척수 단면 구조와 기능적 분류의 이해

척수의 단면을 보기 위해 수평으로 절단하면 가운데 좌우대칭이 알파벳 H자 모양의 회색질이 위치해있고 백색질이 그 주위를 싸고 있다. 회색질은 신경세포체가 모여 있으며 뇌척수액이 순환하는 경로인 중심관이 있고 그 중심관을 가운데 두고 앞부분부터 앞뿔 또는 배쪽뿔, 가쪽뿔, 뒤뿔로 구별된다. 앞뿔은 운동성의 신경섬유로서 앞뿌리와 연결되어 내장 운동신경세포와 몸운동신경세포로 정보를 처리한다. 뒤뿔은 감각성의 신경섬유로서 뒤뿌리와 연결되어 내장감각신경세포와 몸감각신경세포로부터 정보를 처리한다. 제1번 가슴척수~제2번 허리척수 분절의 가쪽뿔에는 신경절이전교감신경세포의 세포체가 있고, 제2번~제4번 엉치척수분절의 가쪽뿔에는 신경절이전 부교감신경세포의 세포체가 있다. 그래서 뒤뿔은 감각정보, 앞뿔은 운동정보, 가쪽뿔은 자율신경정보를 처리한다. 회색질 신경세포는 감각/운동 또는 몸신경/자율신경에 따라서, 몸감각, 내장감각, 몸운동, 내장운동, 신경세포 총 4가지로 나누어진다. 척수의 회색질은 신경세포 집단으로 구성되며 수평면으로 절단하여 기능에 따라 자세히 분류하면, 가로로 나누어진 층판을 형성한다. 이것을 렉시드 층판이라 하며 I~X층판으로 구성한다. 또한 렉시드 층판은 척수를 가로로 두껍게 잘라 니슬염색을 관찰할 수 있는데, 이 회색질의 세포집단은 가로로 배열된 층판 형태로 보여진다. I~VI층판은 뒤뿔, VII층판은 중간회색질, VIII~IX층판은 앞뿔, X층판은 중심관 주위의 회색맞교차에 있다. 이 층판구조는 척수의 오름·내림신경로를 이해하기 위해서 중요하다. I층판은 뒤뿔의 가장 바깥 쪽에 있는 것으로 가벼운 촉각 ·통증 ·온도감각에 반응하는 세포들이 있으며, 척수시상로의 시작점이 되어서 교차하여 반대쪽으로 이어진다. II층판은 아교질에 위치하고, 뒤뿌리로부터 가벼운 촉각 ·통증 ·온도감각의 정보를 받고 다른 분절 및 층판의 신경세포와 연접을 한다. 특히 물질 P(통각조절물질)를 함유하므로써 통증감각조절에 영향을 미친다. III~VI층판은 뒤기둥으로부터 직접적으로 진동감각, 관절의 위치감각, 관절의 운동감각, 두점식별감각 등의 정보를 처리한다. VII층판은 확실히 구분되는 여러 개의 핵이 있는데, 특히 클라크핵은 C8, T1~L2, L3에 위치하고 다리로부터 들어오는 고유수용성 감각을 받아 뒤척수소뇌로를 통해 소뇌에서 닿는 곳을 형성하며, 무의식적인 고유감각 정보를 전달한다. VIII층판은 앞뿔의 안쪽 부분에 위치하고 내림신경로 중에서 안뜰척수로와 그물척수로와 연결된다. IX층판은 아래운동신경세포들의 집단으로서 내림신경로와 연결되고 알파와 감마 운동신경세포들을 통해서 팔다리근육을 지배하게 되는데, 이들의 축삭은 앞뿌리에서 시작하여 척수신경, 말초신경으로 이어진다. X층판은 척수의 반대쪽으로 교차하는 축삭들로 이루어져 있다. 백색질은 뇌와 척수를 이어주고 척수의 다양한 레벨을 연결하는 축삭으로 되어있어, 흰색으로 보인다. 이러한 축삭 중에서 척수내에서 시작하고 끝내는 것을 고유척수라 한다. 긴 축삭을 가지는 신경세포는 뇌와 척수를 연결하게 되는데 이러한 세포를 신경로세포라 한다. 백색질은 말이집이 흰색으로 된 신경섬유이며, 구성으로 앞기둥은 회색질인 앞뿔의 앞에 있고, 뒤기둥은 회색질인 뒤뿔의 뒷부분을 가리키며, 가쪽기둥은 회색질의 앞뿔과 뒤뿔 사이에 있는 백색질을 나타낸다. 뒤쪽과 가쪽 기둥의 백색질은 감각수용기로부터 뇌까지 감각정보를 보내주는 신경로 세포의 축삭을 포함하고, 앞쪽과 가쪽백색질은 뇌에서 사이신경세포와 아래운동신경세포까지 내려가는 운동정보를 전달하게 된다. 척수신경은 척추사이구멍을 통과한 후 바로 두 개로 나누어지는데, 나누어지는 그 지점이 척수영역의 마지막 지점이다. 그래서 척추사이구멍 이전에 위치하는 앞뿌리와 뒤뿌리는 척수의 일부분이라 생각할 수도 있다. 앞뿌리는 운동신경으로 뇌로부터 앞가쪽척수에서 나오는 2~3개의 잔뿌리를 합친 것으로 운동신경섬유를 포함하여 운동기능에 관여하며 수의적운동을 하는 뼈대근육으로 나가는 신경들로 구성되어 있다. 뒤뿌리는 말초수용기로부터 뒤가쪽 척수로 들어가는 잔뿌리를 합친 것으로 감각신경섬유를 포함하여 감각기능에 관여하며 척수신경으로부터 감각정보를 얻는다. 주로 감각신경섬유는 내장이나 피부 등의 수용기로부터 정보를 얻어 뒤뿌리를 거쳐 상행한다. 뒤뿌리는 앞뿌리와는 다르게 감각신경세포의 세포체를 포함하는 뒤뿌리신경절이 있다. 그러므로 앞뿌리는 운동신경섬유, 뒤뿌리는 감각신경섬유로 구분한다. 척수는 31개의 분절로 구성되고 각 분절에서 한쌍의 척수신경이 연결되므로 분절배열을 이룬다. 8개의 목척수분절, 12개의 가슴척수분절, 5개의 허리척수분절, 5개의 엉치척수분절, 1개의 꼬리척수분절로 구분된다. 각 척수의 분절은 한 쌍의 척수신경에 연결되어 신경세포의 축삭을 따라 신체 특정 부분과 연결된다. 그래서 분절들은 대응하는 척수신경과 같은 이름으로 불려지는데, 예를 들면 L1 척수분절이라는 용어는 L1 척추사이구멍을 지나는 척수신경이 나가는 척수부분을 의미한다. 하지만 척수는 수직 원기둥으로 되어 있기 때문에 자체 내에서 분절의 구분이 있는 것은 아니라고 볼 수 있겠다.