뉴런, 시냅스의 기능 신경전달물질의 종류와 기능 뇌의 구조와 기능

신경계세포의 종류 

 

뉴런 neuron 

- 크기와 모양 기능이 다양한 뉴런들이 존재함

*운동뉴런, 감각뉴런 등

 

아교세포 glial cell  (교세포,신경교세포,신경아교세포라고 부름)

*성상세포,소교세포,슈반세포,희소돌기세포 등

 

 

세포수는 뉴런보다 아교세포가 더 많음

뉴런 < 아교세포

 

 

 

뉴런부터 살펴보면 뉴런=세포체

 

★세포체는 세포의 생존을 위한 여러가지 활동을 수행하고 뉴런의 신진대사 중 많은 부분을 담당한다.

세포체안에 핵, 리보솜, 미토콘드리아가 있음

 

★수상돌기는 다른 뉴런으로부터 정보를 받아들이는 머리카락 모양의 입력섬유이며 표면은 시냅스 수용체라는 특수한 구조들로 덮여 있음 *표면적이 클수록 더 많은 정보를 받아들인다. 또한 수상돌기 가시는 시냅스로 사용될 표면적을 넓혀주는 짧은 싹으로 표현될수있다

 

★축색돌기는 정보를 전기자극 형태로 전달하고 화학물질을 운반하는 기능을 하며 가늘고 길게 뻗어 나온 축색종말은 다른 수상돌기와 연결되어 시냅스전 종말을 형성하고 수초라는 절연물질로 싸여 있고 각 수초 사이에 랑비에 결절이라는 노출된 부분이 있다.

 

 

다음으로는 아교세포를 살펴보면

▪ 두뇌를 구성하는 세포 중 수가 가장 많으며 뉴런과 아교세포 두뇌에는 약 1조 개의 교세포가 있음

▪ 장거리에 정보를 전달하지 않음

▪ 뇌와 척수의 내부에서 신경세포에 필요한 물질을 공급하고 신경세포의 활동에 적합한 화학적 환경을 조성

▪ 축색돌기의 수초 생산, 혈류 관문의 구조적 지원, 영양소 운반, 면역계 조절 등의 역할

▪ 과거에는 단순히 다른 기능을 돕는 지원자 같은 세포로 간주되었지만, 오늘날에는 수용력, 기능, 중요성 측면에서 뉴런과 같다는 것을 알게 됨

▪ 학습 과정에 중요한 역할을 함

 

 

 

다음으로는 시냅스를 살펴보면 

▪ 한 뉴런의 축색종말과 다음 뉴런의 세포체에 있는 수상돌기와의 연접부. 약 1/100만 인치의 작은 틈

▪ 전기신호가 축색종말에 이르면 일부의 낭이 열리도록 자극하여 한 가지 이상의 신경전달물질이 분비됨

▪ 대상 뉴런의 수상돌기에 수용기라는 특별히 큰 단백질 분자가 있음

▪ 각 신경전달물질은 각기 다른 모양이며, 수용기는 그들이 받는 신경전달물질의 모양에 맞게 설계됨

▪ 수상돌기는 화학신호를 다시 전기신호로 전환함

 

 

신경전달물질이란?

▪ 시냅스에서 분비되는 화학물질

▪ 시냅스 전 종말은 구형에 가까운 아주 작은 소낭 속에 신경전달물질 분자들을 고농도로 저장

▪ 시냅스 틈으로 시냅스 전 종말에서 신경전달물질이 풍선이 터지듯이 분비

▪ 신경전달물질은 시냅스 틈을 거쳐 확산되어 시냅스 후막에 도달하고 거기에 수용체에 부착

 

 

신경전달물질의 종류

아세틸콜린 • 장기기억 형성에 관여. 수면 중에 보다 활성화됨

도파민 • 주로 긍정적 기분이나 감정을 야기함 • 움직임과 작업기억을 도와주는 역할 

*파킨슨병 환자들은 도파민이 부족해서 얼굴표정,감정표현이없고 보행도 어려움 또한 치매로 발전할 가능성 높음

세로토닌 • 긴장이완을 일으키고 기분과 수면을 조절하는 역할을 담당을하며 학습, 주의, 기억에 영향을 줌

에피네프린 = 아드레날린 • 심장 속도를 빠르게 하고 혈관을 축소시켜 온몸을 각성상태가 되게 함

노르에피네프린 = 노르아드레날린 • 각성상태를이르킴 • 동공을 확대하고 맥박을 빠르게 하며 소화를 억제하는 일을 담당 *아드레날린과 비슷함 스트레스 상태에서 교감신경계가 활성화될때 분비됨

