소뇌의 해부와 기능Cerebellum anatomy & function

안녕하세요! 오늘은 소뇌의 해부와 기능cerebellum anatomy & function을 다루어보고자 합니다. 소뇌 파트를 따로 떼어놓은 이유는 공부를 하면서 소뇌 파트만 정리하면 좋겠다는 생각을 가졌었기 때문입니다. 운동과 관련한 파트이다보니 기저핵basal ganglia와 묶어서 공부를 했었는데, 기저핵은 나중에 더 자세히 다루고! 오늘은 소뇌만 집중적으로 다루고 싶어 이렇게 포스팅을 구성했습니다.

오늘도 신경과학 4판을 참고하여 공부해 보았고, 소뇌에 대한 영상 이미지MRI 참고하기 위해 추가로 넣었습니다 ㅎㅎ

1) 소뇌의 해부학Cerebellum anatomy

 

 (1) 소뇌의 구조

• 소뇌는 앞옆anterior lobe, 뒤엽posterior lobe, 타래결절엽flocculonodular lobe으로 총 3부분으로 나누어진다. 소뇌의 구조 분류는 해부학적 구조, 신경섬유 연결에 따라 나눈 것이다. 소뇌는 중앙에 벌레vermis라고 부르는 구조가 있고 벌레를 통해 양쪽 엽이 연결되어 있다. 앞옆과 뒤옆은 벌레와 반구hemisphere, 반구는 벌레주변paravermis와 측부lateral part로 나뉜다.
• 타래결절엽은 전정핵vestibular nucleus과 연결되고, 앞엽은 척수와 연결되며, 뒤엽은 다리뇌의 신경세포를 통해 대뇌피질과 연결된다. 
• 소뇌는 치상핵dentate nucleus, 둥근핵globose nucleus, 마개핵emboliform nucleus, 꼭지핵fastigial nucleus 이라는 4개의 신경핵이 심부에 존재한다. 

Cerebellum anatomy (출처 : Guyton-and-Hall-Textbook-of-Medical-Physiology-12th-Ed)

 (2) 소뇌의 기능적 구조

• 전정소뇌vestibulocerebellum = 원시소뇌archicerebellum는 타래결절엽에 해당하고 전정핵으로부터 고유감각자극proprioceptive impulse를 받아 평형, 눈운동, 머리자세 등을 담당한다.
• 척수소뇌spinocerebellum = 옛소뇌paleocerebellum는 벌레영역과 벌레주변영역에 해당하고 주로 사지의 근육과 인대의 고유감각기proprioceptor로 신호를 받아 자세유지 및 중심축, 사지운동의 협조에 관여한다.
• 대뇌소뇌cerebrocerebellum = 새소뇌neocerebellum는 앞엽과 뒤엽의 측부에 해당하며 다리뇌신경핵을 통해 대뇌피질로부터 온 신호를 받고 운동계획, 절차기억procedural memory, 소근육운동fine motor movement에 관여한다.

Cerebellum anatomy (출처 : neuroanatomy 4th ed)

 (3) 소뇌운동회로

운동활동을 조절하는 2개의 회로에는 기저핵회로basal ganglia circuit과 소뇌회로cerebellar circuit가 있다. 두 회로 모두 피질하고리subcortical loop는 주로 대뇌피질에서 정보를 받아 시상을 거쳐 다시 대뇌피질로 정보를 전달한다. 소뇌회로는 복측외측뒤신경핵ventral lateral posterior nucleus가 관여한다.

• 피질-소뇌-피질회로cortico-cerebellar-cortical circuit

피질-소뇌-피질회로cortico-cerebellar-cortical circuit은 소뇌회로의 주회로이며 계획적이고 자발적인 다관절운동의 적절한 실행에 주요한 역할을 한다.  #1. 대뇌피질에서 소뇌로 향하는 신경경로 + #2. 소뇌에서 대뇌피질로 향하는 신경경로로 이루어져 있다. #1. 대뇌피질에서 소뇌로 향하는 들신경섬유afferent fiber는 전두엽피질에서 시작하여 동측의 다리뇌신경핵pontine nucleus에서 시냅스를 형성하고 중간소뇌다리middle cerebellar peduncle을 거쳐 반대측 소뇌 피질에 도달한다. #2. 소뇌에서 대뇌피질로 향하는 날신경섬유efferent fiber는 시상핵dentate nucleus에서 시작해 위소뇌다리superior cerebellar peduncle을 거쳐 반대측 적핵red nucleus 및 시상의 복외측ventrolateral과 시냅스를 형성한 뒤 대뇌운동피질에 도달한다.

