중추신경계와 말초신경계

중추신경계는 머리뼈에 싸여있는 뇌와 척수를 포함하는 신경계로 말초신경계와 함께 동물의 행동이나 신체 작용을 제어한다. 척추동물의 중추신경계는 배아 시기 관찰되는 속이 빈 등 쪽 신경삭으로부터 유래하며 이와 같은 특징은 척삭동물의 계통적 특징이다.

뇌
뇌는 발생학적으로는 신경관의 앞쪽이 부풀어서 발달한 것으로, 대뇌 · 사이뇌 · 중간뇌 · 소뇌 · 숨뇌의 5부분으로 되어 있으며, 숨뇌의 끝은 척수와 연결되어 있다. 호흡, 순환, 심장박동, 소화 등의 생명 활동과 직결된 작용을 조절하는 부위인 중간뇌, 다리뇌, 숨뇌를 묶어서 뇌줄기라고 한다. 뇌의 각 부분의 발달 정도는 동물의 진화 정도에 따라 다를 뿐만 아니라, 여러 가지 행동을 하는 동물의 종에 따라서도 차이를 볼 수 있다. 대뇌는 기억과 판단 등을 관장하는 정신 활동의 중추이며 또한 감각과 수의운동의 중추로서, 대부분의 행동을 통합하고 조절하는 기능을 하는 고등 정신 작용의 중추이다. 그 작용은 신경 세포체가 모인 회백질에서 일어나는데, 대뇌의 단면을 보면 바깥쪽 부분(피질)은 회백색, 속 부분(수질)은 백색을 띠고 있어서 회백색 부분은 '회백질', 백색 부분은 '백질'이라고 한다. 회백질 부는 신경 세포체가 많이 모여 있고, 백질 부는 축삭 돌기가 많은 부분이다. 대뇌피질은 감각영역과 연합영역, 운동영역으로 나뉘며 감각영역은 구심성 뉴런을 통한 일반감각과 특수감각을 인지한다. 운동영역의 경우 크게 두 가지 경로로 나뉘며 척추뼈 몸통으로 와 뇌줄기로 가 이에 속한다. 전자의 경우 다듬어지지 않은 운동 형태로 나타나며 아주 기본적으로 설계된 운동을 수행한다. 놔줄 갈림길에서는 이와 같은 운동을 정교하고 세심하게 교정하는데 환경과 감정적 요소들을 고려한다. 연합영역은 위의 두 영역을 제외한 나머지를 말하며 보통은 감각과 운동영역을 통합하는 역할을 수행한다. 소뇌는 다리뇌와 숨뇌의 뒤쪽에 자리 잡고 있으며 대뇌 반구로 덮여있다. 소뇌는 신체와 대뇌 운동영역의 중계자 역할을 하며 몸의 균형을 유지하게 시키는 중추이며, 약 120g의 무게를 가지고 있다. 소뇌의 주요 기능은 신체 각부의 수의근의 수축과 이완을 조절하는 역할과 자세와 평형감각 정보를 받아들여 신체의 평형을 조정한다. 한편, 운동학습 기능이 있어 연습이나 훈련에 의한 운동패턴을 기억하여 숙련된 운동에 대해서는 대뇌피질의 명령이 아닌 소뇌가 직접 주관하여 말초조직에 명령을 전달한다. 사이뇌는 중간뇌의 앞쪽으로 이어져 좌우 대뇌 반구 사이에 위치하며, 항상성을 유지하는 작용을 하는 자율신경계와 내분비계의 중추이다. 시상, 시상상부 및 시상하부로 이루어져 있다. 특히 시상하부는 자율신경계의 최고 중추이다.