*코티솔,엔돌핀 두가지 외 다양한 신경전달물질이있음 

 

 

 

뇌의구조를 3가지로 크게 나누면 이렇게 볼 수 있음

뇌간 < 간뇌 < 대뇌

 

 

뇌간부터 살펴보겠음

-뇌간안에는 중뇌,교뇌(뇌교).연수로 구성되어있음

생존을 위해 필요한 기능을 무의식적으로 조절을 함

 

뇌간안에는 밖에 드러나있지않지만 중뇌에서 연수에 이르는 중심부에 망상체라는 기관이 있음

망상체는 아주 수많은 핵으로 이루어진 제법 큰 기능임

*호흡,심장박동,혈압,눈동자의움직임,동공축소,얼굴표정,타핵분비와 같은 생존을위해 필요한 기능을 무의식적으로 조절하는 기관임

 

 

그리고 소뇌를 살펴보겠음

소뇌는 균형,자세,운동조절의 기능을 수행함

뇌 부피의 1/10 정도를 차지하지만, 전체 뉴런의 반을 가지고 있을만큼 뉴런의 수가 가장 많은 부위이기도함

▪ 운동과정과 인지과정 사이에 강한 관련성 : 모든 운동과정은 먼저 목표를 설정하고 변인들을 분석하며 결과물을 예측하고 움직임을 실행하는 신속한 생각 과정에 의해 진행됨

▪ 소뇌는 대부분의 학습작용을 담당한다고 최근에 밝혀진 내용임

 

 

 

마지막으로 간뇌를 보겠음

간뇌는 크게 시상,시상하부,뇌하수체 3가지로 구성되어있음

1)시상은 후각을 제외한 모든 감각기관에서오는 모든 입력정보가 먼저 시상으로가서 피질의 각 영역으로 보내짐

*후각은 시상을 거치지않고 뇌로바로감

2)시상하부는 시상의 아래쪽에있는건데, 뇌하수체로 신호를 보내 뇌하수체안에있는 호르몬 방출에 변화를 일으킴

그래서 먹기,마시기,체온조절,성행동,싸움등에 관여함

3)뇌하수체는 호르몬을 생산하는 내분비샘임 그래서 시상하부의 명령을 받아서 호르몬을 방출하고 혈류를 통해서 신체기관으로 운반을함

• 시상하부에서 전달되는 메시지에 대한 반응으로 뇌하수체에서 호르몬이 합성되어 혈류를 통해 신체기관으로 운반됨

 

 

 

다음으로는 해마와 편도를 변연계의 원호의 한 일부분을 차지하고 둘이 가까이 붙어있음 각자 따로 보겠음

 

해마는 • 작업기억의 정보를 장기저장소로 전달하고 학습을 공고화하는 역할 • 작업기억에서 지연된 정보를 끊임없이 확인하고 저장된 경험과 비교 • 해마가 손상된 사람들은 새로운 기억 저장에 어려움을 보이지만 손상 전에 형성했던 기억을 모두 잃지 않음

*감각기억을 장기저장소로 보내기위해 일종의 작업대역활을 하는 것이 작업기억임 그래서 작업기억에서 지연된 기억을 끈임없이 확인하고 저장된 기억과 비교를 하는곳임

 

ex)신문기사를 읽는다고 가정했을 때, 해마가 손상된 사람들은 똑같은 신문기사를 계속 새롭게 읽는 것처럼 느낌 새로운 기억의 저장이 어렵기 때문에 그런거임 그리고 알치하이병 환자들이 기억손실이돼는 이유는 알치하이머병이 해마의 뉴런들을 파기하기때문에 기억손실을 가져오는거임

 

 

그리고 편도를 살펴보겠음 

편도는 • 정서, 특히 공포와 분노에 중요한 역할을함 • 공격, 도망, 교미, 음식과 같은 생존에 영향을 미칠 수 있는 활동에 관여 • 편도와 해마둘이 가까이있다보니가 둘이 상호작용함 그로인해 : 편도와 해마의 근접성 때문에 정서적 요소가 유발될 경우, 기억이 장기저장소에 저장될 때마다 편도가 정서적 메시지를 부호화함. 그래서 정서적 사건들을 오랫동안 기억하게 함 

