전공노트📖/신경해부생리학
🧠 대뇌 시리즈 ② – 대뇌겉질의 기능영역: 운동 · 감각 중심 정리
PT Nomade
2025. 4. 14. 17:42
🧠 대뇌 시리즈 ② – 대뇌겉질의 기능영역: 운동 · 감각 중심 정리
© 2025. All rights reserved. | PT Nomad
🧠 0. 대뇌겉질(Cerebral Cortex) 개요 – 기능영역을 이해하기 위한 기초
대뇌겉질(Cerebral cortex)은 대뇌반구의 겉면을 덮고 있는 회색질(gray matter)입니다.
우리가 말하고, 생각하고, 느끼고, 움직이는 모든 고차원적인 기능은 이 겉질에서 시작됩니다.
- 대뇌에서 가장 겉에 위치하는 신경세포들의 집합
📌 기본 정보 요약
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 위치 | 대뇌반구의 표면을 덮고 있는 회색질 층 |
| 두께 | 평균 1.5 ~ 4mm |
| 표면적 | 약 2,500㎠ (주름 구조 덕분에 확대됨) |
| 신경세포 수 | 약 140억 개 이상 |
| 구조 | 대부분 6층 세포층 구조로 구성되며, 영역에 따라 기능 차이 발생 |
🧬 대뇌겉질의 진화적 구분
| 구분 | 설명 |
|---|---|
| 새겉질 (Neocortex) | 인간 대뇌겉질의 약 90% 차지. 감각·운동·언어·고등인지 등 복잡한 기능을 수행하며 대부분 6층 구조로 이루어짐 |
| 부등겉질 (Allocortex) | 진화적으로 오래된 구조로 감정, 기억, 후각 등에 관여. 해마, 후각겉질 등이 포함되며 구조는 3층으로 단순함 |
| 층 구조 차이 | 새겉질은 6층, 부등겉질은 3층으로 이루어짐. 기능 복잡도에 따라 층 수와 세포 다양성이 달라짐 |
🧪 대뇌겉질의 층 구조 (Layer structure of Neocortex)
| 층 | 주요 세포 | 기능 |
|---|---|---|
| Ⅰ층 – 분자층 (Molecular layer) |
카잘의 수평세포 (Cajal-Retzius cell) | 상위층의 축삭과 가지돌기가 만나는 시냅스 통합 영역 |
| Ⅱ층 – 바깥과립층 (External granular layer) |
별모양세포, 소형 피라미드세포 | 피질 내 수평 연결 및 인접 영역 간 정보 전달 |
| Ⅲ층 – 바깥피라미드층 (External pyramidal layer) |
중형 피라미드세포, 과립세포, 소수의 마르티노티세포 | 같은 반구 내 연합섬유 형성 (association fibers) |
| Ⅳ층 – 속과립층 (Internal granular layer) |
별모양세포 | 시상에서 감각 정보를 수용하는 주요 층 |
| Ⅴ층 – 속피라미드층 (Internal pyramidal layer) |
대형 피라미드세포 (Betz cells), 별모양세포, 마리티노티세포 | 운동 신호 시작. 척수·뇌간 등 하위 구조로 투사 |
| Ⅵ층 – 뭇모양층 (Multiform layer) |
방추세포 | 시상과의 피질-시상 피드백 회로 형성 |
💡 감각영역은 Ⅳ층이, 운동영역은 Ⅴ층이 특히 발달되어 있음
🧠 주요 신경세포 구성
| 세포 유형 | 설명 |
|---|---|
| 피라미드세포 (Pyramidal cell) |
대뇌겉질에서 가장 흔한 흥분성 신경세포. 삼각형 모양이며, 운동 신호 전달에 핵심 역할을 하며 Ⅴ층에 주로 분포 |
| 별세포 (Stellate cell) |
짧고 다방향성 가지돌기를 가진 작은 신경세포. 감각 정보의 수용과 국소 회로 조절에 관여하며 주로 Ⅳ층에 위치 |
| 방추세포 (Fusiform cell) |
