2장 행동의 생물학적 기초

2장. 행동의 생물학적 기초 1. 뉴런 수준에서 행동을 설명하기

1) 신경계의 세포 : 뉴런 뉴런 : 정보를 받아들이고, 처리하고, 처리한 정보를 다른 뉴런, 분비선, 근육으로 전달 주로 어디로 가느냐에 따라 세가지 유형으로 구분 : 감각뉴런, 운동뉴런, 개재뉴런 수상돌기, 세포체, 축삭(축색), 종말단추

뉴런의 구조 랑비에 결절: 정보의 빠른 전달을 도움

신경충동 : 뉴런 내의 정보전달 한 뉴런의 축삭에서 시냅스를 건너 다른 뉴런으로 전달 뉴런 간 시냅스 연결은 계속 변함 나이가 들면서, 점진적으로 뉴런이 죽지만 시냅스 연결이 증가하여 뇌의 시냅스 총수는 유지됨 치매 : 뉴런의 가지치기의 증가 안 되거나 감소

시냅스: 한 뉴런의 수상돌기와 다른 뉴런의 축색 혹은 세포체 사이의 접합 정보를 수용하는 뉴런 정보를 전달하는 뉴런

2) 뉴런 내에서 정보의 전달 : 활동전위 뉴런 축삭 막의 바깥쪽과 안쪽에 전위차 존재 안정전위 : 안정(휴지)상태에서, 축삭 내부가 외부에 비해 음전위를 지님 활동전위 : 축삭을 흥분시키면 나트륨 이온이 세포 내부로 유입, 축삭 내부가 외부에 비해 양전위가 됨 1~100m/s의 속도(all or none: 실무율의 원리) 나트륨 이온이 세포내부로 들어간 후, 칼륨이온이 세포 밖으로 나와 전위차가 이전 상태로 돌아감

활동전위 뉴런을 전기적으로 자극하면 K+채널이 닫히고 Na+채널이 열려 Na+이 축색안으로 들어간다. 뉴런 내부에 Na+이 증가하면 활동 전위가 생성됨 b. 활동전위 생성 후 불응기 동안 채널은 원래 상태로 되돌아가 K+이 축색 밖으로 나오게 된다. K+은 세포 밖에, Na+은 세포 안에 더 많이 위치하게 됨 c. 화학적 펌프가 Na+을 축색 밖으로, K+를 축색안으로 들어오게 함으로써 이온의 불균형상태가 바뀌게 된다. 뉴런은 다시 새로운 활동전위를 생성할 수 있게 된다.

3) 뉴런간 정보전달: 시냅스 전달 시냅스 : 종말단추와 다른 세포를 기능적으로 연결 활동전위가 축삭을 따라 내려와 종말단추에 도착 종말단추 안에 들어있는 신경전달물질이 시냅스 틈을 건너 시냅스후막의 수용기에 결합 수용기 결합 후, 시냅스 후 뉴런의 흥분 또는 억제 흥분의 전체 양이 억제의 전체 양보다 크면 활동전위 유발

시냅스 전달

신경전달물질의 제거 시냅스 전 뉴런의 종말단추로 재흡수 시냅스에 있는 효소에 의한 비활성화 시냅스 전 뉴런의 자가수용기와 결합

4) 신경전달물질과 약물의 작용 아세틸콜린 : 근육이 수축하여 운동을 하게 됨 도파민 : 파킨스씨 환자에게 도파민 선구물질 투여하면 증상 감소, 도파민 과잉활동은 정신분열증 야기 가설 유력 노르에피네프린 : 동기와 정서에 관련(기분, 각성). 경계인식 세로토닌 : 수면이나 체온조절, 기분변화와 관련 엔도르핀 : 통증 감소나 쾌를 촉진. Runner’s high. 글루타메이트: 정보전달 관여 흥분성 신경전달물질 GABA: 억제성 신경전달물질. 뉴런의 발화 중지.

2장. 행동의 생물학적 기초 2. 신경계 수준에서 행동을 설명하기

1) 신경계의 구조 중추신경계 뇌 : 전뇌, 중뇌, 후뇌 척수 말초신경계 체성신경계 : 감각신경, 운동신경 자율신경계 : 교감신경계, 부교감신경계

말초신경계 - 체성신경계 감각신경 : 외부자극에 대한 정보를 중추신경계로 전달 운동신경 : 중추신경계로부터 근육으로 정보를 전달 - 자율신경계 교감신경계 : 에너지를 소모하는 작용 부교감신경계 : 에너지를 생산 유지하는 작용 - 중추신경계와 연결위치에 따라 뇌신경, 척수신경으로 구분

인간의 신경계

교감신경계와 부교감 신경계

척수 - 감각신경과 운동신경의 통로 구실 - 감각신경은 신체의 말초에서 척수로 정보 운반 - 척수에 도달한 정보 중 일부는 뇌로(감각으로 의식), 일부는 척수에 있는 운동뉴런과 직접 연결 (척수반사)

