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감각 기관
생체는 외계의 상황이나 신체 내부의 상태를 감지하는 작용을 하는데 이러한 기능을 감각이라고 한다. 따라서 생체는 이 감각에 의해 신체 내외의 상황을 알아내고 각종 내외 환경의 변화에 적응해 나갈 수 있다.
감각 기능이 영위되는데는 자극을 받아들이는 기관(감각수용기 = 감각기관)과 감각수용기의 흥분을 전달하는 감각신경 및 감각을 의식하는 대뇌피질의 감각중추 등이 필요하다. 그러나 일반적으로 감각기관이라고 할 때에는 자극을 받아들이는 곳 즉 지각신경 말단기관만을 의미한다.
이 단원에서는 감각의 일반, 체성감각, 내장감각 및 특수감각 등에 관해서 학습하기로 한다.
1. 감각의 일반
감각수용기나 감각기관이 자극되면 흥분이 일어나고, 이것이 중추신경계로 전달되어 외계와 신체 내부의 변화에 알맞도록 전신의 기능을 조정하여 생명이 보존되는 것이다.
감각수용기에서 일어난 흥분은 결과적으로 반사를 일으키거나 대뇌피질의 특수한 부위에 흥분을 일으키므로써 지각된다.
?? 감각수용기의 분류
감각수용기는 흔히 자극원의 위치와 감각수용기의 체내 위치를 기준으로하여 크게 2군으로 구분한다.
(가) 외감각수용기 : 몸 밖에서 일어나는 환경 변동에 의해 자극되는 것으로서 촉, 압, 통, 온, 냉 등 피부나 점막에 직접 자극이 가해져 흥분하는 것과 광선 또는 소리 등과 같이 몸에서 떨어진 곳에 자극원이 있는 것이 있다. 특히 광선이나 소리 같은 것을 감지하는 수용기를 원격감각수용기라고 한다.
(나) 내감각수용기 : 몸 안에서 일어나는 변동에 의해 흥분하는 감각수용기로서 다음의 3종이 있다.
① 고유감각수용기는 근육, 건 및 인대 등에 매몰되어 있는 감수기로서 그 세포의 기계적 변동을 감지하여 우리 신체가 공간에 어떻게 위치하고 있는지를 감지한다.
② 미로감각기관은 내이의 미로기관 내에 있는 것으로서 두부의 위치와 운동 방향 등을 감지하는 감각기관이다.
③ 장기감각수용기는 호흡기관, 소화기관, 방광 등의 벽에 있는 것으로 그 곳의 화학적 및 기계적 변동에 의해 흥분을 일으키며 통증, 공복감, 갈증, 질식감, 토기, 충만감 등이 이 감각수용기를 거친다.
?? 감각수용기 및 감각의 일반적 성질
(가) 흥분성과 적자극 : 감각수용기나 감각기관은 높은 흥분성을 갖고 있어서 구심성신경섬유보다 월등하게 역치가 낮다. 그러나 모든 감수기나 감각기관은 여러 종류의 자극으로 흥분을 일으킬 수 있지만 감수기마다 특히 예민하게 반응할 수 있는 특정 자극이 각각 하나씩 있다. 이 자극을 적자극이라고 부른다.
예를 들면, 눈의 망막에는 광선, 귀에는 소리가 적자극이 된다.
감각을 일으키는데 필요한 최소의 자극을 자극역치라고 한다. 감각 자극의 크기는 가해지는 자극의 강도와 시간에 따라 결정된다. 2가지 자극의 강도를 감각으로 식별하는데는 자극의 크기에 일정도 이상의 차이가 필요하다. 이 식별할 수 있는 최소의 차이를 식별력이라고 한다.
(나) 감각수용기 전압 또는 발생 전압 : 감각수용기의 종류에 따라 적자극은 온도 변화, 기계적 변화, 화학적 변화 등 각각 다르긴 하지만 자극이 가해지면 감각수용기에서는 모두 전압 변동으로 나타난다. 이러한 점에서 감각수용기는 일종의 변환장치라고 할 수 있다. 예를 들면 눈의 망막은 광선에너지를 전압 변화로 전환시킨다.
자극에 의하여 감각수용기에서 발생하는 전압을 감각수용기 전압이라 하고, 이 감각수용기 전압이 구심성신경섬유에서 가시전압(spike-potential)을 일으킬 만큼 클 때의 감각수용기 전압을 발생전압이라고 한다. 감각수용기 전압은 자극의 크기가 커지면 이 전압의 크기도 따라서 커지는 단계적 변화를 보이며 전도성이 없는 국소 반응이다.
(다) 감각의 순응 : 동일한 감각기관에 동일 자극이 지속적으로 가해지면 그것에 대한 감수성이 변화되어 차차 감각이 약해지는데 이것을 감각의 순응이라고 한다. 순응의 정도는 수용기에 따라 다르다. 즉 근방추의 순응은 느리고 피부의 촉각수용기의 순응은 빠르며 온도각수용기의 순응은 양자의 중간이다.
순응은 피로와 비슷하긴 하나 피로와 다른 점은 흥분성이 감퇴되지 않고 항상 일정한 감수성을 지속하고 있는 점이다. 따라서 약간의 자극 변화에도 예민하게 반응한다.
(라) 투사 : 신체에 가해진 자극은 결과적으로 대뇌피질에서 감지하는데, 우리는 대뇌피질에서의 반응으로 느끼지 않고 자극이 가해진 신체의 부위에서 느끼게 된다. 이를 투사라 하는데 대뇌의 오묘한 기능이라고 할 수 있다. 긴 막대기로 좁고 어두운 구멍을 더듬을 때에 그 막대기의 끝에 토끼가 닿는지돌이 닿는지를 알아낼 수 있다. 즉 단단한 것 또는 부드러운 감각이 막대기 끝에 투사된 것으로서 결코 손가락 피부의 감각에 의해 느끼는 것이 아니다.
(마) 특수감각 활력의 법칙 : 어떤 수용기 또는 감각신경에 부적자극을 가해도 그 수용기 특유의 감각이 일어나는 현상이다. 예를 들면 눈의 망막이나 시신경에 기계적 혹은 전기적 자극을 주어도 광선 감각이 일어나는 것 등이다.
2. 체성 감각(일반감각)
체성감각은 피부감각과 심부감각의 2가지로 구분된다
?? 총피(피부 및 피부 부속기관)와 피부감각
(1) 피부
피부는 신체 표면의 거의 대부분을 둘러싸고 있는 조직으로 체중의 약 16%를 차지하고 연면적은 약 1.6㎡이다. 피부는 구강, 외비공, 외뇨도구, 항문 및 질 등에서는 직접 점막과 이어진다.
피부의 두께는 부위마다 차이가 있으나 대개 0.5~5㎜정도이다. 피부가 가장 얇은 곳은 고막과 안검으로 0.5㎜에 불과하고 두꺼운 곳은 수장과 족저이다. 일반적으로 남성보다 여성의 피부가 얇고 안면의 피부는 다른 부위보다 얇다. 또 체간의 전면이 후면보다 얇고 체지나 관절에서는 내측과 굴측이 외측과 신측보다 얇다.
피부의 색깔도 인종과 개인에 따라 다르다. 피부의 색깔을 결정하는 3가지 요인은 카로틴의 양, 모세혈관내의 변화 즉 혈액의 양이나 혈색소의 산화정도 및 멜라닌색소의 양과 분포 등이다.
