시상의 구조와 핵별 기능

시상의 해색질은 속섬유판이라 불리는 세로 방향의 백색질판에 의해 안쪽 및 가쪽부분으로 나뉜다. 속섬유판은 시상핵들을 서로 연결하는 신경섬유들로 구성된다. 속섬유판은 앞 위에서 볼 때 Y자 모양이며 속섬유판의 기준으로 가쪽핵 덩어리, 안쪽핵 덩어리 및 앞핵 덩어리로 나누어진다. 속섬유판 속에도 여러 세포집단들이 있는데 이를 섬유판속핵이라 한다. 시상핵의 주요 덩어리의 가쪽에도 또 다른 신경섬유들의 판이 있는데 이를 가쪽수질판이라 한다. 가쪽수질판과 속섬유막 사이에는 시상의 그물신경핵의 얇은 신경세포 층이 있다. 시상핵은 위치와 특성에 따라 중계핵, 연합핵, 비특수핵으로 나눌 수 있다. 중계핵은 몸에서 들어오는 감각정보나 바닥핵 또는 소뇌에서 오는 운동정보를 대뇌겉질로 전달하는 중계역할을 한다. 중계핵은 특정 부위에서 오는 특정한 정보를 받아 대뇌겉질로 중계해주기 때문에 특수핵이라고도 한다. 앞배쪽핵은 배쪽핵군 중에서 가장 앞쪽 부분에 위치하며 앞배쪽핵의 대부분을 차지하는 작은세포부분과 큰세포부분으로 나누어진다. 작은세포부분은 창백핵의 내측부분에서 들신경섬유를 받아 일차운동영역을 제외한 이마엽으로 날신경섬유를 보낸다. 앞배쪽핵의 기능은 가쪽배쪽핵과 운동에 관여하는 핵으로 바닥핵의 출력 부위인 창백핵의 내측부분과 흑색질의 그물부분에서 정보를 받아서 이마엽으로 정보를 전달하는 역할을 하는 중계핵과 비특수핵의 특성을 가지고 있다. 가쪽배쪽핵은 앞배쪽핵에 대하여 바로 꼬리쪽, 뒤배쪽핵의 앞쪽, 섬유판속핵의 바깥쪽에 위치하며 꼬리부분, 입부분, 안쪽부분으로 나누어진다. 꼬리부분은 소뇌핵에서 들신경섬유를 받아 대뇌겉질의 일차운동영역과 운동앞영역으로 날신경섬유를 보낸다. 입부분은 창백핵의 내측부분에서 들신경섬유를 받아 보조운동영역으로 날신경섬유를 보낸다. 안쪽부분은 흑색질의 그물부분에서 들신경섬유를 받아 보조운동영역을 포함한 이마엽의 여러 부위로 날신경섬유를 보낸다. 가쪽배쪽핵의 기능은 운동에 관여하며 겉질밑구조인 소뇌, 바닥핵의 창백핵, 중간뇌의 흑색질에서 들신경섬유를 받아 대뇌겉질로 날신경섬유를 보내는 중계핵이다. 특히, 소뇌에서는 현재 진행 중인 동작에서 근육의 수축 정도 및 위치, 신체의 평형상태 등을 사상의 가쪽배쪽핵을 통하여 대뇌겉질의 운동영역으로 전달하는 역할을 하여 이것을 수의운동에 반영하게 되며, 겉질다리뇌소뇌로를 통해 소뇌로 전달하므로 대뇌 운동영역-다리뇌-소뇌-시상-운동영역을 연결하는 회로를 형성한다. 바닥핵은 프로그램화되어 있는 운동의 과정을 겉질-줄무늬체-창백핵-시상-보조운동영역-대뇌겉질의 운동영역을 연결하는 회로를 선택하게 하는 기능을 한다. 가쪽배쪽핵의 병변은 파킨슨병 발생시 일어나는 이상 떨림, 강직과 관련 있는 부위이다. 바닥핵의 줄무늬체에서 창백핵으로 억제성 신호를 전달하는데 바닥핵의 병변으로 가쪽배쪽핵의 흥분성 신호를 억제할 수 없는 탈억제가 일어나기 때문에 떨림 현상이 일어날 수 있다. 뒤가쪽배쪽핵은 척수를 통해 올라오는 몸감각을 들신경섬유로 받아 대뇌겉질의 몸감각영역으로 날신경섬유를 보낸다. 안쪽섬유띠로부터 얼굴을 제외한 몸 전체에서 오는 분별촉각, 진동 및 의식적 고유감각을 받아들이고, 가쪽척수시상로로부터 머리를 제외한 몸 전체에서 오는 통증과 온도감각을 받아들이고, 앞척수시상로를 통하여 몸통의 가벼운 촉각을 받아들여 대뇌겉질의 일차몸감각영역과 이차몸감각영역으로 날신경섬유를 보낸다. 뒤안쪽배쪽핵은 얼굴과 입안의 일반감각을 들신경섬유로 받아 대뇌겉질의 일차몸감각영역과 이차몸감각영역으로 날신경섬유를 보내며, 특수감각인 미각을 들신경섬유로 받아 대뇌의 이마엽과 마루엽의 덮개에 위치하는 미각영역으로 날신경섬유를 보낸다. 안쪽무릎체는 시상의 꼬리쪽 배쪽에 위치하며 가쪽무릎체의 안쪽, 대뇌각의 뒤쪽, 시상베개의 바로 아래 위치하는 융기로서 청각경로의 일부를 형성한다. 안쪽무릎체는 중간뇌의 아래둔덕으로부터 들신경섬유를 받고, 속섬유막과 청각부챗살을 통하여 일차청각영역으로 날신경섬유를 보낸다. 안쪽무릎체의 기능은 아래둔덕에서 시작되는 청각섬유를 받아 대뇌겉질의 청각겉질으로 전달하는 역할을 한다. 가쪽무릎체는 안쪽무릎체와 중간뇌의 대뇌각의 바깥쪽, 시상베개의 안쪽에 위치하는 융기로서 시각경로의 일부를 형성한다. 가쪽무릎체는 망막의 신경절세포의 축삭인 시각로의 신경섬유를 통해 들신경섬유를 받고 시각로부챗살을 이루면서 뒤통수엽의 일차시각영역으로 날신경섬유를 보낸다. 가쪽무릎체의 기능은 망막의 신경절세포에서 시작되어 시각신경, 시각교차, 시각로를 지나 들어오는 들신경섬유를 받아 대뇌겉질의 시각영역으로 전달하는 역할을 한다. 연합핵은 여러 가지 감각정보를 통합하거나 감정과 일부 기억정보를 처리하여 대뇌연합영역에 전달하는 역할을 한다. 연합핵은 뇌줄기나 척수로부터 오는 정보를 받지 않고 다른 시상핵이나 대뇌겉질의 연합영역과 상호교차 연결한다. 앞시상핵은 속섬유판의 앞에 있으며 앞배쪽핵, 앞등쪽핵, 앞안쪽핵으로 나누어진다. 앞시상핵은 둘레계에 속하는 시상하부의 유두체, 해마형성체, 그리고 띠이랑에서 들신경섬유를 받아 속섬유막을 통하여 띠이랑과 해마형성체에 날신경섬유를 보낸다. 앞시상핵의 기능은 둘레계와 기능적으로 밀접하게 관련되며 인간 행동의 감정고저 및 내장기능의 연결, 최근 기억의 기전과 관계가 있다.