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후두골에는 커다란 난형의 개구인 큰후두구멍이 있는데, 이 구멍을 통하여 연수가 지나가면서 척수와 뇌를 연결한다.

후두골은 두개골을 형성하고 있는 다른 7개의 뼈 중 5개와 인접하고 있는데, 두개골 뒷면에서는 2개의 두정골(頭頂骨), 양쪽 두개골 옆면에서는 측두골, 두개골 앞면에서는 접형골(蝶形骨) 등이다. 후두골은 안쪽으로 오목해서 뇌의 뒷부분을 감싸며, 바깥쪽으로는 목의 근육조직이 붙어 있는 목덜미선으로 나타난다. 후두골은 막과 연골로 된 2부분으로 이루어지는데, 이 2부분은 아동기 초기에 합쳐진다. 후두골과 접형골 사이의 이음새, 즉 봉합(縫合)은 18~25세에 닫히고 두정골과의 봉합은 26~40세에 닫힌다.

네 발로 걷는 동물에서는 머리가 척주(脊柱)의 끝에 달려 있고, 큰후두구멍은 뒤쪽으로 놓여 있다. 목덜미의 근육조직은 머리를 지탱하기 위해 튼튼하게 발달되어 있고 모서리는 뚜렷하다. 반직립체위(半直立體位)인 원숭이의 경우에는 큰후두구멍이 부분적으로 아래쪽 및 앞쪽으로 이동해 있다.

목덜미근육은 튼튼하고 후두골과 두정골 사이의 봉합 근처에 높게 붙어 있는데, 거기서 때때로 융선(lambdoidal crest : 시옷자융선)을 형성한다.

사람의 진화 과정에서 큰후두구멍은 두 발로 걷는 것에 대한 적응으로 앞쪽으로 계속 이동해서 이제는 머리가 척추골의 꼭대기에 수직으로 균형 잡힌 상태로 놓이게 되었다. 동시에 목덜미의 근육조직이 붙어 있는 선은 시옷자봉합으로부터 아래쪽으로, 머리 뒷부분까지 이동해 있다. 오스트랄로피테쿠스, 호모 에렉투스와 같은 진화초기 인류에서는 목덜미의 분리부위가 종종 융기를 형성할 만큼 매우 튼튼한데, 이는 원숭이와 현대인 사이의 중간단계라고 할 수 있다.