1. 미상핵(caudate nucleus)
2. 렌즈핵(lenticular nucleus)
3. 편도체(amygdaloid body)
4. 중심고랑(central sulcus)
5. 외측고랑(lateral sulcus)
기저핵은 바깥쪽에서는 보이지 않으며, 외측으로는 외섬유막(external capsule)을 경계로 그 바깥쪽으로는 전장(claustrum, 담장)과 최외섬유막 (extreme capsule), 뇌섬엽(insula) 피질이 있다. 기저핵의 내측 뒤쪽은 내섬 유막(internal capsule)에 의해 시상 (thalamus)과 구분된다. 이 구조의 앞쪽 과 위쪽은 외측뇌실(lateral ventricle)에 면해 있으며, 아래쪽 내측에는 전관 통질(anterior perforating substance)이 있다. 기저핵의 아래쪽 외측은 변연 엽(limbic lobe)의 해마옆이랑(parahippocampal gyrus)과 측두엽 피질 (temporal cortex) 안쪽의 대뇌백색질에 의해 싸여 있다. 다음 그림은 뇌와 기 저핵의 위치관계를 보여주고 있다.
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1. 미상핵(caudate nucleus) |
2. 렌즈핵(lenticular nucleus) | |
3. 편도체(amygdaloid body) | |
4. 중심고랑(central sulcus) | |
5. 외측고랑(lateral sulcus) |
우리는 기저핵이 운동통제와 관계가 있다는 것은 알고 있다, 인간에 있어 기 저핵의 손상 후에 일어나는 몇 가지 증후군 중에서는 파킨슨씨병이 가장 잘 알 려져 있다. 파킨스씨병은 진행성 만성운동장애이다. 이 병의 발생률은 인구 십 만명 당 백 명 정도이지만, 노인에게서 발생률이 높다 파킨슨씨병의 장애 정도 는 사례에 따라 다양하며, 움직이는 데 약간 곤란을 보이는 것부터 심각한 손상 까지 매우 다양하다. 그들은 느리게 발을 질질 끌고 다니며, 등이 구부정하고, 환약을 굴리는 것과 같은 손가락 동작을 반복할 때도 있다, 파킨슨씨병의 주요 증상은, 수의적 운동을 시작하고 지속하는 데 어려움이 있는 것이다. 이것은 근 육이 너무 이완되어서가 아니라, 휴식시에도 근육 긴장이 너무 높아져 있기 때 문이다. 이 병에 걸린 사람들은 사지가 현저하게 떨리는 경우가 많다. 현대식 치료는 파킨스씨병의 증상을 많이 완화시켜 주었다. 실로 이런 치료는 신경과학 의 기초 연구에 의해서 거둔 성공담 중의 하나이다.
파킨스씨병은 기저핵의 이상과 관련되어 있다고 알려져 있다. 파킨스씨병을 앓던 사람들의 사 후 뇌 부검은, 이들이 정상인보다 흑질의 뉴런이 훨씬 적음 을 보여 주었다. 흑질은 중뇌의 구조물로서, 그 뉴런들이 멜라닌 색소 때문에 검게 보이기 때문에 그렇게 이름 붙여졌다. 흑질의 주요 투사영역은 기저핵의 한 부분인 미상핵이다. 이 병에 대한 이해는, 신경 전달 물질을 눈으로 볼 수 있게 하는 조직형광기법(histofluorescence method)의 개발에 따라 급속도로 이룩되었다. 사망한 파킨슨씨병 환자의 뇌를 검정하여 보니, 흑질과 미상핵 내 의 도파민 함량이 현저히 감소된 것으로 나타났다.
파킨슨씨병 환자들의 기저핵 내에 도파민이 부족하다는 발견에 의해 즉시 하나의 치료법이 제안되었다. 즉, 도파민을 주는 것이다. 이 치료법이 시도되었 으나 불운하게도 도움이 되지 않았다. 도파민이 혈뇌장벽을 통과하지 못한다는 것이 판명되었기 때문이다. 그러나 뉴런 내에서 도파민을 만들어 내는 선구물질 인 L-도파는 혈뇌장벽을 통과한다. L-도파의 투여는 미상핵에 투사하는 흑질 내 의 얼마 남지 않은 도파민세포로 하여금 더 많은 도파민의 생산을 가능하게 하 여, 보다 정상적인 기능을 할 수 있게 하는 것으로 생각된다
완벽한 치료는 없으며, 부작용 없는 약 또한 없다. L-도파는 식욕감퇴와 때 로는 메스꺼움, 구 토, 기타 불쾌한 효과를 일으킨다. 이러한 부작용은 다른 약 으고 어느 정도 통제할 수 있다. 1982년에 이같은 부작용을 일으키지 않는 새로 운 형태의 L-도파가 실험실에서 제조되었다, 한편, 도파민 자체가 뇌에 도달할 수 있도록, 혈뇌장벽을 통과하는 지방성 분자와 도파민을 결합시킨 약이 개발되 었다. L-도파나 기타 도파민 약물이 초래하는 여러 부작용 중 한 가지 부작용 은 매우 심각하다. 즉, 이런 약물이 일부 파킨스씨병 환자들에게 정신분열증과 유사한 심각한 정신병 증상을 야기하는 것으로 나타났다. 왜 운동계인 기저핵에 서 정상적 신경전달물질로 작용하는 약물이 때때로 정신병을 일으키는가? 그 이 유는, 기저핵이 뇌 내의 유일한 도파민 회로는 아니라는 것이다. 도파민을 함유 한 뉴런들은 기저핵뿐만 아니라 변연계와 대뇌피질에도 투사되어 있다. 만약 이 러한 다른 도파민계가 파킨슨씨병 환자에게 있어 정상적이라면 L-도파의 투여 는 도파민의 과잉생산을 일으킬 것이다. 도파민과다 가설은 실제로 현재 정신분 열증의 원인에 대한 주요 가설이다.