신경계의 구성과 발생

대뇌 겉질 신경세포 : 210억 개 이상 말이집 신경섬유: 150,00km 이상 감각, 움직임, 정신처리과정은 신경계 내의 세포들 간에 화학적 전기적 상호작용으로 이루어짐 거대한 회로망 신경계 세포의 종류: 아교세포/신경세포

뇌의 영상

뇌  1000 억개의 세포 뇌 속 연접의 수  10¹⁵ 신경세포 (neuron)  신경계를 구성하는 구조적, 기능적 단위 1) 신경세포체 ( cell body) 2) 가지돌기 (dendrite) 3) 축삭 ( axon)  신경섬유 (nerve fiber) 신경섬유 1) nerve tract 2) nerve 신경세포체 1) nucleus 2) ganglion

회색질(gray matter) 백색질(white matter) 말이집(myelin)

신경세포(Neuron)

신경세포

신경세포

축삭운반

신경세포체 핵: 조절 중추, 신경세포 대사활동에 관여 미토콘드리아: ATP 합성 세포질세망(Endoplasmic reticulum: ER) : 단백질합성과 수송(거친 세망), 지방합성과 수종 (부드러운 세망) 리보솜: 단백질 합성, 신경전달물질합성(거친세망 에 부착된 리보솜) 골지체: 신경전달물질을 저장

가쪽면에서 바라본 신경계 영역

신경계통 말초신경  1) 12쌍의 뇌신경 2) 31 쌍의 척수신경 말초신경  1) 몸 신경 2) 자율신경 중추신경계  1) 12쌍의 뇌신경 2) 31 쌍의 척수신경 말초신경  1) 몸 신경 2) 자율신경 중추신경계  1) 뇌 ( medulla oblongata, pons, midbrain, cerebellum, diencephalon, cerebral hemisphere) 2) 척수 (spinal cord)

신경계의 발생 발생 18일경 외배엽( ectoderm)이 두꺼워진 신경판( neural plate) → 발생 20일경 신경구(neural groove), 신경주름(neural fold) → 신경주름이 합쳐져서 신경관(neural tube) →중추신경계의 모체 (central nervous system) 신경능 (neural crest) → 말초신경계(peripheral nervous system), 자율신경계(automatic nervous system)의 모체 신경관 (neural tube) * 전신경공 → 대뇌(cerebrum) * 후신경근 → 척수 (spinal cord)

자궁에서의 발달단계 배아전(~ 2주) 배아 (2~8주) 태아 (8주 ~ 출생)

배아로부터 신경계 발생과정

척수와 척수 신경의 발생 척수신경과 뇌신경은 신경능( neural crest)에서 발생한다. 신경관의 초기분화 1) 뇌실막층( ependymal layer) 2) 외투층( mantle layer) 3) 가장자리층( marginal layer) 기저판 (Basal plate) → 전각 (ventral horn) 익상판 ( alar plate) → 후각 (dorsal horn) 척추 갈림증 (spina bifida)  양쪽 척추궁(vertebral arch) 와 신경관 융합의 결손 1) 숨은 척추 갈림증 ( spina bifid occulta) 2) 낭성 척추 갈림증 (spina bifida cystica)

신경계형성 몸분절(체절, somite) 신경관 증식함에 따라 고랑이 생겨 척수 앞뒤로 분 리 앞-안쪽 부분(뼈분절, sclerotome) 뒤-안쪽 부분(근육분절, myotome) 가쪽 부분(피부분절, dermartome) 신경관 증식함에 따라 고랑이 생겨 척수 앞뒤로 분 리 앞영역: 운동판(motor plate) 뒤영역: 연합판(association plate)

신경계 형성

척수의 발생

발달장애 신경관 결함 척추갈림증(spina bifida)

척추갈림증

뇌의 발생 신경관이 형성 된 후에 일차뇌포 1) 전뇌(prosencephalon) 2) 중뇌 (mesencephalon) 3) 능뇌(rhombencephalon) 복측굴곡 1) 중뇌 → 두부굴곡( cephalic flexure) 2) 능뇌와 척수 → 경부굴곡 (cervical flexure) 이차소포는 5개의 소포형성 1) 발생 5주경 전뇌 → 종뇌 ( telencephalon), 간뇌 (diencephalon) 2) 중뇌 3) 능뇌 → 후뇌 ( metencephalon), 숨뇌( myelencephalon)로 나뉘고 교뇌굴곡(pontine flexure)이 나타남

뇌의형성

뇌의형성

뇌의형성

뇌의 지지구조 수막(meninges) 경질막(dura meter) 거미막(arachnoid membrane) 연질막(pia meter)

뇌부분과 신경관과의 관계

뇌실계의 발생 끝뇌 → 측뇌실 ( lateral ventricle) 사이뇌 → 제 3 뇌실( 3rd ventricle) 중간뇌 → 중뇌수도관 ( cerebral aqueduct) 뒤뇌, 숨뇌 → 제 4 뇌실 ( 4th ventricle) 척수 → 중심관 ( central canal)

Hydrocephalus

Hydrocephalus

세포수준의 발달 세포증식 이주 (방사 아교세포를 따라 올라감) 성장 목표세포까지 축삭 확장(성장뿔) 연접형성( 연접주머니, 신경전달물질 분비) 성숙하면 하나의 축삭이 하나의 신경섬유지배(다신경 지 배는 25주까지 사라짐) 말이집형성(태아 4개월 – 3세 말) 척수운동뿌리:1개월 말, 운동경로 2세 말 완성