원래 피부조직 자체는 카로틴이라는 물질에 의해 황색을 나타내지만 진피에 있는 모세혈관내의 혈액량이나 혈색소의 산화정도에 따라 적색에서 흑적색이 더해지고 또 멜라닌색소에 의해 흑갈색이 추가되어 피부의 색깔이 결정된다. 주로 신체의 굴측은 신측보다 백색이고 노출되지 않는 부분일수록 희다. 피부의 색깔은 피부의 유연도 및 활택도 등과 같이 진단하는데 도움이 된다.
1) 피부의 구조
피부는 표피, 진피 및 피하조직의 3층으로 되어 있다. 표피와 진피의 경계는 뚜렷하나 그 두께는 일정하거나 편평하지 않으며 진피유두가 표피를 진피에 단단하게 부착시키는 역할을 한다.
(가) 표피 : 표피는 피부의 외층으로서 혈관과 신경이 없는 얇고 투명한 중층편평상피로 이루어져 있으며 다시 각질층과 배아층으로 구분된다.
각질층은 피부의 가장 표면으로 끊임없이 벗겨져 일정한 때가 되면 떨어지는데 특히 수장과 족저에 발달되어 있다. 배아층은 각질층의 내층으로 언제나 새로운 세포를 제조하고 흑색색소(멜라닌)를 포함하고 있다.
(나) 진피 : 진피는 피부의 중층으로 조밀한 결합조직층이며 다시 유두층과 망상층으로 구분된다.
유두층은 배아층의 심층으로 대단히 많은 유두가 표피에 부착하고 지각신경의 말단과 혈관이 있어 지각을 느끼며 이 부분이 손상 받으면 출혈이 된다. 특히 유두의 크기와 배열 상태에 따라 피부 표면에 기복이 형성되는데 이것을 피부문이라고 하며 수장이나 족저와 같이 털이 없는 곳에 뚜렷하게 나타난다. 피부문은 유전인자에 의해 결정된 대로 평생 변하지 않기 때문에 수지의 피부문(지문)이 법의학적으로 범죄 수사에 응용된다. 그러나 이마, 외이개, 음낭, 외음부 등에는 유두가 없어 피부문을 볼 수 없다.
망상층은 유두층의 심층으로 망상결합조직으로 되어 있으며 이 곳에 모근, 피지선, 한선 등이 있다.
(다) 피하조직 : 피하조직은 피부의 내층으로서 거칠은 결합조직으로 이루어지고 피하지방이 있으며 근막이나 골막에 부드럽게 연접되어 있다. 그러나 엄밀히 말하면 피하조직은 독립된 피부층이 아니고 진피의 연장으로 보아야 할 것이다. 지방층의 두께나 모양은 성별, 연령 및 부위에 따라 다르다. 지방층은 남성보다 여성, 소아나 노인보다 젊은 사람이 두껍고 둔부나 하복부가 다른 부위보다 더 두껍다. 안검, 음낭, 음경에는 지방층이 전연 없고 수배와 족배에는 거의 없다.
2) 피부 부속기관
피부 부속기관은 주로 표피가 변화되어 형성된 것으로 조갑, 모발, 한선, 피지선, 유선 등이다.
(가) 조갑 : 조갑(손, 발톱)은 수족 각지 말절의 배면에 있는 각질판상으로 표피에 묻혀 있는 부분을 조근, 밖으로 드러난 부분을 조체라 하고 조체 후측에 반달 모양으로 된 부분을 반월이라 하는데 영양 상태나 계절에 따라 크기가 달라진다. 조근과 조체를 받치는 밑부분을 조상이라 하고 특히 조상의 밑부분은 조갑의 성장과 재생을 담당하므로 조기질이라고 한다.
(나) 모발 : 모발(털)은 실낱과 같은 각질로서 수장, 족저, 소음순, 유두 및 각지 말절의 배면 등을 제외한 피부면 전체에 발생하며 모간(모체)과 모근으로 구분된다.
모간은 피부의 표면에 나와 있는 부분이고 모근은 진피의 망상층 중에 있는 것으로 팽대되어 모구라고도 하고 모낭이 모근을 싸고 있다. 모낭에는 피지선의 분비관과 입모근이 부착되어 있다. 입모근의 수축에 의하여 털이 서고 피부 표면이 닭살처럼 된다.
모발에는 체표에 주로 발생하는 생모(솜털) 외에 두발, 미모, 소모, 비모, 이모와 사춘기 이후에 발생하는 음모(치모), 액모, 수염 등이 있다.
모발의 색깔은 인종에 따라 다르다. 특히 백발은 영양불량이나 유전과 관계가 깊다. 그리고 모발은 피부면에 대하여 비스듬히 발생해서 동일한 방향으로 향하는데 이것을 모류라고 한다.
(다) 한선 : 한선(땀샘)은 땀을 분비하는 선으로 구순, 조갑, 고막, 음경의 귀두를 제외한 피부 전체에 있으며 특히 수장, 족저, 액와 등에 그 발달이 왕성하다. 한선의 선체는 진피 망상층 중에 있고 분비관은 나선상으로 굴곡한 후 피부의 외면에 개구한다.
한선의 수는 단위면적당 수장이 약 400개, 족저가 270개, 체간부는 175개, 하지는 130개 정도이다. 액와, 항문 및 회음부에는 대한선이 존재하는데 사춘기부터 그 기능이 왕성해지고 분비믈은 진하며 특이한 냄새가 난다.
(라) 피지선 : 피지선은 피지를 분비하는 선으로서 수장과 족저를 제외한 피부 전체에 분포되어 있고 그 선체는 진피 망상층 중에 있으며 분비관의 대부분은 모낭에 개구하나 일부분은 피부면에 직접 개구한다. 피지는 모발과 피부면을 윤택하게 하고 피부의 건조와 방수에 관여한다. 피지선의 분비는 사춘기에 가장 왕성하다. 이 때 분비관이 막혀 피지가 분비되지 않고 축적되어 피부 표면에 돋아나는 것을 여드름이라고 한다.
(마) 유선 : 유선은 젖을 분비하는 선으로 피하조직내에 있는 변형된 한선이며 발생학적으로는 표피에서 유래된 선조직과 피하조직에서 유래한 지방조직 등의 간질로 구성되고 그 위를 피부가 덮어 유방을 이룬다.
유방은 전흉벽의 양쪽 제3~6늑골의 사이에 있고 모양은 반구형이다. 유방은 성별, 연령 및 수유 유무나 수유시기에 따라 그 발육 정도가 크게 다르다. 남성과 여성의 유선은 유년기에는 거의 같은 정도로 발육하나 남성은 점차 퇴화하고 여성은 계속적으로 발육하는데 사춘기 이후에 급격히 커지고 수유기에는 최고에 달한다.
유방의 중심부에는 유두가 돌출되어 있고 이에 10수 개의 유공이 개구하며 유두의 주위를 둘러싼 부분을 유륜이라고 한다. 유두와 유륜의 피부에도 멜라닌색소가 풍부하여 담갈색을 띠며 임신 때에는 더욱 뚜렷해지는데 그 후에 다시 퇴색하지 않으므로 임신 경험의 표시가 되기도 한다.
3) 피부의 기능
피부의 기능은 다음과 같다.
(가) 보호 작용 : 외력이나 세균의 침입 등을 방지하고 신체의 내부기관을 보호한다.
(나) 감각 작용 : 촉각, 압각, 통각, 온도각 등의 피부 감각에 의해 외계의 상태와 위험 등을 감지한다.
