| 특수 감각 기관은 특정 종류의 자극만을 받아들이도록 발달되어 있다. 이들 자극은 원심성의 감각신경을 통해 뇌로 전달되는데, 뇌는 자극을 감지하고 해석하는 곳이다. 각각의 감각을 받아들이는 말단 기관은 특정한 자극만을 받아들이는 구조를 가지고 있다. 감각 기관은 3가지로 나누어진다. 시각, 청각, 미각, 후각, 압력, 온도와 같은 외부 자극을 받아들이는 기관을 '외수용성'(exteroceptive) 기관이라 하며, 배고픔, 목마름, 내부 통증과 같은 내부 감각을 받아들이는 기관을 '내수용성'(enteroceptive) 기관이라 한다. 근육, 관절, 반고리관 내에 있으며 위치 감각을 감지하는 기관을 '고유체위감각성'(proprioceptive) 기관이라 한다. |
눈(Eye)
■ Introduction
눈은 빛을 받아들이는 기관이다. 눈의 4/5는 안와(안구를 포함하고 있는 구멍)에 자리잡고 있는데, 안와는 지방조직으로 된 얇은 층으로 보호되어 있다.
안구의 외부 표면은 근육에 의하여 안와에 고정되어 있으며, 이 근육에 의해 자율적으로 안구를 조정하지만 어느 경우는 중추신경의 지시에 따라 안구를 움직일 수 있다.
■ 해부(Anatomy)
안구는 3개의 층으로 구성되어있다.
1) 외부층 - 보호막인 공막(sclera)이 존재한다.
2) 중간층 - 안구에 영양을 공급하는 혈관이 존재하는 층으로 맥락막이라 부른다.
3) 내부층 - 신경이 분포되어 있는 층으로 망막이라 부른다.
1) 외부층
이 층은 질긴 백색의 섬유성 조직(눈의 백색부분)으로 구성되어 있다. 이 층은 안구의 모양을 보존하고 안구 내부의 조직을 보호한다. 안구의 근육은 이 백색의 조직에 붙어 있다. 이 층을 공막이라 한다.
그러나, 외부층의 앞부분 조직은 뒷부분과 다르다. 이 층은 투명하며, 빛은 이 층과 수정체를 통과한다. 이 층을 각막이라 부른다.
2) 중간층
중간층은 많은 부분으로 구성되어 있다. 혈관층은 뒷쪽의 5/6을 차지하는데 이 층을 맥락막 이라고 부른다. 맥락막은 안구의 주요 동맥과 정맥을 포함하고 있다.
중간층의 나머지 1/6을 차지하는 층은 앞쪽에 위치하며 다음의 구조로 되어있다.
(a) 모양체
(b) 모양체 근육과 인대
(c) 수정체
(d) 동공을 감싸고 있는 홍채
중간층 전체는 2개의 방으로 나누어 지는데, 하나는 수정체의 앞에 위치하고 또 하나는 수정체의 뒤에 위치하며, 각각을 전방, 후방이라 부른다. 전방은 ‘안방수’라는 액체로 차 있다. 안방수는 충격에 대한 완충작용을 하며 빛을 굴절시키는 역할을 한다.
후방은 젤리와 같은 물질인 ‘초자체액’으로 차 있다. 이 액체도 또한 방어 역할을 하며 굴절을 시키는 물질로서 작용할 뿐만 아니라 안구의 모양을 유지하는데도 도움을 준다.
▶모양체: 맥락막의 앞부분으로, 공막과 연결되는 각막의 바깥쪽 경계 바로 뒤에서 홍채 주변을 둘러싸는 원형의 구조를 이룬다.
모양체는 근육섬유를 포함하고 있으며 여기에 인대가 연결되어 모양체와 수정체를 이어 고정시킨다. 모양체는 안방수를 생산하는 곳이다.
▶모양체와 인대: 모양체의 근육은 수정체가 순응하는데 관여한다. 즉, 모양체는 수정체에 연결되어 있는 인대를 통하여 수정체의 모양을 조절한다. 모양체 근육이 수축하면, 인대는 느슨해진다. 이어 수정체에 가해진 장력이 약해지므로 수정체의 앞 표면이 앞으로 나오며, 따라서 수정체의 중심이 볼록하게 변하여 사물에 초점을 맞출 수 있다. 이것을 ‘순응 반사’라 한다.
▶수정체: 수정체는 투명하며 양쪽이 볼록한 원반형의 구조를 갖는다. 수정체의 외부막은 수정체와 홍채를 이어주는 인대와 연결되어 있다. 홍채와 모양체 근육은 모양체의 부속물이다. 어떠한 조건에서도 수정체가 빛을 모으기 위해서는 수정체의 굴절율을 변화시킬 수 있어야 한다.
▶홍채와 동공: 홍채는 눈에 들어가는 빛의 양을 조절하는 근육 막으로 색소를 함유하고 있다. 홍채는 원형의 불수의 근육섬유로 구성되어 있다. 이들 근육 섬유가 수축하면 동공이 작아진다(밝은 빛을 볼 때 일어남). 홍채를 구성하고 있는 또 한 형태의 근육은 방사상 섬유로, 이 섬유가 수축하면 동공이 커진다(예를 들어, 밝은 곳에서 어두운 곳으로 옮기거나, 가까운 곳을 보다가 먼 곳을 보게 될 때, 또 두려움이나 통증과 같은 자극을 받을 때 일어난다).