시상상부는 성과 생식계의 기능을 조절하는 역할을 한다. 대표적으로 송과체를 예로 들 수 있는데 송과체는 생식소의 조기발육을 억제하는 호르몬을 분비한다. 뇌줄기에는 중간뇌, 다리뇌, 숨뇌가 포함된다. 중간뇌는 다리뇌와 소뇌 위쪽에 자리 잡고 있으며 안구의 운동을 조절하며, 소뇌와 함께 자세 유지에 관여한다. 다리뇌는 중간뇌와 숨뇌 사이에 위치해 연결한다. 숨뇌에는 침 분비·기침·재채기의 반사·호흡·순환 운동 등의 조절 중추가 있다. 또, 숨뇌에는 대뇌의 좌우 반구에서 나가는 신경 섬유의 80% 정도가 교차한다. 나머지 20%는 척수 내에서 교차하므로, 대뇌의 우반구는 몸의 좌반신을, 좌반구는 우반신을 지배하게 된다.

척수
척수는 숨뇌에 이어진 신경 중추로서 척추 속에 들어 있다. 척수는 대뇌와는 반대로, 바깥쪽(피질)이 백질, 안쪽(수질)은 H자 모양의 회백질로 되어 있다. 백질은 주로 축삭 돌기(신경 섬유)로 이루어지며, 회백질은 신경 세포체가 모여 있어서 시냅스는 이 부분에 집중되어 있다. 척수의 백질에서는 배 쪽과 등 쪽에서 좌우 1쌍의 척수 신경이 갈라져 나오는데, 배 쪽으로 나온 신경은 전근(복근)으로서 운동 신경으로 되어 있고, 등 쪽으로 나온 신경은 후근(배근)으로서 감각 신경으로 되어 있다. 전근과 후근은 척추 안에서 하나가 되고, 척추를 나와 각각 근육이나 감각기에 분포한다. 척수는 뇌와 감각 기관이나 근육 등에 분포하는 말초 신경 사이를 연락하는 작용 외에, 무조건 반사의 중추로서 숨뇌·사이뇌 등의 지배를 받아 땀·젖분비 및 배변 · 배뇨 등의 작용을 하고 무릎 반사에도 관계한다.

세포
성상세포: 별 모양의 돌기를 이용해 신경세포를 지탱한다. BBB(혈뇌장벽)를 형성하는 데 중요한 역할을 담당한다. 시냅스로 분비된 신경 전달 물질을 흡수할 수 있다. 혈액으로부터 포도당 흡수 후, 젖산으로 전환하며 신경 세포들에 양분을 공급한다. 세포외액에 과량의 K+가 존재하면, 이들을 흡수해 항상성 유지에 기여한다.
희소 돌기 세포: 중추 신경계에서 수초를 형성하는 역할을 담당한다. 한 개의 세포가 여러 개의 축삭에 걸쳐 여러 개의 수초를 형성할 수 있다.
소교세포: 대식세포로, 중추 신경계에서 병원균이나 죽은 뉴런을 섭식 후 제거한다.
뇌실 세포: 뇌실막세포라고도 하며, 뇌 내부에 있는 공간인 뇌실을 감싸는 세포이다. 뇌척수액을 생산하여 뇌실과 척수의 중심관을 뇌척수액으로 채운다. 섬모를 움직여 뇌척수액이 흐르도록 하는 역할도 담당한다. 일부는 신경 줄기세포의 역할을 한다.

말초신경계는 척추동물의 뇌나 척수의 중추 신경계에서 나와 온몸에 나뭇가지 모양으로 분포하는 신경계를 말한다. 말초신경계통으로도 부른다.

말초신경계는 동물의 신경계 일부로서 중추신경계와 함께 동물의 행동을 제어한다. 말초신경계의 주된 역할은 외부 기관과 중추신경계를 연결하여 외부의 '자극'을 감지한 감각 정보를 중추신경계로 전달하거나, 중추신경계에서 보내오는 운동 정보에 '반응'하도록 기관에 전달하는 것이다. 중추신경계와는 다르게 뼈나 뇌혈관 장벽으로 보호되지 않아 기계적 충격이나 병원체로부터의 감염 위험에 노출되어 있다. 체성신경계와 자율신경계로 분류할 수 있다.