(다) 체온조절 작용 : 전도, 방사, 증발에 의해 체열의 방산을 조절한다.
(라) 호흡 작용 : 산소를 취하고 이산화탄소를 배설한다(피부호흡).
(마) 배설 작용 : 한선에서 땀을 분비하여 불필요한 물질을 배설한다.
(바) 피지선의 분비 : 지선에서 피지를 분비하여 피부를 매끄럽게 하고 체내로 물이 침입하는 것을 방지한다.
(사) 비타민 D 의 합성 : 자외선의 작용에 의해 에르고스테린으로부터 비타민 D 가 합성된다.
(2) 피부감각의 의의와 종류
피부감각은 피부와 이에 연속되는 점막의 자극에 의해 발생하는 감각으로 촉각, 압각, 온각, 냉각, 통각 등의 단순한 감각들이다.
피부감각의 각 수용기에서 출발하는 구심성신경섬유는 척수 내에서 운동신경섬유와 시냅스를 이루고 척수반사를 일으킨다. 이들 모든 구심성신경섬유는 시상을 거쳐 대뇌피질의 중앙후회에서 신체 각 부위별로 연결된다. 각 수용기에서 오는 구심성신경섬유들은 각기 구별되어져 절대로 혼돈 되지 않고 특수 신경 에너지의 원리에 따라 중추로 정보를 보낸다.
피부에도 부위별로 수용기가 분포된 양상이 다르다. 피부에서 감각 형태에 따라 그것을 받는 수용기가 존재하는 부위를 추적해 놓은 것을 감각지도라고 한다.
1) 촉각 및 압각
촉각은 피부에 물체가 닿을 때 일어나고 가해지는 압력이 균등하지 못할 때에 피부가 변형이 생겨서 느끼게 된다. 자극의 위치와 속도를 감지하는 수용기는 서서히 순응을 보이는데 털이 있는 피부의 진피 최상층에 존재하는 머켈(merkel)씨 소체와 진피 심부에 있는 루피니(ruffini) 소체가 있다. 자극의 속도를 감지하는 수용기는 여러 모낭수용기와 털이 없는 피부의 마이스너(meisner)소체가 그것으로 순응이 매우 빠르다. 또한 순간적인 자극을 감지하는 수용기는 파시니(pacini)소체가 있는데, 파시니소체는 양파 껍질과 같이 여러 층으로 신경말단을 싸고 있어 진동과 같은 자극을 감지하기에 적당하다.
감각지도에 의하면 촉점(촉각수용기)은 대체로 1㎠ 당 25개 정도이나 신체 부위에 따라 다르다. 즉 체간과 체지의 근위보다 안면과 체지말단이 더 조밀하고 특히 설첨, 구순, 수지첨단 등이 가장 예민하고 수배, 족배, 흉부가 그 다음이다. 압각도 압점에 비교적 강한 기계적 자극이 가해져야만 흥분이 일어나고 파시니소체는 피하조직, 근육, 관절에 가까이 존재하여 건의 운동을 느끼며 특히 관절에서는 관절의 운동을 느끼게 한다. 압점(압각수용기)도 부위에 따라 분포 밀도가 다르다. 즉 1㎠당 수지 장면에는 100개가 있지만 배부에는 9개 뿐이다.
그리고 피부의 털의 촉각은 순응이 빠르고 압각은 순응하기 어렵다.
2) 통각
통각수용기는 피부뿐만 아니라 심부나 내장에도 널리 분포되어 있어 기계적, 열적 혹은 화학적 손상이나 병적 상태일 때에 일어나 신체를 위해로부터 막는 작용을 한다. 통각수용기는 자유신경종말로서 통점이 1㎠당 100~200개 있는데 특히 예민한 곳은 치수, 각막, 고막, 수지첨단, 안면 등이다. 또 통각은 자극이 사라진 후에도 얼마 동안 계속되고(잔존통각) 순응은 거의 일어나지 않는다. 다른 피부 감각에 비하여 방산되기 쉽고 국재도 분명치 않다.
통각이나 온도감각은 식별력이 뛰어나지 못한 감각으로 자극역치의 약 2배 자극에서 최대감각에 도달한다. 이러한 현상도 다른 감각 자극이나 암시에 의해서 상당히 변화한다.
소양증도 아주 약한 통각으로 소양감각수용기도 피부에 점 모양으로 분포되어 있다고 한다. 소양 부위는 한계가 뚜렷한 곳도 있지만 그렇지 않은 곳도 있다. 또 액와나 족저에 섬세한 자극을 가하면 간지러운 느낌을 나타내는데 이것은 촉각과 통각 자극이 가볍게 가해져 일어나는 것이다.
3) 온도각(온각 및 냉각)
온도각은 피부에 접촉되는 물체나 자체의 온도에 의하여 일어나는 감각으로 온각과 냉각수용기가 협동하여 반응하게 된다. 피부에는 1㎠당 온점이 1~3개, 냉점이 6~20개로 냉각수용기가 온각수용기보다 더 많다.
이 두 수용기는 안면과 수부에 제일 많이 분포되어 있으며 음경의 귀두와 각막에는 냉점만 있고 온점이 없는 것이 특징이다.
온도각은 피부 온도가 27~32℃ 일 때에는 0.5의 온도 차이를 구별할 수 있으나 피부 온도가 너무 높거나 낮으면 작은 범위의 온도 차이를 구별할 수 없게 된다.
가령 찬 물체를 이마 위에 올려놓으면 차갑게 느끼는데 이 때 찬 물체를 제거해도 얼마 동안 찬감각이 그대로 남아 있다. 이것은 실제로 피부의 온도가 내려간 후에도 계속되는 감각이란 의미에서 잔존냉각이라고 한다. 또 냉점을 뜨거운 물체의 끝으로 자극하면 찬감각을 느끼는데 이것을 모순냉각이라고 한다.
?? 심부감각
심부감각은 근육, 건, 근막, 골막, 관절, 인대 등 피부와 내장의 중간 영역에 압력이나 장력 등의 기계적 자극이 가해져 일어나는 감각으로 위치 및 운동감각과 심부통각의 2가지가 있다.
(1) 위치 및 운동감각
눈을 감고도 팔, 다리의 위치나 운동의 방향과 속도, 수지의 굴신 상태 등을 알 수 있는데 이와 같은 심부감각은 근육, 건 및 관절에 있는 감각수용기에서 흥분이 일어나기 때문이다(고유감각수용기).
골격근에는 근방추라는 감각수용기가 근섬유 사이에 병렬로 매몰되어 있어서 근육의 길이가 늘어날 때 흥분하며 이 흥분이 척수에 전달되면 바로 반사가 일어나서 근수축이 강화되므로써 근육이 더 늘어나는 것을 막는다. 또 건에는 골지 (Golgi) 건기관이 근섬유와 직렬로 연결되어 있어 건의 긴장도 증가로 흥분하고 반사적으로 근수축을 억제한다. 파시니소체는 피하조직 뿐 아니라 근육, 관절에 가까이 존재하여 건의 운동 특히 관절의 운동을 느낀다. 그리고 이들 근육, 건 및 관절에 있는 자유신경종말도 운동감각에 관여한다.
(2) 심부통각
심부통각은 근육, 건, 골막 및 관절 등이 손상되었을 때 느끼는 통각으로 수용기는 피부통각과 마찬가지로 자유신경종말이다. 심부통각은 피부통각보다 내장통에 가깝고 지속적이고 광범위하며 둔한 통각에 속한다. 특히 근육통은 지속적이고 자극이 없어져도 오래 계속된다.
