운동학습 단계와 사이뇌의 구조 및 기능

인지단계는 대상자는 수행하는 과제를 이해하려고, 무엇을 해야 할지를 알아가는 단계이다. 대상자에게 특정 활동을 학습시킬 때, 그 활동에 대해 구두로 설명하는 과정을 거치고, 대상자는 이 과정을 이해하고 어떻게 수행할 지를 알아가는 단계라고 할 수 있다. 연합단계는 선택된 운동을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 기억과 활동을 구체화시킨다. 이 시기에 운동은 인지적인 측면은 약화되고 활동은 단순해진다. 자동단계는 운동은 자동적으로 이루어지며 주의력이 필요 없는 상태가 된다. 운동이 자동적으로 이루어지며 주의력이 필요 없는 상태가 된다. 운동이 자동화되면 운동을 수행하는 동안 대화나 다른 활동에 대해 주의력을 사용할 수 있게 된다. 운동단계의 학습에는 운동영역, 마루영역 그리고 줄무늬체가 관여하는데 학습된 운동단계들을 표현하는 영역은 앞운동영역, 조가비핵 그리고 창백핵에 위치한다. 움직임을 환경의 변화에 맞게 조절하는 능력인 운동적응은 소뇌와 마루엽영역, 운동영역에서 이루어진다. 사이뇌는 대뇌의 중심부에 있는 회색질 구조로서 정중시상면에서 뇌들보의 아래와 중간뇌 사이에 위치하며, 관상면 안쪽에서 시상이 셋째뇌실의 외벽을 이루고, 위쪽으로는 가쪽뇌실과 접한다. 아래쪽 면에서는 시상하부가 경계를 이루며 가쪽으로 속섬유막과 바닥핵에 속하는 꼬리핵과 구분된다. 사이뇌의 외측 경계는 속섬유막에 의하여 형성된다. 앞쪽 경계는 앞맞교차와 시각교차를 연결한 면이고, 뒤쪽 경계는 유두체의 꼬리쪽과 뒤맞교차를 연결한 면이다. 사이뇌의 대부분은 양쪽 대뇌반구에 의해 완전히 둘러싸여 있기 때문에 외부에서는 사이뇌의 아래쪽 면에 위치한 유두체와 뇌하수체, 그리고 시상하부의 아래쪽 면만을 볼 수 있다. 사이뇌는 시상, 시상하부, 시상밑부, 시상상부의 네 부분으로 구성된 신경복합체이다. 사이뇌는 감각신호를 뇌에 입력하는 신경세포와 뇌의 다른 부분을 연결시켜주는 감각신호 전달 기관으로 작용한다. 또한 내분비계에 상호영향을 미치는 중요 기관이고, 둘레계와 서로 연관되는 작용을 한다. 이들 대부분은 중추신경계 전체 중에서 2% 미만을 차지하지만 신경계의 구조와 기능을 이해하는 데 있어 중요한 부분이다. 시상은 사이뇌 중 가장 넓은 부위를 차지하며 사이뇌의 동쪽에 위치한다. 아래쪽, 안쪽으로는 셋째뇌실의 외측벽에 있는 시상하부고랑에 의해 시상하부와 구분되며 아래쪽, 바깥쪽으로는 시상밑부의 섬유다발에 의해 경계를 이룬다. 또한 많은 핵군으로 이루어져 있으며 대뇌겉질로 전달되는 대부분의 들신경섬유들은 시상에서 신경연접을 형성한 후 대뇌겉질로 연결된다. 시상하부는 시상의 아래쪽, 시상밑부의 안쪽에 있으며, 앞쪽 아래쪽으로는 시각교차에 의해 경계지어지며 앞쪽 위쪽으로는 앞맞교차까지 뻗어 있고, 뒤쪽으로는 유두체까지 포함되고 중간뇌까지 이어진다. 