변형된 피라미드세포, 가늘고 길쭉한 형태. 주로 Ⅵ층에 위치하며 시상과의 상호 연결(피질-시상 회로)을 담당 |
| 마르티노티세포 (Martinotti cell) |
작은 억제성 신경세포. 여러 층에 분포하며, 피라미드세포의 가지돌기에 억제 신호 전달. 상승성 축삭이 Ⅰ층으로 투사. 오름축삭을 가짐 |
| 카잘의 수평세포 (Cajal-Retzius cell) |
Ⅰ층(분자층)에 존재하는 수평 방향의 신경세포. 겉질 형성과 시냅스 연결을 조절. 태아기의 겉질 발달에 매우 중요 |
🧭 1. 기능 영역의 큰 틀: 주영역 vs 연합영역
| 구분 | 설명 |
|---|---|
| 주영역 (Primary area) |
감각 자극이나 운동 명령의 **최초 수용 및 전달**을 담당하는 핵심 영역 예: 일차운동영역, 일차몸감각영역, 일차시각영역 등 |
| 감각연합영역 (Unimodal association) |
**한 가지 감각 정보**를 더 깊이 분석하고 해석하는 영역 예: 시각연합영역(색·운동 인식), 청각연합영역(언어 이해) |
| 다중연합영역 (Multimodal association) |
여러 감각·운동·기억 정보를 **통합하고 종합적 판단**을 내리는 고등 인지 영역 예: 이마엽 연합영역, 마루관자연합영역, 둘레연합영역 등 |
★연합영역에서 중요한 모드 2가지
- 단일모드(Unimodel) : 한 가지 감각 정보(시각, 청각 등)만 처리하는 뇌 영역
- 다중모드(Heteromodal) : 여러 감각 정보를 통합 처리하는 뇌 영역을 의미, 복합인지(이마엽 등)
💪 2. 운동영역 (Motor Areas)
🔸 2-1. 일차운동영역 (primary motor area, Brodmann 4번)
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 위치 | 전두엽의 중심앞이랑 (precentral gyrus) |
| 기능 | 반대쪽 몸의 수의운동(voluntary movement)을 조 |
| 세포 구성 | Ⅴ층에 위치한 대형 피라미드세포인 베츠세포(Betz cells) 존재 |
| 운동 경로 | 피질척수로(corticospinal tract)를 따라 뇌줄기 → 척수로 하행하며 신체 근육 지배 |
| 특징 | 운동 호문쿨루스(Motor homunculus)에서 손·얼굴처럼 세밀한 움직임을 요구하는 부위가 크게 표현됨 |
| 손상 시 | 반대측 근육의 마비(특히 손·얼굴) 발생 |
🔸 2-2. 운동계획영역 (Motor Planning Areas)
| 영역명 | 브로드만 번호 | 기능 | 임상적 의의 |
|---|---|---|---|
| 운동앞영역 (Premotor area) |
6번 | 외부 단서에 기반한 움직임 계획, 자세 조절 및 반복 운동 조정 | 손상 시, 특정 동작을 계획하거나 연속적으로 수행하기 어려움 (운동실행증 가능) |
| 이마앞영역 (Prefrontal area) |
9, 10, 12번 | 고차적 계획, 판단력, 감정 조절, 사회적 행동 조정 | 손상 시, 충동 조절 저하, 성격 변화, 무계획적 행동 |
| 브로카영역 (Broca’s area) |
44, 45번 | 말하기에 필요한 운동 명령 계획 및 문법 구성 | 우성반구 손상 시 운동성 실어증 (말은 못하나, 이해는 가능) |
🖐 3. 감각영역 (Sensory Areas)
🔹 3-1. 일차몸감각영역 (primary somatosensory area, 3, 1, 2번)
- 중심뒤이랑(postcentral gyrus)에 위치
- 말초들신경 → 뒤섬유기둥안쪽섬유 → 시상
- 피부감각, 고유감각의 1차 수용지
- 감각 호문쿨루스 존재