심부통각의 중추는 자율신경중추이다. 통각의 감수성은 통점이 1㎠당 200개 정도인 체지기시부가 통점이 50개 정도인 체지말단보다 예민하다.
3. 내장 감각
일반적으로 내장에는 감각신경이 적고 구심성 자극의 대부분은 감각으로 되지 않고 자율신경계의 반사를 일으킨다. 따라서 각종 감각수용기는 있지만 통각 이외의 감각은 거의 없다고 할 수 있다. 그러므로 혈관내의 혈류를 느끼지 못하고 소화관내의 음식물에 대한 촉감 역시 알 수 없으며 심장의 수축운동이나 위장관의 운동도 감지하지 못한다.
내장감각을 장기감각과 내장통각으로 구분한다.
?? 장기감각
장기감각은 신체의 욕구를 표현하는 것으로 이 감각의 발생에 의해 생체는 욕구를 만족시키기 위한 행동을 하게 된다. 장기감각에는 기아감, 갈증감, 요의, 변의, 토기, 성욕 등이 있다. 원시적 감각이라고도 하는 장기감각의 수용기는 자유신경종말, 파시니소체, 혈관벽이나 장기벽에 있는 압수용기 및 화학수용기 등이 관계한다.
?? 내장통각
내장통각은 보통 때에는 일어나지 않고 주로 병적 상태에서 발생하는 것으로 감각수용기는 자유신경종말로 생각된다. 내장통각은 내장벽의 급격한 신전이나 강한 수축 혹은 혈행장애나 화학적 자극 등에 의해서 출현한다. 또 내장 자체의 통증이 아니고 체벽 내면의 자극, 예를 들면 흉막이나 복막의 염증, 압박 등에 의해서도 통증이 일어난다.
* 연관통
신체 내부 기관의 자극이 신체 표면 어느 특정 부위의 통증으로 느껴질 때가 있다. 예를 들면 심장 질환이 있을 때에 좌측 상완의 내면 피부가 아프거나 횡격의 중심부가 자극될 때에 어깨 끝 부분이 아픈 경우가 있는데, 이것은 심장이나 횡격막에서 일어나는 통각 자극이 상완이나 어깨 위에 투사되는 것으로 이것을 연관통이라고 한다. 이같은 연관통은 신체 내부 장기로부터의 통각을 전달하는 1차 감각신경과 해당 피부의 1차 감각신경이 척수에서 같이 수렴하여 고위중추로 통각을 전달한다. 그러므로 만약 심장에서 오는 통각신경이 흥분하면 고위중추에서 왼쪽 팔과 어깨에서 통각이 들어오는 것으로 혼돈하는 것이다.
신체 피부는 외부 자극을 자주 받아 통증을 일으키는 경향이 많기 때문에 아주 드물게 일어나는 신체 내부에 가해진 유해 자극을 피부에서 일어나는 것처럼 잘못 투사하는 것으로 생각된다. 신체 내부 질환일 때에 볼 수 있는 연관통 또는 과민성은 임상의학에서 진단이나 치유 과정 판단에 많이 이용하고 있다.
4. 특수 감각
특수감각은 일반감각기관에서는 감지할 수 없는 미각, 후각, 시각, 청각, 평형각 등의 감각으로서 신체의 일정 부위에 독립적인 구조를 가지고 존재하는 혀, 코, 눈, 귀(내이) 등의 감각기관이 담당한다. 이 중 미각과 후각은 화학적 자극에 대한 감각이고 시각과 청각 등은 물리적 자극에 대한 감각이다.
?? 미각
미각은 맛을 느끼는 감각으로 그 적자극은 화학 물질이고 수용기는 내수용기로서 주로 혀에 있는 미뢰이지만 연구개와 인두에도 여러 종류의 미뢰가 존재한다. 그러나 혀의 후측 중앙부에는 미뢰가 없다.
혀의 미뢰는 모두 약 200개 정도이고 미뢰는 5~20개의 가느다란 방추형의 미각세포인 미세포와 이들을 지지하는 지주세포 및 기저세포로 이루어진 타원형의 미각수용기이다.
미세포의 수명은 약 10일이고 가느다란 미각 구심성 신경의 말단과 연결되어 있다. 미각을 전달하는 신경은, 혀의 전측 2/3는 안면신경의 분지인 고삭신경, 후측 1/3은 설인신경, 그리고 연구개와 인두는 미주신경이 담당하고 중추는 대뇌의 측두엽에 있다.
미각에는 감미(단맛), 산미(신맛), 고미(쓴맛), 함미(짠맛)의 4종이 있다. 감미는 혀의 첨단, 산미는 혀의 측면, 고미는 설근에서 잘 느끼고 함미는 혀의 전체에서 골고루 느낄 수 있다.
미각은 순응이 잘 되며 후각과 같이 개인차가 크고 또 다른 조건에 의한 영향도 잘 받는다. 특히 온도에 의한 영향이 가장 심하다. 같은 정도의 함미라도 온도가 17℃ 에서 40℃로 올라갈수록 더 짜게 느껴진다. 산미는 신맛을 본 후에 다시 신맛을 보면 더욱 강하게 산미를 느끼고 설탕에 소금을 약간 넣으면 더욱 달게 느낀다. 대체로 미각을 식별하려면 30% 이상의 농도 변화가 있어야 한다.
보통 우리가 느끼는 맛은 4종의 특수한 맛에 후각, 구강점막과 혀의 촉각 및 음식물의 온도 등이 관련되어 이루어진다.
?? 후각
후각은 냄새를 맡는 감각으로 그 적자극은 휘발성의 물질 또는 어떤 종류의 미립자이고 수용기는 비강 상부에 있는 후상피이다.
후상피는 상, 중비갑개와 비중격의 상부에 있는 약 2.5㎝의 후점막에 존재하는 것으로 특수하게 분화된 후세포와 지주세포로 이루어지고 색깔은 연한 황갈색을 띤다. 후세포는 지주세포 사이에 비교적 고르게 분포되어 있고 표면에는 털과 같은 후모를 가지며 기저부는 가늘어져 후신경섬유가 된다. 이 후신경섬유가 모여 후신경을 형성하고 후신경은 사골의 사판을 지나 그 위에 있는 후구로 들어가 그 후측에서 후삭이 되어 뇌로 가서 측두엽에 있는 후각중추에 달한다.
후각은 미각과 같이 음식물의 맛과 식욕에 결정적인 영향을 준다. 후각의 역치는 낮고 대단히 예민하지만 순응이 아주 빠르다. 그러나 한 가지 냄새에 순응하더라도 그 밖의 다른 냄새에 대한 감수성은 남아 있다(선택적 순응).
사람은 2000~4000종류의 냄새를 식별할 수 있는 능력을 가지고 있다고 한다. 또 후각은 일반적으로 남성보다 여성이 더 정확하고 예민하다. 특히 여성의 배란 시기나 임신 초기에는 더욱 예민해진다. 어떤 동물에서는 후각과 성기능 사이에 밀접한 관련이 있다고 하는데 암컷의 발정기 때 암내를 풍기는 것이 그러한 현상의 일종이다.
