중추신경계는 두개골 속에 들어 있는 부분과 척추관 속에 들어 있는 척수로 크게 이분된다.

지난 호까지에 소개된 부분들이 바로 두개골 속에 들어 있는 중추신경계의 여러 부분들이고 이제 소개하려고 하는 부분은 척추관 속에 들어 있는 척수 부분이다.

척수는 위 아래로 길게 뻗어 있는 구조물로서 높이에 따라 명칭이 달라진다. 즉, 목부위의 척수를 경수, 가슴 부위의 척수를 흉수, 허리 부위의 척수를 요수라 하고 꼬리 부위의 척수를 천수라 부른다.

조금 크게 전체를 이해하고자 하면 결국 중추신경계의 시작과 끝이 대뇌피질과 몸의 말초 부분이라고 생각할 때 그 중간에 있는 다른 중추신경계(중간뇌, 뇌간, 소뇌)와 마찬가지로 척수도 인간의 말초와 대뇌피질 사이의 중간 통로의 역할이 중요한 역할이라 할 수 있다.

중추신경계는 그 기능이 감각이든 운동이든 간에 결국 말초신경계에 연결되어야 한다. 그래서 척수보다 위에 위치한 두개골 속의 중추신경계에서는 12 쌍의 뇌신경이 좌우로 뻗어 나와 얼굴과 머리 부위의 감각과 운동을 지배한다.

이와 똑같은 방식으로 척추관 속의 척수로부터는 31 쌍에 이르는 척수신경이 나와서 궁극적으로 중추신경계의 신호를 말초에 전달하거나 말초의 신호를 대뇌피질로 보내게 된다.

즉, 하나님은 신체 부위의 높이에 맞추어 중추신경계와 말초신경계를 연결하고 계신 것이다. 구체적으로 척수신경은 높이에 따라 8 쌍의 경수신경, 12 쌍의 흉수신경, 5 쌍의 요수신경, 4 쌍의 천수신경이 존재하여 머리와 목을 제외한 몸 전체의 감각과 운동을 지배해 준다.

예컨대 8쌍의 경수신경 중 비교적 높은 곳에 위치하고 있는 경수신경은 손을 포함하는 상지의 감각과 운동을 지배하는데 독자들이 잘 알고 계시다시피 손의 운동이 인간이 할 수 있는 운동 중 가장 정교한 운동을 할 수 있기 때문에 담당하는 신경세포가 많이 존재한다.

그 신경세포들이 주로 해당 경수신경을 내놓은 경수에 존재하기 때문에 상지를 담당하는 경수는 다른 척수 부위에 비해 직경이 크다. 조금 쉽게 이야기를 전개하기 위해 구체적으로 오른 쪽 손가락을 구부리는 운동을 생각해 보자.

대뇌피질의 운동중추에서 오른 쪽 손가락에 구부리라는 신호를 보내는데 그 신호는 대뇌피질로부터 경수까지 내려 온 다음에 그곳에서 기다리고 있는 척수신경세포에 연접이 되어 신호를 중단하지 않고 전달해 주게 된다.

결국 그 신호는 그 척수에서 나온 경수신경을 타고 오른 쪽 손가락에 전달이 되어 궁극적인 구부림 운동이 일어나게 되는 것이다. 운동이 정교하거나 복잡할수록 관련된 신경세포가 많아지기 때문에 다른 척수 부위보다도 팔을 담당하는 경수의 직경이 클 수밖에 없는 것이다.

반대로 감각작용의 경우 말초에서 일어난 감각(온도, 통증, 접촉감각 등)이 우선 경수신경을 타고 해당 높이의 척수로 전달이 되고 척수에 있는 신경세포에서 대뇌피질을 향하는 신경섬유를 타고 대뇌피질의 감각중추로 최종 전달되어 감각작용이 일어나게 된다.

생각해 보면 흉수의 직경은 다른 척수에 비해 작다. 그 이유는 흉수가 지배하는 부위가 가슴 부위인데 특별하다고 할만한 감각도 없고 운동기능도 호흡과 관련된 단순 반복적인 운동이 고작이기 때문에 관련 신경세포가 척수에 적을 수밖에 없다.

따라서 가장 정교하고 복잡한 운동을 주도하는 팔을 지배하는 경수보다는 그 직경이 훨씬 작다. 허리를 지배하는 요수와 하지를 지배하는 천수에 이르러 다시 약간 그 직경이 커지는데 이는 지배 구역의 운동이 다소 다양해짐을 의미하는 것이다.

즉, 다리의 운동은 팔처럼 다양하지는 않지만 가슴이나 허리보다는 훨씬 다양한 운동을 할 수 있음을 암시하는 것이다.

척수에는 신호를 중계해 주는 신경들이 많이 신경세포들이 존재하지만 많은 경우 위 아래로 오르내리는 신경섬유들로 가득 차 있다. 따라서 척수의 높이가 높을수록 많은 신경섬유를 가지고 있다.

즉, 맨 척수인 천수의 경우 하지를 지배하는 신경섬유만이 남게 된다. 그 증거는 가장 위에 있는 경수가 망가지면 머리와 목을 제외한 전신의 마비가 오지만 가장 아래에 위치하는 천수가 망가지면 하지 마비만 오는 것이다.

그밖에 척수는 반사 기능의 중추역할을 한다. 즉, 반사의 경우 반응의 급작성 때문에 미처 신호가 대뇌피질까지 갈 시간이 없을 때 척수를 중심으로 운동이 일어나게 된다.

무릎반사를 생각해 보면 쉽사리 이해가 된다. 무릎의 힘줄을 톡 치면 그 감각이 대뇌피질까지 가지 않고 척수에서 직접 운동 명령을 내리게 함으로 즉시 다리가 올라가는 것이다.