시상하부는 둘레계의 일부분으로 감정조절에 관여한다고 믿어지며 자율신경계 중추로서 뇌하수체 앞엽에서 분비되는 호르몬의 양을 조절하는 호르몬을 생산하며, 뇌하수체 뒤엽에서 분비되는 호르몬을 생산하는 내분비기능을 조절하는 역할을 한다. 시상하부는 시상의 등쪽 꼬리쪽 안쪽에 위치하며, 고삐핵과 고삐맞교차, 시상섬유줄, 솔방울샘으로 구성되어 있다. 시상하부와 같이 둘레계와 연결되어 있으며, 솔방울샘은 내분비 기능을 한다. 시상밑부는 시상의 아래가쪽, 시상하부의 뒤가쪽, 속섬유막의 안쪽, 시상과 중간뇌뒤판의 중간에 위치한다. 시상밑핵과 불확정구역, 그리고 바닥핵의 창백핵과 시상을 이어주는 섬유다발로 구성되어 있다. 이 중 시상밑핵은 주로 바닥핵과 연결되어 있어 기능적으로는 바닥핵의 일부로 분류한다. 시상은 대뇌의 안쪽, 중간뇌의 앞쪽, 등쪽에 위치하며, 여러 개의 핵으로 이루어진 피질하회색질 구조로서 사이뇌의 약 80%를 차지한다. 시상의 앞쪽은 약간 좁고 뒤쪽은 둥근 달걀 모양으로 크기는 앞뒤 3cm, 가로 2.5cm, 높이 1.5cm 정도의 작은 타원형으로 구성되어 있으며 셋째뇌실을 사이에 두고 왼·오른쪽 시상으로 나누어진다. 시상은 후각을 제외한 여러 수용기에서 감각을 받아 대뇌겉질로 전달하기 전에 분류하여 감각 자극을 중계하는 중계핵의 역할을 하며, 감각계와 통합계 사이의 아주 중요한 연락부위이다. 이들 중계핵들은 몸감각, 고유수용성 감각과 시각, 청각을 대뇌의 감각겉질로 중계할 뿐만 아니라 소뇌겉질과 바닥핵에서 대뇌의 운동겉질과 연결되어 있으며, 뇌줄기의 그물구성체와 대뇌겉질을 연결해주어 의식의 정도에 관여하며 둘레계와도 연결되어 감정, 기억 같은 기능에도 관여한다. 또한 대뇌의 연합겉질과도 연결되어 학습, 언어, 고차원적인 정신작용에도 깊이 관여한다고 알려져 있다. 시상의 병변은 대부분 뇌혈관질환에 의해 발생한다. 뇌혈관질환 또는 뇌종양 등에 의해 시상이 손상되면 부위에 따라 다르지만, 감각경로와 연관된 감각장애, 운동경로와 관련된 이상운동 증상, 그리고 둘레계와 관련된 기억장애, 학습장애, 언어장애, 지남력장애, 인지기능장애 등이 생길 수 있으며 시상치매, 시상통증, 시상증후군, 눈운동장애, 동측사분맹 등이 생길 수 있다. 시상의 안쪽과 위쪽은 셋째뇌실과 접하고, 가쪽은 속섬유막, 아래쪽은 들신경섬유 다발들에 의해 둘러싸여 있다. 위쪽면은 앞쪽으로 좁고, 보다 안쪽에 위치하고 있으며, 뒤쪽으로는 넓으며 보다 가쪽에 위치하고 있다. 앞쪽으로는 뇌실사이구멍이 이루고 있고 가쪽으로는 꼬리핵, 위쪽의 안쪽부분은 대뇌가로틈새의 바닥, 가쪽부분은 가쪽뇌실과 구분되어 있다. 앞쪽부분은 시상앞결절, 뒷부분은 시상베개를 이루고, 안쪽 중앙은 시상사이붙음에 의해 연결되어 있고, 그 안쪽에는 시상중간핵군이 있다.