?? 시각
시각은 광선의 중계에 의하여 각종 물체의 형상, 대소, 거리, 색조 등을 감지하는 감각으로 수용기는 안구의 망막의 시세포이고 적자극은 광선이다. 즉 시각은 광원에서 안구 내로 들어온 광선이 각막, 수정체, 초자체를 차례로 지나면서 굴절되어 망막에 이르러 시각수용기인 시세포(원추세포와 간상세포)의 시각 물질에 화학적 변화를 일으켜 시신경의 흥분을 유발케 하고 그 흥분을 시신경 전도로를 거쳐 대뇌피질의 시각영역에 전달해서 대뇌로 하여금 양쪽 눈에 맺어진 영상을 분석케 해서 명암, 색조, 물체 및 공간 등을 인식하는 감각이다.
(1) 시각기
시각을 주관하는 시각기는 안구와 안구 부속기관으로 이루어져 있다.
1) 안구
안구는 안와 내에 위치하는 직경 약 24㎜의 구형체로서 사진기의 구조와 비슷하다. 즉 안구는 3층의 막과 굴절질로 되어 있다.
(가) 안구의 막 : 안구는 섬유막, 혈관막 및 내막의 3층으로 구분된다.
① 섬유막은 안구의 표면을 둘러싸는 백색의 질긴 결합조직막으로 후측의 5/6를 차지하는 불투명한 공막과 전측의 1/6을 차지하는 투명한 각막으로 나눠진다.
공막은 안구를 보호하고 그 내면은 맥락막과 접하고 있으며 각막은 두께가 약 1㎜로서 안팎이 상피세포로 덮이고 그 사이에 결합조직이 있다. 각막에는 혈관은 없으나 신경은 풍부하여 매우 예민하다.
② 혈관막은 섬유막과 내막 사이에 있는 안구의 중간막으로 혈관이 풍부하며 맥락막, 모양체 및 홍채로 나눠진다.
맥락막은 공막의 내면을 덮고 있는 얇은 막으로 멜라닌색소가 풍부하여 암갈색을 띠고 내면은 망막의 색소상피층과 밀착되어 있다. 모양체는 맥락막의 전측에 있는 쐐기 모양의 두드러진 곳으로 그 내면에 60~80개의 작은 주름이 잡혀 있는데, 이것을 모양체돌기라 하고 여기에 수정체와 연결짓는 가는 모양체소대가 붙어 있다. 모양체에는 수정체의 굴절 조절에 이바지하는 평활근인 모양체근이 있다.
홍채는 수정체의 전면에 있는 중앙이 뚫린 원판상으로 그 뚫린 둥근 구멍을 동공이라고 한다. 홍채도 주로 색소성 결합조직이며 멜라닌색소 때문에 종족이나 개인에 따라 색깔이 다양하게 나타난다. 동공은 그 둘레에 있는 2종류의 평활근 즉 윤상의 동공괄약근과 방사선상의 동공산대근에 의하여 동공의 크기가 조절되며 이 근육들은 자율신경의 지배를 받는다.
③ 내막은 망막으로서 투명하고 물체를 감지하는 세포가 있으며 발생학적으로 뇌에서 생겼기 때문에 구조가 뇌와 비슷하다. 망막에 맺어진 상은 그 흥분이 시세포에 감지되어 시신경을 통해 뇌의 시각중추로 전달된다. 그러나 망막의 전체가 물체를 감지하는 작용을 하는 것은 아니다. 즉 모양체와 홍채의 내면을 덮는 부분은 감각상피가 없어 감각능력이 없다. 망막 후측의 중심부 근처에는 황색을 띠는 곳이 있는데 이 곳을 황반이라 하고 그 중심부는 오목한 중심와를 이루어 망막이 아주 얇아지고 시세포가 조밀하게 모여 있어 물체를 가장 똑똑하게 볼 수 있는 부분이다. 황반의 약 3㎜내측은 시신경이 들어오는 곳으로 약간 두드러진 시신경원판이 있는데 이 곳은 감각상피가 물체를 감지할 수 없기 때문에 맹점이라고 한다.
망막은 10층의 세포층으로 구성되는데 가장 외층에 2종류의 시세포인 간상세포와 원추세포가 있다. 그리고 시신경원판에 모인 신경섬유는 시신경을 형성한다.
시세포는 사진 필름의 감광물질인 취화은과 같은 것으로 일종의 감광세포이며 간상세포와 원추세포의 2가지가 있다. 간상세포는 망막의 주변에 많이 있으며 밤눈보기를 하나 색갈은 볼 수 없고 단지 명암만을 구별한다. 그리고 원추세포는 망막의 중심에 많이 있으며 낮눈보기와 색깔보기를 한다. 이 때문에 밤에는 모든 물체가 회색으로만 보인다.
(나) 안구의 굴절질 : 광선이 망막에 도달하는 동안 각막, 안방수, 수정체 및 초자체 등을 지나면서 굴절한다.
① 안방수는 투명한 액체로서 모양체돌기에서 분비되어 후안방(모양체돌기, 수정체의 전면과 홍채 후면 사이의 좁은 틈)으로 나와 동공을 거쳐 전안방(수정체의 전면, 홍채 및 각막의 후면으로 둘러싸인 곳)으로 들어간 후 홍채와 각막이 이어지는 곳에서 정맥으로 주입된다. 안방수는 끊임없이 순환한다. 만일 어떤 장애로 순환이 되지 않으면 안방수가 증가하여 안압이 높아져 소위 녹내장을 일으킨다.
② 수정체는 투명한 볼록렌즈 모양으로 지름 약 9㎜, 두께 약 4㎜이다. 수정체의 주변부에는 모양체돌기에서 나온 많은 미세한 섬유인 모양체소대가 붙어 있는데 이것은 수정체의 두께를 조절하여 초점을 맞춘다. 수정체는 젊은 사람에서는 투명하고 두꺼우며 유연하다. 그러나 나이가 많아짐에 따라 그 중심부로부터 점점 혼탁해지는 경향이 있고 두께도 얇아진다. 이 상태가 심해진 것을 백내장이라고 한다.
③ 초자체는 수정체의 후측과 망막 사이의 넓은 안구 내강을 채우고 있는 무색 투명한 젤리 모양의 조직으로 안구의 형태를 구형으로 유지하고 안압을 조절한다.
2) 안구 부속기관
안구 부속기관은 안구의 보호와 운동 등을 담당하는 것으로 안검, 결막, 안구근막, 누기, 안근 등이 있다.
(가) 안검 : 안검은 안구의 전면을 덮는 2개의 상, 하안검으로 구성되고 각 안검의 유리연에는 2~3열로 배열된 첩모(속눈썹)가 있다. 구조는 피부, 근육, 검판(연골) 및 결막으로 이루어지고 검판에는 검판선이 있어 안지를 분비한다.
안검의 기능은 안구를 보호하고 눈으로 들어가는 광선을 차단하는 것이다. 눈을 감게 하는 것은 안윤근이고 눈을 뜨게 하는 것은 상안검거근이다.
(나) 결막 : 결막은 안검의 내층으로 상, 하안검의 내면과 안구의 전면을 싸고 있기 때문에 안검결막과 안구결막으로 나눈다.
(다) 안구근막 : 안구근막은 얇은 결합조직막으로서 안구의 후측을 싸고 있으며 이 막과 안와벽의 사이에는 지방이 가득 차 있다.
(라) 누기 : 누기는 눈물(누액)을 분비하는 누선과 눈물을 운반하는 작은 관들로 구성된다.