3) 내부층
눈의 내부층은 신경조직으로 구성되어 있다. 이층을 망막이라 부르는데 모양체의 뒤쪽으로부터 ‘후방’(posterior chamber)으로 이어진다. 망막층은 빛을 받아들이는 고도로 전문화된 층이며, 망막에 연결되어 있는 시신경을 통해 빛의 자극을 뇌로 전달한다.
시신경은 대뇌의 후두엽에 존재하는 시각 중추로 연결된다.
각막, 안방수, 수정체, 초자체액을 통과한 빛은 망막에 도달되며, 망막에서 신경 에너지(nervous energy)로 전환된다. 그러나 빛을 받아들이는 망막의 모든 세포가 동일하지는 않다.
2가지 독특한 형태의 세포가 존재하는데, 균등하게 분포되어 있지는 않다. 이 세포들은 빛을 받아들이는 수용체이다.
(a) 간상체 : 색을 구별하지 못하며, 약한 빛에 의해서 자극을 받는다.
(b) 추상체 : 색을 구별하며, 밝은 빛에 의해서만 자극을 받는다.
검안경으로 안구를 검사할 때는 광선이 동공을 통과하여 망막에 도달하도록 조사한다. 검안경을 통해 보이는 부분을 ‘안저’라고 한다. 안저검사는 임상적으로 중요한데 왜냐하면 안구는 신체중 혈관을 볼 수 있는 유일한 부분이기 때문이다.
망막의 변화는 검안경을 이용하여 관찰할 수 있다.
시각에 관여하는 신경들은 한 곳으로 모아져 안구로부터 뇌로 이어지는데, 시신경이 모아지는 이 곳은 빛에 대한 수용체인 추상체 및 간상체가 존재하지 않는다. 이 부위를 시신경 유두(optic papilla) 또는 맹점(blind spot)이라 한다. 혈관 또한 이 부위에서 모인다.
시신경 유두는 시각에 관여하는 신경섬유가 한 곳으로 모여 시신경으로 이어지는 부위로 창백한 원반 모양으로 보인다. 시신경 유두는 전적으로 신경 섬유만으로 구성되어 있으며 간상체(rods)와 추상체(cones)는 포함하고 있지 않다. 따라서 이 부위에 상이 맺히면 빛을 받아들여 시신경으로 전달하는 수용체가 없으므로 물체가 보이지 않게 된다(맹점이라 한다).
맹점과 가까운 위치에 황반(macula lutea 또는 yellow spot)이라 불리는 부위가 존재한다. 황반의 중심에는 대부분의 acute vision에 관련된 부위인 망막중심와(fovea centralis)가 존재한다. 중심와는 추상체(밝은 빛과 색을 받아들이는 수용체)를 포함하고 있다. 중심와로 부터 멀리 이동할수록, 추상체의 수가 적어지며 망막의 주변에 가까워 질 수 록 간상체의 수는 증가한다.
■ 안구의 부속기관
안구중 노출된 1/5 부분은 보호막을 필요로 한다. 이 보호막은 안구의 여러가지 부속기관에 의해 제공된다. 여기에는 자발적, 비자발적으로 올리고 내릴 수 있는 안검(눈꺼풀 eyelids), 안검의 가장자리에 선을 형성하고 있는 짧은 털인 속눈썹(eyelashe)이 포함된다. 이들 부속기관은 외부물질이 안구 안으로 침입하는 것을 방지한다. 결막(conjunctiva)은 각 안검의 안쪽 표면과 안구의 노출된 앞 표면을 덮고 있다. 결막은 얇은 막으로서 안검이 안구에 손상을 내지 않고 안구의 노출된 부분을 덮을 수 있도록 매끄러운 표면을 형성한다.
눈물선(lacrimal glands)은 상안검(upper eyelids) 아래에 위치하고 있다. 눈물선은 세균에 대해 항균작용을 갖는 효소인 라이소자임(lysozyme)을 함유하는 눈물을 분비한다. 눈물 분비는 끊임없이 일어나고 있으며 과량의 눈물은 누관(lacrimal duct; 안검의 안쪽 가장자리에 존재)을 통해 누낭(lacrimal sac), 비루관(naso-lacrimal duct)을 통하여 배출된다.
■ 양안시/복안시(binocular vision)
정상적인 시력을 위해서는 양쪽 안구를 동시에 사용해야 한다. 이렇게 함으로써 양안시(binocular vision)를 가질 수 있다.
예를 들어, 어떤 물체가 신체의 왼쪽에서 보인다면, 그 물체로부터 나온 빛이 오른쪽 안구의 바깥 측면에 상으로 맺히며, 왼쪽 안구의 비측(nasal side)에도 맺힌다. 이 두개의 상이 뇌의 우반구에 위치한 후두엽에 의해 받아들여져야 한다.
아래 그림과 같이, 각 안구로부터 나온 시신경은 중심을 향해 후방으로 이어진다. 각각의 안구로부터 나온 시신경이 만나는 접합점(시신경교차 optic chiasm)에서, 시신경은 갈라져 오른쪽 안구의 바깥 측면과 왼쪽 안구의 안쪽 비측 으로부터 전달된 메시지를 뇌의 후두엽으로 전달한다.
■ 가까이 볼 때와 멀리 볼 때
빛은 망막에 거꾸로 된 상으로서 뚜렷하게 맺힌다. 20 feet이상 떨어져 있는 물체를 볼 때, 그 물체에서 나온 빛은 망막에 모아지기 전에는 평행한 경로를 거친다. 20 feet보다 가까운 거리에 있는 물체의 빛은 그 물체로부터 방사상으로 뻗어 나오므로 망막에 그 물체의 상을 뚜렷하게 맺히게 하기 위해 수정체의 곡면이 더 굴절되어야 한다.