세포수준의 발달 발달하는 동안 하나의 근육세포는 여러 축삭들의 지배를 받을 수 있으나, 다신경세포적 지배는 25주까지 사라지게 됨

세포수준의 발달 초기 발달에서는 뇌 부분의 발달 동안 형성되어진 세 포의 절반이 신경세포 사망(neuronal death) 발달하는 동안 목표세포에 여러 개의 축삭이 연접할 수 있으나, 성숙한 신경세포에서는 하나의 축삭만 남 겨두고 다른 축삭들을 사라짐 (발달하는 동안 하나의 근육세포는 여러 축삭들의 지배를 받을 수 있으나, 다 신경세포적 지배는 25주까지 사라지게 됨) 말이집형성 – 태아 4개월 ~ 3세말까지( 다른비율로 진 행, 척수 운동신경 뿌리는 약 1개월 말에 말이집 형성, 운동신경세포의 겉질에서 정보를 전달하는 신경로는 약 2세에 완성)

세포수준의 발달 성장뿔(growth cone)은 자신의 특성과 일치하는 화학적 유인체가 있는 영역으로 나아가서 목표세포와 연접을 형성

신경세포와 신경아교

신경세포 신경계통을 이루는 기본단위는 신경세포이다. → 정보전달기능 ( 다 른 조직과 구별되는 구조) 신경세포 1) 신경세포체( nerve cell body, soma) → 핵(nucleus)를 포함 한 다른 세포 소기관을 포함함 → 외부의 신호를 해석하고 처리 2) 가지돌기 ( dendrite ) → 다른 신경계로부터 정보를 받아들 임 3) 축삭( axon ) → 정보를 신경세포체에서 말단부위로 정 보를 전달 정방향전도, 역방향전도

신경세포

신경세포 신경의 전도 1) 연접( 시냅스 : synapse) → 신경과 신경이 만나는 것 2) 연접 전 뉴런 ( presynaptic neuron) 3) 연접 후 뉴런 ( postsynaptic neuron) 4) 연접공간 ( synaptic cleft) 5) 근육과 신경이 만나는 것 → junction 6) 수초 ( myelin sheath) 신경세포의 종류 1) 홑극 신경세포 ( unipolar neuron) 2) 두극 신경세포 ( bipolar neuron ) 3) 뭇극 신경세포 ( multipolar neuron) → 대다수의 신경세포

신경세포의 종류 돌기 수에 따라 1) 홑극 신경세포( unipolar neuron)  척수 신경절, 삼차 신경절 2) 두극 신경세포 ( bipolar neuron)  안뜰달팽이 신경, 안뜰신경절, 망막에 있는 두극 신경 세포 3) 뭇극신경세포 ( multipolar neuron)  대다수의 신경세포, 운동신경세포와 자율 신경절세포 축삭의 길이에 따라 1)긴 축삭뭇극신경세포 (Golgi type 1 neuron) 2)짧은 축삭 뭇극신경세포 (Golgi type 2 neuron) 기능에 따라 1) 감각신경세포 2) 운동신경세포 3)사이신경세포

신경세포의 형태

신경세포 연접의 종류 1) 축삭 수상돌기 연접 (axodendritic synapse) 2) 축삭 세포체 연접 ( axosomatic synapse) 3) 축삭 축삭 연접 (axoaxonic synapse) 운동신경세포 1) 위운동신경세포 ( upper motor neuron) → 대뇌운동 겉질에서부터 뇌줄기나 척수의 아래운동세포까지 연결하는 신경세포 2) 아래운동신경세포 ( lower motor neuron) → 척수의 앞뿔이 나 뇌줄기에서 근육까지 연결하는 신경세포

신경아교 아교세포의 형태 큰아교세포(macroglia) 미세아교세포(microglia) 별아교세포 Astrocytes 희소돌기세포 Oligodendrocites 신경집세포 Schwarm cells 미세아교세포(microglia)

신경아교 뉴런 (neuron) → 주연 신경아교세포 (neuroglia) → 조연과 같은 역할, 뉴런을 지지, 절연체 역 할( 손상 → 다발성경화증), 뉴런에 영향을 공급, 손상된 뉴런을 처리, 뇌 혈관 장벽 중추신경계의 신경아교세포 1) 별아교세포 ( astrocyte) → 가장 큰 세포, 신경세포의 신진 대사에 관여, 혈액뇌장벽( blood – brain barrier, BBB) 2) 희소돌기아세포 ( oligodendrocyte) → 신경섬유의 말이집 형성에 관여(myelination) 3) 미세아교세포 (microglia) → 포식작용 4) 뇌실막세포(ependymal cell) → 뇌의 뇌실과 척수의 중심관 의 내강표면을 덮고 있는 상피세포의 일종 말초신경계의 신경아교세포 → 신경집세포 (schwann cell)은 말초신경 의 말이집형성에 관여

별아교세포 신경세포와 모세혈관 연결 영양분 공급

말초신경말이집탈락

중추신경계 말이집탈락

신경연접 신경세포와 근육으로의 정보 전달은 연접을 통한 간접적인 방법으로 이루어짐 신경세포와 근육으로의 정보 전달은 연접을 통한 간접적인 방법으로 이루어짐 가시돌기가시(dendrite spine) → 학습과 성장에 영향 연접부위의 구성 1) 연접이전막( presynaptic membrane) → 연접 단추 ( synaptic button), 연접주머니( synaptic vesicles) 2) 연접이후막 (postsynaptic membrane) → 수용기( receptor) 3) 연접틈새 (synaptic cleft) 신경전달물질 Acetylcho-line(Ach), gamma-amino-butyric acid(GABA), norepinephrine(NE), dopamine( DA) 칼슘이온의 농도와 신경충동에 의한 연접주머니의 수와 비례 한다.