누선은 안와의 상벽 외측(전두골의 누선와)에 있는 납작한 난원형의 장액선으로 6~12개의 배설관이 상결막원개의 외측에 개구한다. 눈물은 안구의 전면을 내측으로 흘러 내안각에 있는 누소관으로 들어간다. 눈물은 약한 알칼리성의 맑은 액체로서 안구의 전면을 적셔 깨끗이 청소하고 약간의 효소를 함유하여 살균 작용도 한다.
누소관은 내안각에서 시작되는 가는 관으로 내측으로 가서 누낭에 개구한다.
누낭의 하측은 하비도에 개구하는 비루관으로 이어진다.
(마) 안근 : 안근에는 안구를 움직이는 6개의 근육과 눈을 뜨게 하는 1개의 상안검거근이 있다.
① 상직근, 하직근, 내측직근, 외측직근, 상사근은 시신경관에 있는 총건륜에서 기시하여 안구에 정지하고 작용은 각각 안구를 상하, 내외 및 내회선시키며 하사근은 안와하벽에서 기시하여 안구에 정지하고 작용은 안구를 외회선시킨다. 하사근에는 활차신경, 외측직근에는 외전신경, 기타에는 동안신경이 분포한다.
② 상안검거근(동안신경)은 접형골소익의 하면에서 기시하여 상안검연골에 정지하고 작용은 상안검을 들어 올린다.
(2) 시각 생리
시각은 광선감각, 색조감각, 물체의 대소 형태 구별 및 거리의 원근과 공간감각 등으로 구성된다.
1) 결상(상의 형성)
물체에서 나온 광선이 굴절질계를 통과하면서 굴절하여 망막에 상이 맺어지는데 이러한 과정을 결상이라고 한다. 물체와 눈 사이의 거리가 달라지면, 즉 가까운 곳을 볼 때에는 수정체가 두꺼워지고 먼 곳을 볼 때에는 수정체가 얇아진다. 물체의 원근에 관계없이 확실한 결상을 얻는 기전을 조절작용이라고 한다. 조절 작용을 거치지 않고 망막에 선명한 상을 맺을 수 있는 제일 가까운 곳을 원점이라 하는데, 그 거리는 보통 6m이고, 최대의 조절 작용하에서 물체를 선명하게 볼 수 있는 최단 거리를 근점이라 하는데 그 거리는 보통 7~10㎝이다.
2) 시야와 복시
한 쪽 눈을 가리고 한 눈으로만 고정된 지점을 계속적으로 바라볼 때 그 눈이 볼 수 있는 외계의 범위(사방을 볼 수 있는 각도의 크기)를 시야라고 한다. 시야는 대체로 원형이지만 코와 뺨 등에 가려서 보이지 않는 부분이 있어 가장자리가 타원형으로 변형되어 있다. 시야의 범위는 시야계로 측정한다. 그 각도는 방향에 따라 달라지는데, 내측이 65°, 외측이 100°, 상측이 60°, 하측이 70°정도이고, 물체의 색깔은 녹, 적, 청, 황, 백의 순서로 시야가 넓어진다.
일반적으로 두 눈으로 볼 때 시야의 모든 점은 두 눈의 망막에 동일한 상이 맺어져 2개의 상으로 보이지 않고 1개의 상으로 보인다. 그러나 한 점을 바라보고 있는 두 눈 중 한 쪽 눈을 부드럽게 압박하면 상이 2개로 보이게 된다. 이러한 현상을 생리학적 복시라 하는데 이 상태가 오래 지속되면 시각상의 억압이 되어 시각능력이 감소되거나 상실된다.
3) 시각과 시력
시각은 물체를 방향선(물체의 표면에서 초점을 거쳐 망막에 들어가는 직선) 위에 올려놓고 물체의 양쪽 끝에서 시작되는 두 방향선이 초점에서 이루는 각도이다.
시력은 물체의 형태를 분별할 수 있는 능력 즉 2개의 광점 또는 2개의 직선이 가까이 있을 때 그것을 2개라고 판단할 수 있는 능력, 다시 말하면 눈의 광학적 분해능을 말한다. 시력 측정은 2점을 2점으로 구별할 수 있는 능력을 측정하는 것인데, 이 2점을 구별하려면 보통 2점 사이의 시각이 1분 이상이어야만 한다. 예를 들면 최소분해각이 1분일 경우 그 시력은 그의 역수 1/1 즉 1.0이고 시력이 2.0이면 시각은 2.0=1/x 즉 x=0.5가 된다.
임상에서 시력을 측정할 때는 란돌트 고리 또는 스넬렌(Snelen)문자를 이용한다. 즉 흰 바탕에 검은 색으로 그린 고리나 글자의 트인 방향을 200㏓의 조명 아래에 두고 5m의 거리에서 알아 맞추도록 한다. 정상인의 시력은 1.0~2.0이나 자극 조건(조명), 눈의 조절이상 유무 및 망막의 대상 능력 등에 의해 영향을 받는다.
4) 굴절이상
정상적인 눈에서는 조절작용 없이 6m 떨어진 물체가 똑똑하게 보이도록 안구의 길이와 굴절력이 서로 적당한 크기로 알맞게 되어 있는데 이것을 정안시라고 한다. 그러나 안구의 길이가 짧아서 상이 망막의 뒤에 맺어지는 것은 원시로서 볼록렌즈 안경을 사용하여 교정해야 하고 이와 반대로 안구의 길이가 너무 길어서 상이 망막의 앞에 맺어지고 망막에는 산란된 광선이 도달하게 되어 상이 흐려지는 것은 근시로서 오목렌즈 안경을 사용하여 교정해야 한다. 이밖에 각막이나 수정체의 표면이 매끄럽지 못하고 굴곡되어 있을 때 눈으로 들어온 광선이 단일한 초점을 형성하지 못하여 상이 부분적으로 흐리게 나타나는데 이것을 난시라 하며 원추형 렌즈 안경을 사용하여 교정해야 한다.
5) 망막의 순응과 색조감각
밝은 곳에 있다가 갑자기 어두운 곳으로 들어가면 처음에는 눈이 잘 보이지 않다가 차차 시간이 감에 따라 보이게 되는데, 이것은 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동할 때 시각의 역치가 감소하는 것으로서 암순응이라고 한다. 이러한 현상은 간상세포가 있으면서 광선을 흡수하는 시자홍과 관계가 있다. 시자홍은 광선을 받으면 쉽게 분해되어 탈색된다. 밝은 곳에서 어두운 곳으로 들어가면 간상세포의 작용이 충분치 못하고 탈색된 시자홍이 광선의 감소로 다시 서서히 합성되면 간상세포의 기능도 활발해져 다시 보이게 되는 것이다. 만일 비타민A가 부족하면 시자홍의 형성이 잘 되지 않아 야맹증이 발생한다. 한편 암순응과 반대로 어두운 곳에서 갑자기 밝은 곳으로 나오면 눈이 부시고 잘 볼 수 없으나 얼마간 후에는 다시 사물을 정확하게 볼 수 있게 된다. 이러한 현상을 명순응이라고 하는데, 이것은 어두운 곳에서 많이 축적되었던 시자홍이 별안간 다량으로 들어오는 광선에 의해 분해되면서 간상세포가 지나치게 흥분하기 때문이다. 결국 밤에는 광선에 예민한 간상세포가 활동하고 낮에는 광선에 예민하지 못한 원추세포가 활동하게 된다.