통증척수반사

기저핵 : 운동(느리고 점진적인 움직임) 통제 2) 뇌의 위계적 구조 전뇌 종뇌 대뇌피질 기저핵 : 운동(느리고 점진적인 움직임) 통제 변연계 : 해마(기억), 편도체(정서), 중격, 대상회 간뇌 시상 : 감각계의 최종 중계소 시상하부 : 호르몬 분비, 정서 통제 중뇌 상구(시각), 하구(청각), 흑질 후뇌 소뇌 : 운동(정교한 움직임) 통제 교 수뇌 연수 : 호흡, 심장박동

뇌의 구조 후뇌(뇌간):자동적 생존 기능 Medulla 심장박동, 순환 및 호흡 조율 Cerebellum 수면, 미세운동기술통제 수면, 깸과 각성수준 통제

중뇌(Midbrain)-정향(orientation) 운동, 각성 관여 유기체가 감각자극으로 향하게 도와 줌 (시각) 상구 고랑(열) 이랑 tegmentum tectum 하구 (청각) 시개(중뇌개): 유기체가 환경 내 일정지점으로 향하게 함

전뇌 변연계 감각계의 최종 중계소 호르몬 분비 정서통제 신체유지:배고픔, 정서 (정서 및 추동) 기억 성장조절 내분비선 통제 갈증,체온, 성행동 성장조절 내분비선 통제 정서 변연계 (정서 및 추동) 기억

3) 대뇌피질 대뇌피질의 구조 대뇌를 둘러싸고 있는 3mm 두께의 뉴런의 세포체 층 복잡한 정신활동이 일어나는 곳 좌우 대뇌반구 좌우반구는 4개의 엽으로 구분 : 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽

대뇌피질과 엽(lobe) 앞 부위에 체감각 피질, 일반적인 신체지각(촉각) 일차운동피질 존재 운동, 추상적사고, 계획, 기억과 판단 등에 관여하는 전문화된 영역 일차시각피질 배측 영역의 정보 받음 시각 정보 처리 일차청각피질 시각연합피질 청각, 언어에 관여 연합영역: 피질에 등록된 정보에 감각과 의미를 부여하는데 관여하는 뉴런들로 구성된 영역

체감각피질과 운동피질

3. 좌우 대뇌반구의 기능차 좌우반구는 뇌량이라는 거대한 축삭다발에 의해 연결 각기 다른 기능을 수행함으로써 효율적 처리 능력 발휘 (편재화: lateralization) 분리뇌 환자 연구(스페리) - 좌반구에 언어능력, 우반구에 제한된 언어능력 - 공간적인 과제는 우반구가 좌반구보다 우수함 - 얼굴인식과 이름의 매치에 어려움 겪음

정상 뇌의 좌우반구 차 좌반구-언어(수화 포함), 계산 등의 수리적 활동, 이해 우반구-지각과제 수행, 추론(inference), 통찰 우수, 의미를 명확하게 하기 위한 언어의 조율 자아감 조절 예: 단어제시 과제 수행 시 발-구두(좌반구) 발, 울다, 유리-베이다(우반구)

언어처리관련 뇌영역 모형

언어처리 시 뇌활동

분리뇌와 시각정보 이동경로 시각장의 좌측 절반에서 오는 정보는 우반구로 투입되며, 우측 절반의 시각장에서 오는 정보는 말소리를 통제하는 좌반구로 투입된다. 각각의 눈은 좌우 시각장 모두로부터 감각정보를 수용한다. 각 반구에서 수용되는 정보들은 신속하게 뇌량을 건너 반대편 반구로 전달된다. 뇌량을 절단당한 사람의 경우 이런 정보공유는 일어나지 않는다.

분리 뇌 실험

뇌 영상 PET(양전자단층촬영법): 무해한 방사능물질을 혈관에 주사해 인지과제 수행 동안 방사선 탐지기로 뇌를 스캔. 활성화된 뇌영역은 많은 에너지와 혈류를 필요로 하므로 방사능수준이 높다 fMRI(기능자기공명영상법): 활성화된 뉴런들이 더 많은 에너지와 혈액을 요구하기 때문에 활성화 영역에 집중된 산화헤모글로빈을 탐지. -방사능 노출 없음, 짧은 기간의 뇌 활성화 변화 분석

뇌 영상(fMRI, PET) 사람들이 몇 초간 철자 열을 마음 속에 상기하는 동안 활성화되는 좌반구 영역(PET 촬영)

뇌 가소성(Plasticity) 가소성: 아동기 뇌손상 이후 뇌의 재조직화가 이루어지거나 경험에 기초하여 새로운 경로를 구축함으로써 변화를 가져올 수 있는 뇌의 능력 나이가 어릴수록, 심각한 손상 후 크고 확연해진다 시각, 청각 등과 관련하여 사용되지 않는 영역을 다른 용도로 사용하게 됨 (예: 시각장애인의 손가락은 점자책을 읽을 때 손가락 촉 감 담당영역의 기능이 시각피질을 침범하여 확장됨. 환상사지 경험)