🔹 3-2. 일차청각영역 (primary auditory area, 41, 42번)
- 관자엽 상부(헤슐이랑)
- 달팽이로부터 정보를 받아 아래둔덕과 안쪽무릎체를 거쳐 일차청각영역에 전달
- 소리의 크기, 높낮이, 음색 인식
🔹 3-3. 일차시각영역 (primary visual area, 17번)
- 후두엽 안쪽 (새발톱고랑 주변)
- 망막에서 일어난 시각적 정보에 대한 흥분이 시상의 가쪽무릎체를 거쳐 일차시각영역에 전달
- 색, 방향, 움직임 정보 수용
🔹 3-4. 일차평형영역(primary vestibular area)
- 명확한 영역은 없으나 일차몸감각겉질 뒤쪽에 위치
- 안뜰기관(전정기관)의 위치 감지 정보 수용
🔹 3-5. 일차미각영역 (primary taste(Gustatory) area, 43번)
- 마루엽의 중심뒤이랑의 아래쪽 (대뇌섬과 연결)
- 음식의 맛 인식
🎯 4. 감각연합영역 (Unimodal Association Areas)
| 영역명 | 브로드만 번호 | 기능 | 임상적 의의 |
|---|---|---|---|
| 몸감각연합영역 (Somatosensory association area) |
5, 7번 | 중심뒤이랑 바로 뒤의 마루엽에 위치. 촉각 정보 분석, 입체감각, 형태 인식, 감각 기억과의 비교 |
손상 시 물체를 만져도 인지하지 못하는 촉각실인증 가능 |
| 청각연합영역 (Auditory association area / Wernicke area) |
22, 39, 40번 | 소리의 언어적 의미 해석, 기억과 연결하여 문장 의미 파악 | 손상 시 수용성 실어증 (Wernicke’s aphasia): 말은 유창하나 의미 없음 |
| 시각연합영역 (Visual association area) |
18~21번 | 색, 움직임, 방향 인식 및 시각 기억 정보와 비교 분석 | 손상 시 시각실인증 또는 시각 기억 장애 발생 |
📊 브로드만 영역 요약표
| 기능 | 브로드만 번호 | 위치 | 특징 |
|---|---|---|---|
| 일차운동영역 | 4 | 전두엽 중심앞이랑 | 반대측 수의운동 시작, 베츠세포 존재 |
| 운동앞영역 | 6 | 중심앞이랑 앞쪽 | 운동 계획 및 자동화된 움직임 조절 |
| 브로카영역 | 44, 45 | 전두엽 하부 (우성반구) | 언어 표현 담당, 손상 시 운동성 실어증 |
| 일차몸감각영역 | 3, 1, 2 | 두정엽 중심뒤이랑 | 촉각, 압각, 고유감각 수용 |
| 일차시각영역 | 17 | 후두엽 새발톱고랑 주변 | 시각 자극의 초기 처리 |
| 시각연합영역 | 18~21 | 후두엽, 관자엽 일부 | 시각 정보 분석 및 기억 연결 |
| 일차청각영역 | 41, 42 | 관자엽 상부 (헤슐이랑) | 소리의 강도, 음색, 음높이 수용 |
| 베르니케영역 | 22 | 관자엽 뒤쪽 (우성반구) | 언어 이해 담당, 손상 시 수용성 실어증 |
| 일차미각영역 | 43 | 중심뒤이랑 하부 | 맛 인식 (미각 정보 수용) |
브로드만 영역
출처 : https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B8%8C%EB%A1%9C%EB%93%9C%EB%A7%8C_%EC%98%81%EC%97%AD
✅ 마무리 요약
- 대뇌겉질은 6층 구조의 회색질로 구성되어 있고, 신경세포의 종류와 배치는 기능영역의 핵심
- 기능영역은 주영역(운동·감각), 단일연합영역, 다중연합영역으로 구분됨
- 브로드만 영역 번호는 임상·해부학적으로 핵심
- 손상 시 해당 기능에 맞는 증상이 나타남 (예: 브로카 손상 → 운동성 실어증)