색조감각과 그 흥분성은 광선의 파장과 감도, 자극의 지속 시간 및 망막의 상태에 따라 달라진다. 색조감각을 일으키는 기능은 원추세포가 가지고 있다. 광선의 색조는 적, 녹, 청의 3원색광이 기본이고 이 원색광의 혼합 비율에 따라 모든 색조가 나타난다. 망막에 있는 3종류의 원추세포는 3원색광에 각각 예민하게 반응하는 화학 물질을 포함하고 있으며 이에서 발생한 자극이 대뇌피질로 전달되어 여러 가지 색조를 구별케 한다.
게중에는 특정한 색깔(주로 적색과 녹색)을 구별하지 못하는데 이것을 색맹이라고 하며 선천적으로 남성 6~8%, 여성 0.6%가 유전에 의해 나타난다. 색맹은 반성 열성 유전으로 여성은 남성보다 적게 걸린다. 그리고 색약은 2가지 이상의 배합된 2차 색깔을 구별하지 못하는 것을 가리킨다.
?? 청각과 평형감각
청각은 소리를 듣는 감각이고 평형감각은 중력의 방향에 대하여 체위나 균형 상태를 인지하는 감각으로 신체를 안정시키는데 필요하다. 이들 감각의 수용기는 내이에 있으며 그 적자극은 음파이다.
공기의 진동파가 외이를 지나 중이에 이르러 고막과 이소골의 교체진동으로 바뀌고 내이의 와우각과 삼반규관에서는 다시 액체의 진동으로 변한 다음 신경 흥분으로 전환되고 이 흥분이 대뇌에 전달되어 청각과 평형각을 일으킨다.
(1) 귀의 구조
청각과 평형각을 주관하는 평형청각기 즉 귀는 외이, 중이, 내이로 구성되어 있다.
(가) 외이 : 외이(겉귀)에는 이개와 외이도가 있다.
① 이개는 측두부에서 돌출한 조개껍질과 비슷한 부분으로 이개연골이 지주를 이루고 이륜, 외이공, 이타, 이수 등으로 나눠진다. 또 이개에는 수의근이 있기는 하지만 이것을 스스로 움직이는 사람은 거의 없다.
② 외이도(외청도)는 외이에서 내측을 향해 S자상으로 약간 구부러져 고막에 이르는 관(직경 약6㎜, 길이 2.5㎝)으로 외계에서 음파를 고막으로 전달한다. 외이도의 외측 ⅓은 연골로 구성되고 내측 ⅔는 측두골내를 통과한다. 외이도 내면의 피부에는 피하조직이 아주 적고 연골부의 피하에는 이구선이라는 분비선이 있어 귀지가 주성분인 분비물이 나오는데 귀지는 사람에 따라 그 성질이 크게 다르다.
(나) 중이 : 중이는 외이도에서 들어오는 음파를 골진동으로 바꾸어 내이에 전달하는 곳으로 고막, 고실, 이소골, 이관, 유돌봉소 등이 있다.
① 고막은 외이도와 고실 사이에 있는 타원형의 은백색을 띤 얇은 막(가로 9㎜, 세로 8㎜, 두께 0.1 ㎜)으로 고실을 보호하고 외이도에서 들어오는 음파를 고실내로 전달한다. 고막의 가장 외층은 피부, 내층은 점막에 덮여 있고 그 사이는 결합조직으로 연결된다.
② 고실은 고막의 내측으로 측두골 내에 공기가 들어 있는 작은 공간으로 이 곳에 3개의 이소골이 있고 하측은 이관을 통해 인두의 비부와 교통한다. 고실의 외측벽에 있는 고막은 외이도와 고실을 경계짓고 내측벽은 내이의 외측벽에 해당되는데 2개의 구멍이 상하로 뚫려 있다. 즉 후하측의 둥근 구멍은 와우창(정원창)으로서 섬유로 된 제2고막에 막혀 있고 후상측에 있는 타원형의 구멍은 전정창(난원창)으로서 이소골의 등골저에 의해 막혀 있다.
③ 이소골(청소골)은 3개의 아주 작은 골로서 외측에서부터 추골, 침골, 등골의 순서로 관절을 이루며 연결되어 있다.
이소골의 가장 외측은 추골병으로 고막의 내측에 붙어 있고 그 내측은 등골저로서 전정창을 막고 있다. 이러한 이소골의 연결은 고막의 진동을 약 22배로 증폭시켜 내이로 전달한다.
④ 이관(Eustachian tube, 유스타키오관)은 고실과 인두의 비부를 연결하는 길이 4㎝ 정도의 납작한 관이다. 그 중 고실에 가까운 약간 짧은 부분(약 1.5㎝)은 골부이고 나머지는 연골부(약 2.5㎝)로서 내강은 고실 쪽이 좁고 인두 쪽이 넓다. 평상시에 이관의 내강은 거의 밀착된 상태이나 음식물을 연하할 때에는 잠시 열린다. 또 이관은 고실의 압력을 대기의 압력과 같도록 조절해서 고막을 보호해 준다.
⑤ 유돌봉소는 유양돌기의 실질 중에 있는 작은 공간으로 고실과 통하고 내면은 점막에 싸여 있다.
(다) 내이 : 내이는 측두골의 암양부 속으로 그 구조가 복잡하여 미로라고도 하고 이 곳에 청각과 평형감각의 수용기가 있다.
내이는 외측을 이루는 골성미로와 그 내측의 막성미로로 이루어지는데 양자의 구조는 거의 같고 양 미로 사이는 외림프강으로 외림프액이 들어 있고 막성미로의 내부는 내림프액으로 채워져 있다.
① 골성미로는 다시 전정, 와우각 및 삼반규관의 3부로 나누어진다.
전정은 골미로의 중앙부로서 전측은 와우각, 후측은 삼반규관과 이어지고 그 외측벽에는 전정창과 와우창이 있다. 삼반규관은 골미로의 후측에 있는 3개의 고리로서 그 위치에 따라 상, 후, 외측반규관이라고 하는데 각 반규관은 서로 직각을 이룬다. 와우각은 골미로의 전측에 있는 달팽이껍질처럼 나선상을 이루는데 2와 1/2회전한다.
② 막성미로는 골성미로의 내측에 있는 것으로 각 부의 형태와 위치가 골성미로와 유사하다. 다만 전정내에는 2개의 막낭이 있는데 후측의 것은 난형낭이고 전측의 것은 구형낭이라고 한다.
난형낭과 구형낭의 내면에는 각각 1개씩의 난형난반과 구형낭반이라는 비후된 곳이 있는데 이 곳에 존재하는 감각상피의 세포가 내이신경의 분지인 전정신경에 연결되어 평형각을 감지한다. 또 난형낭의 후측은 3개의 막성 반규관의 양각과 연결되고 그 개구부 중 3개소는 팽대되어 있는데 이 곳에도 감각상피가 존재하는 팽대릉이 있어 전정신경과 연결되어 평형각을 감지하는 역할을 한다. 이러한 감각상피는 체위의 변화와 머리의 회전 운동시에 막성미로 속에 들어 있는 내림프액의 흐름에 따라 감각세포의 모속들이 자극을 받으며 그 흥분파가 전정신경을 통해 중추로 전달되어 평형감각을 감지케 된다. 한편 와우각은 2와1/2 바퀴 회전하는 나선상의 막성 관으로서 내림프액으로 채워져 있다.
