신경계 생리학

신경계는 내 ∙ 외부의 환경을 인식하고 반응하는 신체의 수단 일반적인 신경계의 기능 중추신경계 (CNS) 접촉 통증 온도 변화 화학적 자극 신경계는 내 ∙ 외부의 환경을 인식하고 반응하는 신체의 수단 ㆍ 내부 환경의 조절(내분비계와 함께 작용) ㆍ 수의적인 운동조절 ㆍ 척수반사 프로그래밍 ㆍ 기억과 학습을 위해 필요한 경험의 조화

반응과 반사의 경로 비교 반응:자극 반사:자극 감각신경 중추신경 (뇌, 척수) 운동신경 반응동작 감각신경 척수 운동신경 pre 반응:자극 감각신경 중추신경 (뇌, 척수) 운동신경 반응동작 반사:자극 감각신경 척수 운동신경 반사동작

신경계 신경계 말초신경계 중추신경계 뇌와 척수 포함 (CNS) (PNS) - 감각기관 중추신경계까지 구심성 신경자극 전달. 신경세포로 구성 <neuron> - 감각기관 중추신경계까지 구심성 신경자극 전달. - 운동기관 중추신경계로부터 효과기까지 원심성 신경 자극 전달 뇌와 척수 포함

신경계의 해부학적 분류

중추신경계와 말초신경계의 운동섬유와 감각섬유 사이의 관계 중추신경계와 말초신경계의 운동섬유와 감각섬유 사이의 관계

수용기(Receptor) 종류와 기능 Sensory receptors : transducers that convert stimuli into electrical signals 1) Stimuli(자극) - receptor에 의해서 감지 2) Transduction - receptor들에 감지한 다양한 형태의 stimulus energy를 전기적인 에너지(action potential)로 변화시키는 과정 3) 감지되는 energy 종류에 따른 receptor 종류 ① Photoreceptor - 빛의 가시광선을 감지 ② Mechanoreceptor - 장력이나 압력변화 등 물리적 energy의 변화 감지 ③ Thermoreceptor - 차고 뜨거운 온도 변화 감지 ④ Osmoreceptor - 체액의 삼투압 변화 감지 ⑤ Chemoreceptor - 특정한 화학물질 감지 (날씨, 맛, 혈중 이산화탄소나 산소) ⑥ Nociceptor (pain receptor) – 피부의 손상을 감지

축색은 일반적으로 슈반세포에 의해 덮여 있으며 랑비에결절(node of Ranvier)이라 불리는 공간을 가지고 있음. 신경원 안정시 신경원의 세포외부는 양전하, 세포내부는 음전하를 띠고 있으며 이러한 전기적 전하의 차이를 안정시 막전압이라 함. 신경세포 =신경원 축색은 일반적으로 슈반세포에 의해 덮여 있으며 랑비에결절(node of Ranvier)이라 불리는 공간을 가지고 있음. 세포체 축 색 환경의 물리적 ∙ 화학적 변화에 반응 수상돌기

신경원의 구조

synapse

뉴런의 종류 감각 뉴런 연합 뉴런 운동 뉴런 자극의 감지, 전달 흥분의 중계 명령을 반응기로 전달

신경원의 전기적 활동 안정시 막전압 - 안정시 : 신경원은 음성 전압을 띄고 있다. 활동 전압 - 막을 통과하는 이온의 농도에 의해 결정(Na+, K+, Cl-) 활동 전압 - 탈분극이 역치에 도달하였을 때 발생 막의 투과성 변화 → Na을 세포안으로 받아들이고 → 내부 전압을 양성으로 변화하게 한다. - 재분극 막의 투과성 변화에 의해 안정시 막전위로 돌아가는 것 세포막을 통과하는 이온을 조절하는 채널

신경원의 전기적 활동

신경원의 전기적 활동 안정시 막전압 - 안정시 : 신경원은 음성 전압을 띄고 있다. 활동 전압 - 막을 통과하는 이온의 농도에 의해 결정(Na+, K+, Cl-) 활동 전압 - 탈분극이 역치에 도달하였을 때 발생 막의 투과성 변화 → Na을 세포안으로 받아들이고 → 내부 전압을 양성으로 변화하게 한다. - 재분극 막의 투과성 변화에 의해 안정시 막전위로 돌아가는 것

