시상하부와 시상밑부의 구조 및 기능

중간시상하부구역은 등쪽안쪽핵, 배쪽안쪽핵, 활꼴핵으로 구성되어 있다. 등쪽안쪽핵은 동물에서 자극되면 야생적인 행동을 초래한다. 배쪽안쪽핵은 포만중추로 고려된다. 이 핵이 자극되면 먹는 충동이 억제된다. 양쪽이 다 파괴되면 과식증, 비만, 야생적 행동을 초래한다. 활꼴핵은 뇌하수체 앞엽으로 시상하부-뇌하수체문맥계를 통해 여러가지 분비 촉진 호르몬과 분비 억제 호르몬을 방출하여 뇌하수체에서 분비되는 호르몬의 양을 조절하는 역할을 한다.  뒤시상하부구역은 유두체와 뒤핵으로 구성되어 있다. 유두체는 해마구성체에서 기원되는 뇌활이 유두체에 전달되고 유두시상로를 통해 시상에 전달하고 띠이랑을 거쳐 해마형성체로 연결되는 파페즈회로의 부분을 구성한다. 뒤핵은 온도조절의 역할(추위에 반응)을 한다. 여기의 병변은 체온조절의 문제를 초래한다. 가쪽구역은 유두시상로에 의해 안쪽구역과 구분된다. 가쪽핵은 자극될 때 식욕을 유발한다. 이 핵의 병변은 식욕부진과 기아를 야기시킨다. 내분비 기능조절은 뇌하수체 앞옆에 영향을 미치는 시상하부조절호르몬이 없어진다. 이들 호르몬은 뇌실곁핵뿐만 아니라 특히 활꼴핵에 있는 작은 신경세포에 의해 생성된다. 조절호르몬은 융기깔때기로의 축삭을 통하여 깔때기에 있는 모세혈관에 운반되며, 이 부위에서 이들 호르몬이 분비되고 뇌하수체 문맥계를 통하여 뇌하수체앞엽에 운반된다. 중요한 점은 각 단계마다 음성 또는 양성되먹임을 통한 조절기전이 존재한다는 사실이다. 앞시상하부 구역은 열발산기전을 조절한다. 앞시상하부에 손상이 있으면 체온이 상승할 때 발한 및 피부혈관이완을 일으키는 신경세포가 기능을 하지 못하므로 고열이 발생한다. 뒤시상하부에 손상이 있으면 떨림과 혈관수축이 일어나지 않으므로 체온이 떨어질 수 있다. 그러나 대부분의 뒤시상하부 병변은 체온이 외부환경에 따라 변하는 변온증을 일으킨다. 배쪽안쪽핵을 자극하면 식욕이 억제되어 음식섭취가 감소하므로 이 부위를 포만중추라 한다. 양쪽이 다 파괴되면 식욕이 엄청나게 증가하여 심한 비만이 나타난다. 가쪽시상하부핵을 자극하면 식욕이 촉진되어 음식섭취가 증가한다. 이 부위는 기아중추라 한다. 이 구역의 손상은 식욕부진이 나타나서 체중이 감소한다. 생식과 성적 기능은 시각앞핵, 시상하부앞핵 및 배쪽안쪽핵에 의해 영향을 받는다. 이들 구역에 존재하는 에스트로겐 민감성 신경세포 및 안드로겐 민감성 신경세포는 생식을 조절하는 적절한 호르몬의 생산과 뇌하수체 앞엽의 생식샘자극호르몬의 분비를 유도한다. 시상하부 손상 시에는 월경주기 교란 혹은 성조숙을 일으킬 수 있다. 수면과 수면각성주기는 여러 시상하부구역에 의해 영향을 받는다. 망막으로부터 입력 받는 교차위핵은 하루주기리듬을 약 24시간으로 유지하는 역할을 하는 생물학적 시계이다. 시각앞핵은 불면증을 유발한다. 가장 흔한 수면 변화는 졸음에서부터 영구적인 혼수를 포함하는 각성장애이다. 뒤시상하부는 수면장애와 관련되어 있는 것으로 보이며, 이곳은 종종 과다수면을 일으킨다. 감정과 행동은 시상하부, 둘레계, 이마앞겉질의 기능이다. 감정표현은 적절한 뇌줄기중추 및 척수중추와의 신경연결을 통하여 일어난다. 배쪽안쪽핵의 안쪽 또는 그 근처의 손상 시 사람과 동물을 극도로 사악하게 만든다. 이러한 손상이 있는 사람과 동물은 반복적으로 이유 없는 분노와 공격을 나타낸다. 혈압은 앞시상하부를 자극하면 내려가고, 뒤시상하부를 자극하면 올라간다. 혈압의 상승과 하강은 각각 심박동수의 증가와 감소를 수반한다. 또한 앞시상하부를 자극하면 위액이 분비되고, 이곳을 파괴하면 소화관에 궤양·출혈 등이 일어난다. 시상밑부는 시상의 밑에 위치하기 때문에 시상의 배쪽가쪽, 속섬유막의 안쪽, 시상과 중간뇌뒤판의 중간에 위치하는 샘이다. 시상밑부에서 관찰되는 신경세포집단 중에는 적색핵과 흑색질의 머리쪽 끝부분이 있다. 시상밑핵은 앞쪽가쪽부분으로 속섬유막 바로 안쪽에 위치하며, 가로면에서 보면 양쪽이 볼록한 렌즈 모양으로 보인다. 시상밑핵은 같은 쪽의 가쪽창백핵, 운동겉질, 중간뇌의 대뇌다리다리뇌핵에서 정보를 받으며 정보의 전달은 일부분은 안쪽창백으로 보내지만, 대부분은 가쪽창백핵으로 보낸다. 일부는 흑색질로 보내어 서로 회로를 형성한다. 이렇게 시상밑핵은 바닥핵의 창백핵 및 흑색질과 강한 신경학적 연결을 이루기 때문에 움직임 조절에 중요한 역할을 한다. 시상밑핵 기능장애는 반대쪽 반무도병을 동반한다. 불확정구역은 뇌줄기에 있는 그물구성체의 머리 쪽 확장으로 볼 수 있으며, 시상으로 가는 일부 섬유들의 경유에 의해 형성되었다. 여기에는 안쪽섬유띠, 척수시상로 및 삼차신경로와 같은 오름감각신경로, 소뇌의 치아핵으로부터 치아시상섬유 및 창백핵의 안쪽 분절로부터의 창백시상섬유들이 포함된다. 시상상부는 시상의 등쪽, 꼬리쪽, 안쪽에 위치하며, 고삐핵과 솔방울샘으로 구성되어 있다. 시상상부는 시상하부와 같이 둘레계와 뇌의 기저부와 연결되어 있으며, 감정의 일부를 조절하는 역할을 한다. 고삐핵은 둘레계와 관련이 있는 구조이며 냄새에 대한 감정적 반응에 관여하고, 솔방울샘은 내분비 기관으로 세로토닌에 의해 신호를 전달받아 멜라토닌이라는 호르몬을 합성하며, 생체시계인 수면-각성주기를 조절한다고 볼 수 있다.