신경해부 #4: 척수신경로(Spinal Tracts)

주요 오름신경로 3개: ① dorsal column ② spinocerebellar  ③ spinothalamic

주요 내림신경로 2개: ① corticospinal(pyramidal)  ② extrapyramidal

오름신경로

1. 해부학적 구성

    1) 주요 구성원

neuron	soma 위치
1st order neuron	DRG
2nd order neuron	spinal cord
3rd order neuron	brain
brain = cerebrum(대뇌)/소뇌/중간뇌/RAS

 

    2) 곁가지

         ① to motor neurons: 반사적 근육운동에 관여

         ② to reticular formation: 모든 오름신경로는 reticular activating system에 곁가지를 보낸다

 

2. 종류(기능)

감각 종류	tract	감각 전달
의식적 conscious	① spinothalamic ② DCML	→ 시상 → 대뇌
비의식적 unconscious	① spinocerebellar ② cuneocerebellar ③ spino-olivary	→ 소뇌
기타	spinotectal	→ 중간뇌 (척수시각반사; spinovisual reflex) sup. colliculus에서 끝남
	spinoreticular	→ 그물구성체 (ascending reticular activating system 구성)

 

① DC-ML pathway

담당 감각	① 감별(감별)촉각(discriminative touch) ② 고유감각(proprioception) ③ 진동감각(vibratory sense) ④ 의식적 근육관절감각(conscious muscle joint sense)
신경 세포	1차: DRG 2차: nuclei gracilis & cuneate 3차: thalamus의 ventrolateral nucleus
수용기	① 촉각소체(meissner’s) ② 층판소체(pacinian) ③ 근육방추(neuromuscular) ④ 힘줄기관(tendon organ)
경로	[1] 수용기에서 감각 인지 → 1차 신경세포의 axon인 Aβ fiber에 전달, 이는 [2] posterior root로 주행하고 교차 없이 [3] dorsal column으로 직행      ① 다리 + 몸통 아래쪽에서 오는 신경섬유는 gracile fasciculus를 거쳐 nucleus gracilis로,      ② 팔 + 몸 위쪽에서 오는 신경섬유는 cuneate fasciculus를 거쳐 nucleus cuneatus 로 가서 [4] nuclei gracilis & cuneate in medulla oblongata에서 2차 신경세포와 연접하며 끝남 [5] internal arcuate fiber: 2차 신경세포 axon [6] caudal medulla oblongata에서 교차 [7] medial lemniscus 형성, pons → midbrain을 차례로 통과 [8] lateral division of VPL of thalamus에서 3차 신경세포와 연접 [9] 3차 신경세포는 post. limb of internal capsule 통과 [10] corona radiata 통과 [11] cerebral cortex postcentral gyrus의 primary sensory area에 도달, 몸감각영역의 정보가 대뇌겉질의 다른 부위로 전달되어, 운동영역 및 마루엽연합영역에서 처리. (의식수준에서 감각정보 해석)
손상	손상부위 이하의 동측 담당 감각 소실.
특징	중추신경 내에서 주행 모든 신체부분의 공간적관계를 유지하여 대뇌피질의 일차 감각 영역에 신체 부분의 지도를 그릴수 있게 한다

 

② Anterolateral Spinothalamic Tract = Ventrolateral System → Spinal Lemniscus

Lateral Spinothalamic Tract
척수 내 위치	axon들이 등쪽회색질(lamina I, IV, V, VI)에서 나와 반대쪽으로 교차, 외측 백색질을 통해 상행
담당 감각	① 통각(pain) ② 온도(temperature)
신경 세포	1차: DRG 2차: 젤라틴질(substantia gelatinosa) 3차: thalamus의 ventrolateral nucleus
수용기	① 자유신경종말(free nerve ending)
경로	[1] 수용기에서 감각 인지        → 1차 신경세포: 빠른 Aδ섬유와 느린 C섬유            빠른 섬유: 초기의 예리한 통증을 전달하여 주의를 환기             느린 섬유: 얼얼하고 쑤시는 지속적 통증을 전달. [2] posterior root 통과 [3] posterolateral tract of Lissauer 형성,       substantia gelatinosa 등의 dorsal gray column 신경세포(2차 신경세포)와 연접      dorsal gray column의 lamina I, IV, V, VI의 nucleus proprius of spinal cord에서 시작되는      2차 신경세포의 axon들은 한 척수분절 내의 ant. gray & white commissure를 통해      반대쪽으로 비스듬히 올라가며 바로 교차 [4] white column of spinal cord에서 lateral spinothalamic tract 형성 [5] medulla oblongata에서 spinal lemniscus 형성하며 pons의 뒷부분을 통해 올라감 [6] VPL nucleus of thalamus에서 3차 신경세포와 연접하며 끝남 [7] 3차신경 axon은 post. limb of internal capsule 통과, [8] corona radiata 통과, [9] cerebral cortex의 postcentral gyrus의 primary sensory area에 도달, 몸감각영역의 정보가 대뇌겉질의 다른 부위로 전달되어, 운동영역 및 마루엽연합영역에서 처리(의식수준에서 감각정보 해석)
손상	손상부위 이하 반대쪽 통증 및 온도감각 소실