신경 흥분의 이동 재분극 휴지 전위 상태로 회복 탈분극 활동 전위 발생 분극 휴지 전위 발생

뉴런 사이의 흥분 전달 시냅스

신경전달물질과 연접전달 신경원들은 연접이라 칭하는 신경원은 신경전달물질을 사용하여 연접을 통과 - 연접전 막으로부터 방출 - 연접후 막의 효과기와 결합 신경원들은 연접이라 칭하는 접합부위에서 다른 신경원과 연결되고 연접전달(synaptic transmission)은 연접전 신경원에서 특정 신경전달물질이 충분히 방출될 때 발생하며 방출된 신경전달물질은 연접후 세포막의 수용체와 결합.

연접부위로 방출한 신경전달물질은 목표 세포막의 수용체와 결합하여 세포체와 수상돌기에 점증적이며 연속적인 탈분극을 일으킨다. 이러한 점증적인 탈분극을 흥분성 연접후 막전압이라 함. 연접후 세포막에서 활동전위를 만들 수 있는 두 번째 방법을 여러 개의 다른 연접전 신경으로부터 흥분성 연접후 막전압이 합해지는 것이며 이를 공간가중이라 함 신경전달물질은 흥분성 또는 억제성이 될 수 있음. 흥분성 전달물질은 나트륨에 대한 신경 세포막의 투과성을 증가시켜 흥분성 연접후 전압을 만들고 억제성 신경전달물질은 신경세포를 더욱 음전하로 만들어 과분극 시킴. 이러한 세포막의 과분극을 억제성 연접후 전압이라 함 억제성과 흥분성 둘 다 될 수 있는 신경전달물질이 있는데 아세틸콜린이 바로 그것이다. 아세틸콜린은 골격근의 탈분극을 유도하는 반면에 심장의 과분극을 야기시켜 심박수를 저하시킴.

감각정보와 반사 ㆍ 신체의 위치정보를 중추신경계에 제공하는 수용기를 고유수용기 또는 운동역학적 수용기라 하며 고 유 수 용 기 ㆍ 신체의 위치정보를 중추신경계에 제공하는 수용기를 고유수용기 또는 운동역학적 수용기라 하며 근방추, 골지건 기관 그리고 관절 수용기 등이 있음. 관절 내 • 외에 뻗어있는 감각장치에는 관절낭, 인대, 근육에 위치하고 있다. 관절 및 인대 수용기 3가지는 자유신경종말(접촉 ,압력), 골지형 수용기(관절의 인대에서 발견), 파시니안 소체( 관절의 회전속도감지)이다. 이러한 관절 수용기는 신체 움직임의 속도와 관련된 신호뿐만 아니라 신체부위의 적응상태를 인식하여 신체가 함께 균형을 이루도록 정보를 제공.

감각정보와 반사 ㆍ 근육활동의 대사 비율에 관련된 정보를 중추신경계에 제공하며 근육내의 화학적 환경변화에 매우 민감. 근 화 학 수 용 기 ㆍ 근육활동의 대사 비율에 관련된 정보를 중추신경계에 제공하며 근육내의 화학적 환경변화에 매우 민감. - 수소이온 농도 - 이산화탄소(CO2) ☞ 운동에 반응하는 심혈관과 - 칼륨(K+) 폐기능에 중요

감각정보와 반사 자극에 대한 빠르고 무의식적 반응 신경반사 전달과정 상호억제 자극 반 사 반 사 자극에 대한 빠르고 무의식적 반응 신경반사 전달과정 1. 감각신경으로부터 척수로 신경 전달 2. 신경원내 운동신경 활성화 3. 운동신경원의 근육 활동 조절 상호억제 - 근육에 전달되는 흥분성 연접후 막전압을 자극으로부터 철회 - 상반되는 근육에 억제성 연접후 막전압 발생 자극

근방추의 역할

골지건기관의 역할

반사궁. 손가락이 날카로운 압정을 찔리게 되면 손가락에 있는 통각 수용기가 자극을 받게되고, 이 자극은 구심성(감각)신경 섬유를 통해 척수에 전달되게 된다. 그리고 자극은 게재신경을 지나 운동신경의 세포체에 전달되게 된다. 그러므로 손을 빠르게 움추리게 할 수 있는 적절한 자극이 근육에 전달되게 된다.

