대뇌 바닥핵과 파킨슨병 : 바닥핵회로(Basal Ganglia Circuit)


바닥핵과 파킨슨병

오늘 알아볼 주제는 대뇌 바닥핵과 파킨슨병과의 관련성이다. 파킨슨병 증상의 경우 흑질의 이상을 꼽을 수 있는데, 이 흑질(Substantia nigra)은 바닥핵(기저핵, Basal Ganglia)에 속해 있는 구조로, 오늘 이 글을 통해 자세하게 알아보고 바닥핵회로의 구성을 한번 살펴보자.

 

대뇌 바닥핵(Basal Ganglia)

대뇌반구 속의 수많은 신경핵 덩어리들로, 줄무늬체(corpus striatum), 시상핵(subthalamic nucleus), 중간뇌의 흑질(Substantia nigra)을 포함한다.

대뇌 바닥핵

기능

☒ 대뇌피질에서 설계된 수의운동계획을 통합하고 재계획하여 대뇌피질에 되먹임시키으로써 운동조절에 관여

☒ 여러 가지 운동의 순서를 배합한 일종의 운동프로그램을 작성하거나 또는 작성된 운동 프로그램 중 적절한 프로그램을 선택

• 줄무늬에 포함되는 조가비핵(putamen)과 꼬리핵(caudate nucleus) = 입력부
• 창백핵의 안쪽분절과 흑색질의 그물부분 = 출력부
• 흑색질의 치밀부분 및 다리다리뇌핵이 포함 = 주요 출력부와 입력부의의 활동을 수정

 

[관련글] 파킨슨병의 증상

정보처리과정 : 바닥핵회로

바닥핵회로(Basal Ganglia Circuit)[영상]는 대뇌겉질로부터 광범위한 입력을 받아 처리 다시 대뇌겉질의 특정운동영역으로 보낸다. 즉, 정보는 대뇌겉질의 광범위한 영역들로부터 기저핵의 입력부인 줄무늬에 입력되고 정보가 처리 바닥핵의 출력부인 창백과 흑색질의 그물부분에 시상으로 출력 대뇌의 중계핵인 시상을 거쳐 특정 행동과 움직임을 선택하는 영역들인 이마앞영역(Frontal Area), 운동앞영역(Pre-motor Cortex), 및 운동영역(Motor Cortex)으로 최종적으로 들어간다.

이 회로의 전반적인 기능은 다른 것들을 억제하는 동시에 특정 움직임이나 그 순서 들을 선택하는 것이다.

이 선택적인 역할에 장애가 발생하면 수위 운동의 장애와 불수의 운동을 일으키게 된다. 바닥핵의 외적/내적 연결은 기능적으로 이루어져 있으며 일차적으로 조가비핵, 꼬리핵 및 배쪽 줄무늬는 운동기능, 인지기능, 둘레계의 기능을 수행 기저핵 질환은 운동 장애를 일으킬 뿐 만 아니라 인지와 감정 장애를 일으킨다.

  • 동회로(조가비핵 회로)가 단절되면 파킨슨병발생
  • 회로(꼬리핵 회로)가 단절되면 헌팅톤병
  • 회로(배쪽 줄무늬 회로)

피질 – 대뇌 바닥핵 – 시상막 회로의 구조

  • ACA : 전 안검 영역(Anterior Cingulate Area)
  • CMA : 대상운동영역(Cingulate Motor Area)
  • DLPFC : 외측 전전 두 피질(Dorsolateral Prefrontal Cortex)
  • FEF : 정면 시야 영역(Frontal Eye Fields)
  • GPi : 시상하핵 창백내측(Globus Pallidus interna)
  • HD : 헌팅턴 병(Huntington’s disease)
  • LOFC : 외측 안와 상 피질(lateral orbitofrontal cortex)
  • M1 : primary motor cortex(일차 운동 피질)
  • MDpl : 시상의 중간 배반핵, 파 측두근(mediodorsal nucleus of the thalamus, pars lateralis)
  • MOFC :내측안와전두피질(medial orbitofrontal cortex)
  • OCD : 강박증, 강박 장애(obsessive-compulsive disorder)
  • PD : 파킨슨 병(Parkinson’s disease)
  • PMC : 전 운동 피질(premotor cortex)
  • SMA : 보조 모터 영역(supplementary motor area)
  • SEF : 보조 눈 필드(supplementary eye field)
  • SNr : 흑색질 그물부(substantia nigra pars reticulata)
  • TS : 뚜렛 증후군(Tourette’s syndrome)
  • VApc : 시상의 복측전핵(ventral anterior nucleus of the thalamus, pars parvocellularis)
  • VAmc : 시상의 전 복측전핵, 거대세포부(ventral anterior nucleus of the thalamus, pars magnocellularis)
  • VLm : 시상의 복외측핵, 내측부(ventrolateral nucleus of the thalamus, pars medialis)
  • VLo : 시상 하부의 복외측핵, 구부(ventrolateral nucleus of the thalamus, pars oralis)
  • VLcr : 시상의 측두 핵, 대퇴 동맥, 구부분절(ventrolateral nucleus of the thalamus, pars caudalis, rostral division)
  • VS : ventral striatum(복측선조체)

 

대뇌 바닥핵과 파킨슨병 : 바닥핵회로(Basal Ganglia Circuit) 2

 

기저핵 – 파킨슨병에서 시상막 모터 회로의 전반적인 활동에 대한 변화

검은색 화살표는 억제 연결을, 파란색 화살표는 흥분성 연결을 나타냅니다. 두께의 화살표는 그들의 추정된 활동에 대응합니다.

 

  • CM : 중심정중핵(centromedian nucleus)
  • Dir. : 직접 경로(direct pathway)
  • D 1 , D 2 : 도파민 수용체 아형(dopamine receptor subtypes)
  • Indir. : 간접 경로(indirect pathway)
  • PPN : 대뇌각교뇌 핵(pedunculopontine nucleus)
  • SNc : 흑질 치밀부(substantia nigra pars compacta)
  • STN : 시상핵(subthalamic nucleu

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2 Responses

  1. 2023-08-26

    […] • Basal ganglia의 기능은 어떤 목적 있는 활동을 수행할 때 적절한 운동 프로그램을 탐색하여 선정하는 것이다. 그렇기 때문에 바닥핵에 병변이 있을 때 나타나게 된다. • 신경전달물질인 도파민의 결핍. 파킨슨병에서 흔히 나타난다. 휴식 손발 떨림. […]

  2. 2023-09-06

    […] 해낼 수 있게 됩니다. 이러한 운동 학습과 관련된 부분이 바로 소뇌와 바닥핵 입니다. 그중에서 소뇌와 소뇌의 운동학습에 대해서 한번 알아보려고 […]

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