Anterior Spinothalamic Tract
척수내 위치	앞쪽백색질(anterior nerve root 안쪽)
담당 감각	① 단순촉각 (light touch) ② 압력감각 (pressure)
경로	lat. spinothalamic tract과 유사

내림신경로

1. 해부학적 구성

    1) 주요 구성원

neuron	soma 위치
1st order neuron (upper motor neuron)	brain
2nd order neuron (interneuron)	spinal cord / brain stem
3rd order neuron (lower motor neuron)	spinal cord

    2) 곁가지

        ① to cortex: inhibit activity in adjacent regions of the cortex

        ② to subcortical regions(basal ganglia, red nucleus, olivary nuclei, reticular formation): 대뇌의 운동정보를 접수하여 척수와 연결된 고유신경로를 통하여 내려보냄

 

2. 종류(기능)

tract		담당 감각
corticospinal (pyramidal)		속도가 빠른 개개의 숙련된 수의운동 (voluntary, rapid, discrete, skilled movements)
extrapyramidal (subcortical descending)		단순한 기본동작 (simple basic voluntary movements) 및 반사작용 ① + ② → 서로 상쇄
		① pontine reticulospinal tract : 폄근의 수축활동 활성화
		② medullary reticulospinal tract : 굽힘근의 수축활동 활성화
		③ rubrospinal tract : 아래팔굽힘근의 수축활동 활성화
		④ vestibulospinal tract : 폄근의 수축활동 활성화(다리>팔)
descending autonomic		내장운동 조율

① Corticospinal Tract(Pyramidal Tract)

기능	팔다리 말단 부위의 빠르고 숙련된 수의운동
신경 세포	1차: cerebral cortex의 pyramidal cell 2차: interneuron 3차: α motor neuron / γ motor neuron
경로	[1] 1차 신경세포 = cerebral cortex의 pyramidal cell. 이들 중…      1/3: primary motor cortex(영역 4)       1/3: secondary motor cortex(영역 6)      1/3: parietal lobe(영역 1, 2, 3)에서 시작 —아래로 내려옴— [2] corona radiata 통과 [3] post. limb of int. capsule 통과.       이 지점에서 신경섬유들이 정돈되어       - int. capsule의 genu 가까이에는 목부분 담당,       - 맨 뒤에는 하지섬유들이 위치. [4] basis pedunculi of midbrain의 중간 3/5 통과.      이 지점에서는…      - 안쪽 → 목부분 담당 섬유      - 가쪽 → 하지 담당 섬유 [5] pons : transverse pontine fiber들과 엇갈려 여러 다발로 나뉨. [6] medulla oblongata에서는 이 다발들이 다시 모여 앞쪽 모서리를 따라 pyramidal eminence 형성.      (이 때문에 pyramidal tr.이라고도 불림) [7] medulla oblongata와 척수의 경계부에서 이 섬유들의 85% → decussation of pyramids를 이루며,      반대쪽으로 건너가 척수의 가쪽 백색질기둥에서 lat. corticospinal tr. 형성.      나머지 15%는 교차하지 않고 앞쪽 백색질기둥을 따라 내려가 ant. corticospinal tr. 형성 [8] lat. corticospinal tr.의 섬유는 척수의 맨 아래까지 내려가 모든 척수분절의 anterior gray column에서 끝남.      ant. corticospinal tr.은 척수의 목분절이나 상위 가슴분절의 앞쪽 회색질기둥까지 내려온 후      최종목적지인 척수분절에서 교차하며 끝남. [9] 2차 신경세포인 interneuron과 연접 [10] 3차 신경세포인 α 및 일부 γ motor neuron과 연접 * 겉질척수로가 시작되자마자 갈라져나온 가지들은 다시 대뇌겉질로 돌아가 인접한 겉질부위의 활성을 억제

 

축소인간(homunculus): precentral gyrus의 여러 부위를 전기자극했을 때 자극된 부위에 따라 서로 다른 반대편 신체의 운동이 일어나며 해당 신체부위들을 이 겉질부위에 표시할 수 있는데, 이 그림을 homunculus라 부름.

 

 

3. 종류(위치)

① Lateral Descending Pathways

    - 수의적 운동

    - direct cortical control 하에 있다.

tract	설명
corticospinal	위에 설명.
rubrospinal	Input = frontal cortex Output = 주로 상체. Frontal Cortex의 경우 연합섬유를 통해 corticospinal tract으로도 간다.  포유류는 rubrospinal tract이 있긴 하지만 사람의 경우 corticospinal tract에 더 많이 치우침.

 

② Ventromedial Pathways

    - 숙련된 운동이 아닌 반사/본능/생존적 운동

    - Posture & Locomotion

    - 뇌줄기(brain stem) control 하에 있다.

tract	관련 운동	교차 여부
Vestibulospinal	몸 움직일 때 머리를 어깨에 맞추는 행위 눈의 시선고정(VOR) 다리의 extensor 근육을 자극하여 상체의 자세유지	X
Tectospinal	주위의 환경을 인지한 상태에서 하나의 지점에서 물체 또는 점이 이동했을 때 머리와 눈을 돌려서 시선을 맞추는 행위 주자가 2루에 달릴 때 투수가 머리와 눈을 돌리는 행위	O
Pontine Reticulospinal	anti-gravity facilitating voluntary movements increase muscle tone	X
Medullary Reticulospinal	inhibits voluntary movements reduce muscle tone	X