신체운동기능 말초신경계의 체성운동 신경원 - 척수로부터 골격근으로의 신경자극 전달 운동단위(Motor Unit) - 운동 신경원과 그것을 지배하는 모든 근육 섬유 즉, 한 개의 운동신경에 연결되는 근섬유를 말한다. 신경지배비율 - 운동 신경원당 근육 섬유의 수

운동단위

전정기관과 균형 기 능 위 치 귀 속에 위치, 균형을 유지하는 기능이 있음. 머리의 균형 및 위치를 지속적으로 유지하는 것임. 전정기관이 적절하게 적용하지 않는다면 머리의 움직임을 필요로 하는 신체활동에 대한 정확한 운동수행 능력을 방해함. 기 능 귀 속에 위치, 균형을 유지하는 기능이 있음. 특별하게도 전정기관의 수용기들은 직선속도와 각속도에 관한 정보를 제공 위 치

균형과 평형을 유지하는 전정기관의 역할

뇌의 운동조절 기능 대 뇌 척 수 소 뇌 - 대뇌피질 복잡한 운동의 조직화 학습된 경험의 저장 지각정보의 수용 - 운동피질 대 뇌 - 대뇌피질 복잡한 운동의 조직화 학습된 경험의 저장 지각정보의 수용 - 운동피질 수의적 움직임 대부분 관여 척 수 소 뇌 복잡한 운동 조정 - 도피반사 운동활동을 조절하는 신경원의 구성 집단 - 척수조율 수의적 움직임이 적합한 근육 활동으로 전환

운동피질의 특정 부위가 자극받게 되면, 신체의 어떤 부위가 영향을 받게된다. 이러한 부위들의 크기는 자유스런 움직임과 관련된다 운동피질의 특정 부위가 자극받게 되면, 신체의 어떤 부위가 영향을 받게된다. 이러한 부위들의 크기는 자유스런 움직임과 관련된다. 예를 들어, 혀, 엄지발가락 그리고 입술들은 큰 부위에 해당되며, 이 부위의 작은 근육들을 수축시키는 데에는 최소의 자극만이 요구된다.

운동기능의 조절 ㆍ 수의적 운동조절은 매우 복잡하고 몇몇 피질하 영역뿐만 아니라 뇌의 많은 영역의 협조를 필요로 함. ㆍ 야구공을 던지는 투수 동작은 정확한 타이밍과 함께 뇌중추와 척수반사의 상호작용으로 이루어짐. ㆍ 수의적 운동이 실행되는 첫 번째 단계는 피질하와 피질정보 영역에서 발생하며 여기서 대략적인 움직임 계획을 설정. ㆍ 소뇌는 빠른 움직임을 만드는데 중요한 역할을 하는 반면에 기저핵은 느리고 신중한 움직임을 관장.

운동기능의 조절 ㆍ 소뇌와 기적핵으로부터 정확한 움직임 프로그램은 시상을 통하여 운동피질에 보내지며 이는 척수에 보내져 척수조율 과정을 거쳐 골격근으로 전달. ㆍ 근육수용기와 고유수용기로부터 중추신경계의 피드백은 필요한 경우에 한해서 움직임 프로그램을 수정할 수 있음.

운동피질은 피질하 지역에서 입력된 정보의 도움으로 운동 활동을 조절.

자율신경계 교감신경 자율 신경계 부교감신경 심박수 증가 심박수 감소 자율 신경계는 신체의 내부환경을 일정하게 유지하는 역할을 함. 자율 신경계 교감신경 부교감신경 심박수 증가 심박수 감소 노르에피네프린 (NE) 분비 효과기관 흥분 아세틸콜린(Ach) 분비 효과기관 억제

자율신경계의 전달물질

운동과 뇌기능 향상 최근 5년간 인간의 연구에서 운동은 뇌의 기능을 향상시키고 노화와 관련하여 인지 손상의 위험률을 감소시키는 것으로 알려져 왔다. 규칙적인 운동이 뇌질환(알츠하이머)과 뇌상해(뇌졸중)와 같은 것으로부터 뇌를 보호하는 것은 명백하다.