신경계 지도

뇌에서 신경 12쌍, 척수에서 신경 31쌍이 나와 몸 구석구석까지 뻗어 있습니다.

두 부분: 중추와 말초

뜨거운 냄비에 손을 대면 생각할 틈도 없이 손이 먼저 홱 물러납니다. 그리고 잠시 뒤에야 아픔이 느껴지고, 그다음에야 손가락 위로 찬물을 흘려야겠다고 마음먹습니다. 이렇게 이어지는 세 가지 일은 모두 한 계통이 하는 일입니다. 신경계(nervous system)는 정보를 모으고, 그 정보가 무슨 뜻인지 판단하고, 그에 따라 명령을 내보냅니다. 그리고 이 모든 일을 세포들이 서로 전기 신호와 화학 신호를 주고받는 방식으로 해냅니다.

해부학자들은 신경계를 크게 두 영역으로 나눕니다. 그중 중추 신경계(central nervous system, CNS)는 뇌와 척수를 말합니다. 뇌는 머리뼈 속 공간인 머리뼈안(cranial cavity)에 자리 잡고, 척수는 등뼈 안쪽의 척추관(vertebral cavity)을 따라 아래로 내려갑니다. 말초 신경계(peripheral nervous system, PNS)는 그 나머지 전부를 가리킵니다. 피부, 근육, 장기로 뻗어 나가는 신경과, 그 길을 따라 군데군데 작게 모여 있는 신경세포 무리가 여기에 속합니다. OpenStax 해부생리학 교과서는 이렇게 선을 긋는 구분이 공부를 시작하기에 편리한 출발점일 뿐 완벽한 규칙은 아니라고 설명합니다. 말초 신경계에 속하는 구조 몇 가지가 머리뼈나 척추 안에 들어 있기도 하기 때문입니다.

회색질, 백색질, 그리고 이름 붙이는 법

갓 꺼낸 신선한 뇌나 척수를 잘라 보면 서로 다른 두 가지 색조가 보입니다. 회색질(gray matter)은 신경세포의 세포체와 가지돌기가 빽빽하게 한데 모인 부분입니다. 백색질(white matter)은 대부분 축삭으로 되어 있습니다. 축삭은 세포체에서 멀어지는 쪽으로 신호를 실어 나르는 긴 섬유입니다. 백색질이 하얗게 보이는 까닭은 축삭 상당수가 말이집(myelin)이라는 지방질 절연체로 싸여 있기 때문입니다. 지방은 눈으로 보면 옅은 색을 띱니다. 뇌에서는 회색질이 바깥층인 겉질(cortex)을 이루고 그 안쪽에 백색질이 있습니다.

같은 종류의 구조라도 그것이 어디에 있느냐에 따라 이름이 달라집니다. 예를 들어 세포체가 모인 무리는 중추 신경계에서는 신경핵(nucleus), 말초 신경계에서는 신경절(ganglion)이라고 부릅니다. 축삭 다발도 마찬가지여서 중추 신경계에서는 신경로(tract), 말초 신경계에서는 신경(nerve)이라고 합니다. 시신경은 이 이름 규칙의 예외입니다. 시신경도 중추 신경계에 속하며, 시각 교차 이후의 시각로도 중추 신경계에 속합니다.

느끼고, 판단하고, 반응하기

구조가 아니라 하는 일로 보면 신경계의 기본 임무는 세 가지입니다. 첫째로 감각(sensation)은 자극(stimulus)이라고 부르는 변화를 받아들이는 일인데, 그 변화는 몸 밖에서 올 수도 있고 장기 벽이 늘어나는 것처럼 몸 안에서 올 수도 있습니다. 둘째로 통합(integration)은 들어온 정보를 다른 정보, 기억, 지금의 상태와 견주어 따지는 일입니다. 셋째로 반응(response)은 밖으로 나가는 출력에 해당합니다. 그 결과로 근육이 수축하거나 샘이 무언가를 내보내는 일입니다. 예를 들어 야구 타자는 투수가 던진 공을 보았다고 해서 무조건 방망이를 휘두르지는 않습니다. 공의 속도, 볼카운트, 점수 차를 모두 따져서 결정하는데, 이렇게 여러 가지를 저울질하는 과정이 바로 통합입니다.

누가 조절하나: 체성과 자율

체성 신경계(somatic nervous system)는 의식되는 감각과 뼈를 움직이는 골격근을 맡습니다. 하지만 체성 반응이라고 해서 모두 스스로 골라서 하는 것은 아닙니다. 예를 들어 친구가 갑자기 튀어나와 소리치면 무엇을 하겠다고 정하기도 전에 움찔하거나 소리를 지르게 되고, 컴퓨터 자판 치기나 자전거 타기처럼 여러분이 연습한 기술은 시간이 지나면서 서서히 저절로 하게 됩니다.

자율 신경계(autonomic nervous system)는 우리가 신경 쓰지 않아도 알아서 일합니다. 이 계통은 심장 근육과 혈관과 장기 속의 민무늬근, 그리고 땀샘 같은 샘을 조절하며, 대개 몸 안의 여러 조건을 한결같이 일정하게 유지하는 역할을 합니다. 자율 신경계에는 서로 반대 방향으로 끌어당길 때가 많은 두 갈래가 있습니다. 교감 신경계(sympathetic division)는 「싸우거나 도망치기」 반응과 관련되어 심장을 빨리 뛰게 합니다. 「쉬고 소화하기」라는 별명이 붙은 부교감 신경계(parasympathetic division)는 반대로 심장 박동을 늦춥니다. 소화관에는 장 신경계(enteric nervous system)라는 자체 신경망도 있어서, 중추 신경계 없이도 창자의 민무늬근과 샘을 움직일 수 있습니다.

케이블: 뇌신경과 척수 신경

신경의 이름은 그 신경이 중추 신경계의 어디에 붙어 있느냐에 따라 정해집니다. 뇌신경(cranial nerve) 12쌍은 주로 뇌줄기를 통해 뇌에 이어지며 머리와 목, 그리고 대부분의 특수 감각을 맡습니다. 이 신경들에는 로마 숫자로 I부터 XII까지 번호를 붙입니다. 그중 후각 신경(I), 시신경(II), 속귀 신경(VIII) 세 가지는 오직 감각 정보만 실어 나릅니다. 미주 신경(X)은 나머지 뇌신경과 다릅니다. 머리와 목에 머물지 않고 심장을 비롯한 가슴과 배의 장기까지 멀리 내려가기 때문입니다.

척수에서는 척수 신경(spinal nerve) 31쌍이 빠져나옵니다. 그 구성은 다음과 같습니다. 목 신경 8쌍, 가슴 신경 12쌍, 허리 신경 5쌍, 엉치 신경 5쌍, 꼬리 신경 1쌍입니다. 척수 신경은 하나도 빠짐없이 모두 혼합 신경(mixed nerve)이라서 감각 섬유는 신호를 안으로 들여오고, 운동 섬유는 신호를 밖으로 내보냅니다. 그리고 척수 가까이에 이르면 신경 하나하나가 두 뿌리로 갈라집니다. 감각 축삭은 등 쪽의 뒤뿌리(dorsal root)로 들어오고, 운동 축삭은 배 쪽의 앞뿌리(ventral root)로 나갑니다. 이 두 뿌리는 반사 단원에서 다시 나옵니다.

이 내용은 몸의 구조와 작동을 배우기 위한 교육 자료입니다. 의학적 조언이 아니며 진단이나 치료에 쓰지 않습니다.