쓴다.
- inferior 방향으로 내려갈수록 gray matter의 비중이 커진다. (white matter에 axon들이 탑승해있었는데 버스에서 내리는 것마냥 점점 하차하기 때문)
- cervical level은 lateral horn이 없고 gray matter 부위가 작게 보인다.
- thoracic level은 anterior horn이 빈약하고 lateral horn이 존재하는 것이 특징적이다.(엄밀하게는 T1~L2에 lateral horn 존재)
- T1~L2에 lateral horn이 존재하고, 아래로 갈수록 white matter 줄어든다는 것만 기억
brainstem 단면(transverse plane)
- brainstem은 종달새를 닮았다. 위에서부터 midbrain, pons, cranial medulla oblongata, caudal medulla oblongata로 구성된다.
- 아래에서 올려다볼 때의 단면은 midbrain이 미키마우스, pons가 백작 부인, cranial MO가 개구리, caudal MO가 산타를 닮았다.
* midbrain에는 aqueduct가 있고, pons와 cranial MO의 가운데는 fourth ventricle이 자리한다.
- 척수 pathway의 단면은 그냥 frontal plane 단면을 눕혀서 본 것이라고 생각하면 편하다.
- dorsal horn으로 척수에 진입해서 바로 second sensory neuron과 시냅스를 이룬다. 또한 교차한다.
- 그 뒤로는 cranial MO, pons, midbrain 각 장소에서 어떤 구조물보다 ventral/lateral한지를 기준으로 숙지하면 된다.
예시 : pons에서 superior olivary nucleus보다 lateral한 쪽을 지난다.
- 밀프는 spinal cord의 dorsal funiculus로 진입한다.
- 쭉 올라가서 caudal medulla oblongata에 도달해서야 second neuron과 시냅스하고 교차한다.
- pons에서는 superior olivary nucleus보다 medial하다.
- pons에서 눕고, midbrain에서 기울어진다.
- 밀프 세부사항이다.
- caudal MO에 cuneate and gracile nucleus가 있다고 했는데, upper limb는 cuneate에서 시냅스한다.
- upper limb는 이후 앞쪽, 가운데쪽, 가쪽을 거쳐 postcentral gyrus로 간다.
- lower limb는 반대로 뒤쪽, 가쪽, 가운데쪽을 거쳐 paracentral lobule로 간다.
reflex arc(반사궁)
- 갑자기 근육이 늘어나지 않도록 척수 선에서 수축시키는 것이다.
- lower motor neuron에는 강력한 alpha, 조정의 gamma 두 종류가 있다.
- intrafusal muscle의 고유감각은 first sensory neuron에 의해 밀프로 가든가, 척수에서 바로 alpha motor neuron으로(reflex) 가서 extrafusal muscle을 수축한다.
- gamma motor neuron은 평소에 LCT에 의해 intrafusal muscle을 미세하게 조정한다.
- upper motor neuron이 제대로 작동하지 않으면, 반사 경로가 과도하게 활성화되어 alpha motor neuron만 신난다. 결국 reflex가 과도하게 일어나서 muscle tone과 reflex strength가 모두 증가한다.
- 반면 lower motor neuron이 제대로 작동하지 않으면, 근육 수축 자체가 안 되니까 muscle tone과 reflex strength 모두 감소한다.
- 어쨌든 둘 다 근육의 weakness와 paralysis를 유발한다. (upper는 spastic, lower는 flaccid이완성)
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