spinocerebellar tract (출처 : neuroanatomy 4th ed)

• 치상핵-적핵-올리브회로dentate-rubro-olivary circuit

치상핵-적핵-올리브회로dentate-rubro-olivary circuit은 치상핵, 반대편 적핵, 아래올리브핵inferior olivary nucleus를 연결하는 삼각형 구조의 신경회로로 기얭=몰라레삼각Guillain-Mollaret triagle이라고 한다. 이 삼각은 자발운동활동을 조절하는데 기여하고 뇌와 뇌간 사이 되먹임고리feedback loop를 만든다. 치상핵의 날신경섬유는 위소뇌다리를 거쳐 반대편 적핵과 시냅스를 형성하고, 적핵의 날신경섬유는 중심피개로central tegmental tract을 거쳐 동측의 아래올리브핵과 시냅스를 형성한뒤 아래소뇌다리inferior cerebellar peduncle을 거쳐 반대측 소뇌와 시냅스를 형성하여 삼각회로를 형성한다.

cerebellum efferent fibers (출처 : Guyton-and-Hall-Textbook-of-Medical-Physiology-12th-Ed)

2) 소뇌의 기능Cerebellum function

소뇌는 운동의 조화coordination, 자세유지, 보행조절, 근긴장도muscle tone 조절 등을 담당하고 감정조절 및 인지기능조절 일부에도 기여한다. 특히 소뇌는 능동운동active movement를 할 때 근육수축의 조화coordination 및 오차교정error correction을 담당하며 근육활성화muscle activation이 의도한 시간에 일어나도록 역할한다. 따라서 소뇌경로에 병변이 있다면 조화로운 운동이 사라지고 근육수축이 동시에 일어나지 못하고 이로 인해 자발운동의 조화불능incoordination 또는 실조ataxia, 목표물 주변에서 보이는 의도떨림intention tremor, 실조떨림ataxic tremor, 균형이나 보행장애, 근긴장도 저하, 조음장애dysarthria, 안구추적장애impaired ocular pursuit, 안진nystagmus 등이 타나날 수 있다. 

 

• 소뇌의 타래결절엽에 병변이 있따면 평형장애, 안진이 나타난다.
• 벌레영역에 병변이 있다면 보행실조가 나타나고 벌레주변영역의 병변은 사지실조, 측정이사dysmetria, 협조운동이상dyssunergia가 나타난다.
• 소뇌 앞엽과 뒤엽 측부에 병변이 생기면 사지실조, 의도떨림, 상반운동반복장애dysdiadochokinesia 등이 발생할 수 있다.
• 이외의 소뇌병변으로 인해 기억, 인지, 언어 및 행동에 미세한 변화가 생기는 인지-행동결손cognitive behavioral deficits가 나타날 수 있다.

 

3) 소뇌 영상Cerebellum MRI

소뇌는 해부학적으로 다리뇌pons, 숨뇌(연수)medulla에 걸쳐 있기 때문에 MRI에서 다리뇌와 숨뇌가 나타나는 곳에서 보인다.

Cerebellum horizontal image, T2 강조영상

 

sagittal view에서 소뇌를 보면 주름이 많이 잡혀있어 아래와 같이 꼭 해초가 머리에 들어가 있는 모습처럼 보이기도 한다.

Cerebellum sagittal image, T2 강조영상

오늘은 소뇌 해부학, 소뇌 기능, 소뇌 영상까지 다루어보았습니다. 소뇌만 이렇게 따로 떼어놓고 공부를 하니 헷갈렸던 뇌의 운동기능이 더 잘 정리되는 느낌이 들었습니다. 다음 포스팅에서도 제가 궁금하고 헷갈렸던 것을 위주로(?!) 공부 포스팅을 들고 오겠습니다.