 

ex)사실적인 기억은 해마에 저장이돼지만,사실적인 기억에 붙어있는 정서적인 기억들은 사실적인 기억이 해마에 저장될때마다 편도에 이런 정서적인 기억이 저장됌 

 

*그래서 정서적인 기억이 저장이 안됀다면;;? 마음편하게 살수있음 

 

 

그리고 뇌의 뚜껑?! 대뇌반구의 바깥면 대뇌를 보겠음 

대뇌하면 떠오르는건 4가지가있을거임 전두엽,두정엽,축두엽,후두엽 이렇게 4가지를 뇌의4엽으로 구분함

전두엽은 : 이성 및 집행 통제를 담당

두정엽은 : 감각 및 공간처리, 운동조절, 주의집중을 담당

측두엽 : 청각자극 처리, 언어처리, 얼굴과 물체 인식을 담당 ex)운동을 지각하고 물체를 인식하는 복잡한 시각과정에도 기여함 

후두엽 : 시각자극 처리를 담당함

대뇌는 뇌 무게의 80% 정도를 차지하고 있음

*대뇌피질의 세포는 회색질을 구성하고 안쪽으로 뻗은 축색은 백색질로 구성함

 

 

그리고 뇌를 양면으로 나눠서 양반구를 살펴보겠음

좌반구는 신체의 우측에 있는 감각수용체 밒 근육과 연결되어있고 반대로 우반구는 신체 좌측에 있는 감각수용체 및 근육과 연결되어있음

 

좌뇌

-분석적

-감정조절

-계열적사고

-언어지향적

-미래지향적

 

우뇌

-직관적

-정서표출

-동시적사고

-감정,경험 지향적

-현재 지향적

 

▪ 좌뇌와 우뇌는 서로 협력해 작동함 : 투입된 정보를 양반구에서 각기 고유한 방식으로 처리한 후에 각 반구에서 얻은 결과들을 교환하고 비교, 통합함

 

ex)좌뇌형이다, 우뇌형이다 라고 들어본적이 있을텐데 좌뇌와 우뇌는 서로 정보교류를 하며 상호작용을 하면서 작동하기때문에 우리가 어떤 활동을 하때 한쪽뇌만 사용할수없고 전뇌적으로 다양하게 사용하게됨

 

 

 

그리고 좌뇌와 우뇌를 연결해주는 뇌량을 보겠음

 

뇌량은 좌우 대뇌반구 사이에 위치해 두 반구(좌뇌,우뇌)를 연결하는 신경다발임 각 반구의 정보를 교환하는 다리 역할을 하고 많은 신경섬유가 있어 각 반구의 정보가 아주 빨리 교류됨 그래서 뇌량이 손상을 입으면 원활한 정보 교환이 이루어지지 않음

 

ex)예전에 아주 심각한 발작증세가 있는 사람은 뇌량을 절단하는 수술을했다고함 뇌량이 절단되면 예를들어 슈퍼에서 과자하나를 사려고하면 좌뇌와 우뇌가 교류가 안돼서 좌뇌 우뇌 양반구에서 사투가 일어나는 사태가 발생된다고함

 

 

 

위와같이 우리는 뇌의 전체를 사용함 모든 뇌가 동시에 활성화되지는 않지만 fMRI로 촬영을 하면 어떤 활동을 하든, 어떤 기능이 필요한지에 따라서 뇌의 여러 영역이 작용한다는 것을 보여줌

 

 

정리

1 뉴런은 세포체, 축색돌기, 수상돌기 등으로 구성되어 있다.

2 아교세포는 축색돌기의 수초 생산, 혈류관문의 구조적 지원, 영양소 운반, 변역계 조절 등의 역할을 한다.

3 시냅스는 한 뉴런의 축색종말과 다음 뉴런의 세포체에 있는 수상돌기와의 연접부로 전기신호가 화학신호로 전환된다. 4 뇌는 뇌간(중뇌, 뇌교, 연수), 간뇌(시상, 시상하부, 뇌하수체), 대뇌(전두엽, 후두엽, 두정엽, 측두엽), 소뇌, 뇌량으로 구성되어 있다.

5 좌뇌와 우뇌는 서로 분리되어 작동되는 것이 아니라 서로 협력해 작동되고 있다.

 

 

 

추가적으로 뇌는 가로 방향으로도 구조를 살펴볼수있음 가로 방향에 의한 뇌의 주요 구조는 

전뇌(대뇌피질,시상,기저핵,변연계). 중뇌(덮개,상구,하구,흑질,피개). 후뇌(연수,뇌교,소뇌)로구분됨