시상(Thalamus)
1. 개요
시상(Thalamus)은 간뇌(Diencephalon)의 가장 큰 부분으로, 뇌의 중계소(relay center) 역할을 합니다. 대뇌피질(Cerebral cortex)과 신체의 감각 및 운동 정보가 오가는 주요 통로로 작용하며, 감각 입력을 조절하고 변형하는 역할을 수행합니다.
위치
- 제3뇌실(Third ventricle)의 양측에 위치하며, 좌우 한 쌍의 구조로 구성됨.
- 시상간유착(Interthalamic adhesion)을 통해 양쪽 시상이 연결됨.
기능
- 감각 정보 중계: 모든 감각(후각 제외)이 시상을 거쳐 대뇌로 전달됨.
- 운동 조절: 기저핵(Basal ganglia) 및 소뇌(Cerebellum)와 연결되어 운동 조절 기능 수행.
- 의식 및 주의력 조절: 수면-각성 조절 및 주의력 유지.
- 정서 및 인지 기능: 변연계(Limbic system)와 연결되어 감정 조절 및 기억 형성에 관여.
2. 시상의 세부 구조
시상은 다양한 핵(nuclei) 으로 구성되어 있으며, 기능적으로 특정한 역할을 담당하는 핵 그룹으로 나뉩니다.
1) 특정 감각 및 운동 관련 핵(Specific relay nuclei)
이 핵들은 대뇌 피질의 특정 영역으로 정보를 전달합니다.
핵 (Nucleus) 연결 부위 기능
| 외측슬상체 (Lateral Geniculate Body, LGB) | 후두엽 시각피질 | 시각 정보 중계 (망막 → 후두엽) |
| 내측슬상체 (Medial Geniculate Body, MGB) | 측두엽 청각피질 | 청각 정보 중계 (달팽이핵 → 측두엽) |
| 복측후내측핵 (Ventral Posteromedial Nucleus, VPM) | 두정엽 체감각피질 | 얼굴 및 구강의 감각 중계 |
| 복측후외측핵 (Ventral Posterolateral Nucleus, VPL) | 두정엽 체감각피질 | 신체의 체성 감각 중계 |
| 복측전핵 (Ventral Anterior Nucleus, VA) | 전두엽 운동피질, 기저핵 | 운동 조절 중계 |
| 복측측핵 (Ventral Lateral Nucleus, VL) | 소뇌 및 기저핵 | 운동 조절 및 협응 |
2) 비특이성 중계 핵(Non-specific relay nuclei)
대뇌 피질의 광범위한 부위와 연결되어 주의력 및 의식 조절을 담당합니다.
핵 (Nucleus) 연결 부위 기능
| 시상 망상핵 (Reticular nucleus) | 대뇌피질 및 시상의 다른 핵 | 주의력 조절 및 감각 정보 조절 |
| 내측배측핵 (Mediodorsal nucleus, MD) | 전두엽 및 변연계 | 감정, 동기, 인지 기능 조절 |
| 중심중앙핵 (Centromedian nucleus, CM) | 기저핵 및 대뇌피질 | 각성 및 운동 조절 |
3) 연합 핵(Association nuclei)
대뇌 피질의 여러 영역과 상호작용하여 고차원적 인지 기능을 수행합니다.
핵 (Nucleus) 연결 부위 기능
| 내측배측핵 (Mediodorsal nucleus, MD) | 전두엽 | 감정 및 기억 조절 |
| 측배핵군 (Lateral posterior nucleus, LP & Pulvinar) | 두정엽, 후두엽, 측두엽 | 시각-운동 통합, 인지 기능 |
3. 시상의 주요 기능 및 역할
1) 감각 정보 중계 (Sensory relay)
- 시상은 모든 감각 정보(후각 제외)를 대뇌피질로 전달합니다.
- 예를 들어, 통각, 온도, 압력, 진동, 촉각 등의 체성감각 정보는 복측후내측핵(VPM)과 복측후외측핵(VPL) 을 거쳐 두정엽 체감각 피질로 전달됩니다.
- 시각 정보는 외측슬상체(LGB) 를 통해, 청각 정보는 내측슬상체(MGB) 를 통해 후두엽과 측두엽으로 전달됩니다.
2) 운동 조절 (Motor control)
- 시상은 기저핵(Basal ganglia) 및 소뇌(Cerebellum)와 연결되어 운동 조절 기능을 수행합니다.
- 복측전핵(VA) 및 복측측핵(VL) 은 운동피질과 연결되어 원활한 운동 협응을 돕습니다.
3) 정서 및 인지 기능 (Emotion & Cognition)
- 변연계(Limbic system)와 연결되어 감정, 기억, 동기 부여와 같은 기능을 조절합니다.
- 특히, 내측배측핵(MD) 는 전두엽과 연결되어 감정 및 인지 기능에 중요한 역할을 합니다.
4) 의식 및 주의력 조절 (Consciousness & Attention)
- 시상은 뇌간(Brainstem)과 연결되어 수면과 각성 조절을 담당합니다.
- 시상 망상핵(Reticular nucleus) 은 감각 정보의 흐름을 조절하여 주의력을 조절하는 역할을 합니다.
4. 시상 손상과 임상적 중요성
시상증후군(Thalamic syndrome, Dejerine-Roussy syndrome)
- 시상의 감각 중계 기능이 손상되면 반대쪽 신체의 감각 이상(저림, 통증, 무감각) 이 발생.
- 온도 및 통각 변형(과민성 통증)이 특징적.
운동 장애 (Motor dysfunction)
- 시상 손상 시 운동 협응 장애(Ataxia), 근육 경직(Rigidity), 운동 느림(Bradykinesia) 등의 증상 발생 가능.
정신 및 인지 기능 장애 (Cognitive and Emotional Impairment)
- 시상과 변연계 연결 손상 시 기억 장애, 우울증, 감정 조절 장애가 발생할 수 있음.
각성 및 주의력 저하 (Impaired Consciousness)
- 시상이 손상되면 혼수(Coma), 수면 장애, 주의력 결핍 등의 증상이 나타날 수 있음.
5. 결론
시상은 감각 정보의 중계소 역할뿐만 아니라 운동 조절, 정서, 기억, 의식 상태 조절까지 폭넓은 기능을 수행하는 뇌의 핵심 구조입니다. 시상이 손상되면 감각 이상, 운동 장애, 인지 장애 등이 발생할 수 있으며, 임상적으로 중요한 영역입니다.