골성와우각의 횡단면을 보면 3개의 관이 나타난다. 상측의 것을 전정계, 하측의 것을 고실계, 양자 사이의 것을 와우관이라고 한다. 횡단면에서 본 와우관은 삼각형을 이루고 전정계와의 사이에는 얇은 전정막이 있으며 또 고실계와의 사이에는 비교적 두꺼운 기저막이 있다. 기저막 위에는 실질적 청각기인 코르티(Corti) 기관이 나선상으로 와우 전장에 걸쳐 2와1/2 회전하는 융기부로서 나타난다. 코르티기관(cortiorgan)은 청각에 관여하는 감각피부로서 5종류의 세포로 복잡하게 이루어진 구조물이다. 그 중 감각상피세포는 유모세포라 하고 세포 첨단에 청모가 있어 와우신경과 연결되어 소리를 감지한다. 또 감각세포 유리면에 있는 청모는 내림프액 내로 돌출하여 내림프액을 지나오는 음파뿐만 아니라 외림프액을 거쳐오는 음파의 진동도 간접적으로 감수하게 된다. 그 밖의 세포들은 모두 지주세포의 역할을 한다.
(2) 청각과 평형각의 생리
1) 소리의 성질
소리에는 고저, 크기 및 음색이 있다. 소리의 고저를 결정하는 것은 음파의 진동수로서 진동수가 적으면 저음이고 진동수가 많으면 고음이다. 사람의 귀가 들을 수 있는 소리의 범위는 20~16000hz 이지만 노년이 될수록 점차 고음을 듣지 못하게 된다.
소리의 크기는 음파의 진폭과 진동수와 관계가 있다. 사람의 귀 1000~2000㎐의 소리에 대하여 감수성이 가장 크고 상대방과 대화할 때의 소리 주파수는 250~400㎐이다.
소리에는 음색이 있는데 음색이 다르다는 것은 여러 가지 진동수의 소리가 혼합되어 소리가 고르지 않은 것이다. 실제로 우리가 듣는 소리에는 순수하게 한 가지 진동수로만 이루어진 것은 거의 없다.
2) 소리에 의한 신경 흥분의 발생
외이에서 내이까지는 소리가 물리적으로 전도될 뿐이고 감각은 일어나지 않는다. 중이의 이소골이 소리에 의하여 진동하면 난원창을 거쳐서 와우각의 외림프액에 진동이 전달된다. 와우각에 있는 기저막은 섬유성의 막으로서 외림프액이 진동하면 이 막도 상하로 진동하는데 이 막에는 유모세포가 있어서 기저막의 상하진동에 의하여 흥분하며 이 흥분이 와우신경섬유에 전도되므로써 대뇌피질의 청각중추로 흥분이 전달된다. 기저막은 소리의 진폭, 주파수 및 소리의 질에 따라 그에 상응하는 운동을 하게 되는데 주파수의 식별은 와우각의 기저부에서 가까운 기저막 부위가 진동할 때에는 고음으로 느껴지고 와우각의 꼭대기에 가까운 부위가 진동할 때에는 저음으로 느끼게 된다. 그 이유는 높은 주파수에는 짧은 액체의 기둥이, 낮은 주파수에는 긴 액체의 기둥이 공명하기 때문이다. 즉 최대로 움직이는 기저막 부위가 어딘가에 따라서 소리의 고저가 구별되는 것으로서 이 학설을 청각에 관한 부위설(place theory)이라고 한다. 소리의 크기는 기저막 부위가 운동하는 진폭이 크면 큰소리로, 작으면 작은 소리로 구별되고 음질은 그 소리의 파형에 따라 기저막의 운동 부위가 여러 가지 시차를 가지면서 최대 운동을 하는 것으로 구별된다.
소리의 방향 감각은 두 귀로 들을 때에만 있는 것으로 두 귀 사이에는 받아들이는 진폭의 차와 위상의 차로서 구별한다. 위상의 차는 음원에서 두 귀까지의 거리가 각각 달라서 음파의 봉우리나 골짜기가 두 귀에 동일한 순간에 도달하지 않는 것을 말한다.
3) 평형감각의 원리
내이에는 청각기관인 와우각 외에 머리의 위치를 알아내는 전정과 운동 및 회전감각을 알아내는 삼반규관이 있다. 전정에 있는 평형반은 특수한 감각세포집단으로 이들 세포에 있는 섬모의 끝은 젤라틴 모양의 끈적끈적한 물질에 의해 서로 합쳐져 있다. 이 젤라틴 덮개를 이석기라 하고 그 속에 탄산석회로 이루어진 이석(평형사)이 있다. 이석은 내림프액보다 비중이 크기 때문에 항상 평형반에 압력을 가하고 있으며 머리가 한 쪽으로 기울어지게 되면 그 압력의 방향도 변하게 된다. 이 압력의 방향 변화에 의해 유모세포가 자극, 흥분되어 전정신경에 구심성 충격을 발생시켜 머리의 위치를 감지하게 된다. 또 머리가 상하로 직진 운동을 하면 이석의 압력이 증가 또는 감소한다. 그러나 직진운동을 시작한 다음 운동의 속도가 일정해지면 가속도만 느낀다.
전정의 구형낭과 난형낭은 중력에 대한 정적인 평형 상태를 유지시켜 주는 반면 3개의 반규관은 3차원적인 배치를 하고 있어 3개의 평면 내에서 서로 직각으로 만나며 삼반규관 모두가 전정과 연결되어 막성미로내의 림프액이 서로 연락하게 된다. 각각의 반규관은 전정의 연결부 가까운 곳의 1개씩의 팽대부가 있고 이 곳에는 유모세포와 이세포의 털이 젤라틴으로 뭉쳐져 만들어진 소모가 삼반규관의 림프액에 떠 있다. 머리를 회전시키면 삼반규관은 머리와 같이 회전하지만 림프액은 그 자체의 관성 때문에 회전 방향과 반대 방향으로 흐르므로 소모도 림프액이 흐르는 방향 즉 머리의 회전 방향과 반대쪽으로 기울게 된다. 또한 수평면에서의 머리운동 즉 전진, 후진 및 수평회전 등일 때에는 수평반규관내 팽대정의 소모가 가장 크게 기울어지고 머리의 상하 운동 시에는 다른 반규관 팽대정의 소모가 크게 기울어진다. 이처럼 팽대정의 소모가 기울면서 유모세포를 자극하여 흥분이 일어난 전정신경을 거쳐 중추로 전달됨으로써 운동이나 회전 방향을 감지하게 된다.
갑자기 머리 운동을 할 때의 어지러움이나 차멀미, 배멀미 등은 모두 삼반규관의 이상자극과 관계가 있다.
♣ 연구과제
1. 특수감각의 종류와 그 수용기를 말해보자.
2. 혀의 부위별로 감지하는 맛의 종류를 알아보자.
3. 후각의 순응에 대하여 설명해보자.
4. 안구의 구조를 요약하여 보자.
5. 간상세포와 원추세포의 기능적 차이를 알아보자.
6. 망막에 물체의 상이 맺어질 때까지 광선이 지나는 눈의 부위를 차례대로 말해보자.
7. 근시, 원시 및 난시가 생기는 이유와 각각 어떠한 안경을 써야 하는지 알아보자.
8. 색맹과 색약을 비교하여 설명하여 보자.
9. 내이의 구조를 요약하여 말해보자.
10. 음파가 신경흥분으로 되어 중추에 도달하기까지의 과정을 알아보자.
11. 평형각이 어떻게 조절되는지 설명하여보자.
출처: 황금손 안마지압원‥‥‥수기치료사
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