제19장 신경계 부검 결과, 웨터한 박사의 소뇌(왼쪽)는 정상인(우측)에 비해 상당히 작아져 있었다.

19.1 신경세포는 신경계의 기능적인 단위이다 (1) 신경세포의 구조 기능적으로 중추신경계(central nervous system, CNS)와 말초신경계(peripheral nervous system, PNS)로 구분 중추신경계는 말초신경계로부터 수집된 신체정보를 종합적으로 분석하고 다시 명령을 내려 보내는 구조 신경계는 신경세포(neuron)와 신경교세포(neuroglia)로 구성 운동조절, 호흡계, 순환계, 소화계, 배설계, 생식계 등 거의 모든 기관을 조절 감정, 공포, 수면, 언어 및 기억 등과 같은 고등 인지기능도 조절

19.1 신경세포는 신경계의 기능적인 단위이다 (1) 신경세포의 구조 운동신경세포(motor neuron), 감각신경세포(sensory neuron), 연합신경세포(interneuron) 등으로 구분 수상돌기(dendrite)와 축삭돌기(axon) => 신경돌기(neurite) 축삭돌기를 통한 신경정보의 전달을 빠르고 효율적으로 수행하기 위하여 슈반세포 (Schwann cell)또는 휘돌기아교세포(oligodendrocyte)의 막인 수초(myelin sheath)로 둘러싸여져 있다. 란비에르결절(node of Ranvier) 그림 19.1 신경세포의 구조. (A) 신경세포는 크게 신호를 수용하는 수상돌기와 신호를 전달하는 축삭돌기 및 신경세포체로 구성된다. 이는 다른 신경세포와 시냅스를 통하여 지속적으로 정보를 전달한다. 많은 축삭돌기는 수초로 둘러싸여져 있으며 수초와 수초 사이의 지역을 란비에르결절이라고 한다. (B) 전자현미경으로 관찰된 사람의 뇌에 존재하는 신경세포의 모습이다.

19.1 신경세포는 신경계의 기능적인 단위이다 (1) 신경세포의 구조 운동신경세포, 감각신경세포, 연합신경세포 등으로 구분 수상돌기와 축삭돌기를 갖음 축삭돌기를 통한 신경정보의 전달을 빠르고 효율적으로 수행하기 위하여 슈반세포 또는 휘돌기아교세포의 막인 수초로 둘러싸여져 있다. 란비에르결절 그림 19.1 신경세포의 구조. (A) 신경세포는 크게 신호를 수용하는 수상돌기와 신호를 전달하는 축삭돌기 및 신경세포체로 구성된다. 이는 다른 신경세포와 시냅스를 통하여 지속적으로 정보를 전달한다. 많은 축삭돌기는 수초로 둘러싸여져 있으며 수초와 수초 사이의 지역을 란비에르결절이라고 한다. (B) 전자현미경으로 관찰된 사람의 뇌에 존재하는 신경세포의 모습이다.

19.1 신경세포는 신경계의 기능적인 단위이다 (1) 신경세포의 구조 감각신경세포, 운동신경세포, 연합신경세포 등으로 구분 그림 19.2 신경계의 기본 구성. 감각신경세포의 말단에 위치한 감각수용체로 수집된 정보는 축삭돌기를 따라서 뇌나 척수에 위치한 신경세포로 전달된다. 이처럼 중추신경계에 도착한 정보는 분석되고 운동신경세포의 축삭돌기를 통하여 근육의 수축이나 샘을 통한 분비 등이 조절된다.

+ 개념정리 신경계는 개체가 환경 속의 위협을 감지하고 반응하며 생존할 수 있도록 해준다. 신경세포와 신경교세포의 네트워크가 신경계의 기초를 이룬다. 수상돌기는 정보를 수집하고, 축삭돌기는 그것을 다른 세포에게 전달한다. 감각신경세포는 중추신경계로 정보르 불러오는 역할을, 운동신경세포는 반대방향으로 정보를 뇌 밖으로 전달하며, 연합신경세포는 중추신경계 내의 신경세포를 연결하는 역할을 한다.

19.2 활동전위는 축삭을 따라서 신경정보를 전도한다 (1) 휴지전위 신경세포가 자극을 받지 않는 상황에서 활동을 중지하고 있는 상태를 휴지기라고 하며 이러한 상태의 막전위 상태를 휴지전위(resting potential)라고 한다. 신경세포의 세포막 내부가 외부에 비해 더 음성(-)을 띤다. 그림 19.3 휴지전위. (A) 대개의 신경세포의 경우 휴지기 전하는 약 -70 mV 정도로 신경세포의 내부가 외부에 비해 음전하를 더 많이 띠고 있다. (B) 휴지기의 경우 나트륨 이온이나 Cl⁻은 신경세포의 외부에서 더욱 높은 농도를 유지하고 있으며, 반대로 K⁺은 신경세포의 내부에 더욱 많이 분포한다. 세포 내에는 음전하를 가지는 단백질 등이 존재한다. Na⁺/K⁺ 펌프는 에너지원인 ATP를 사용하여 3개의 나트륨 이온을 세포 밖으로 내보내며, 2개의 K⁺을 세포 안으로 들여온다. 또한 휴지기에도 항상 열려 있는 K⁺ 누출 채널을 통하여 K⁺이 세포 내외로 자유스럽게 통과한다. 휴지기에 이러한 이온의 분포와 채널이나 펌프의 조절에 의해서 신경세포의 내부는 상대적으로 음전하를 띠게 된다.

19.2 활동전위는 축삭을 따라서 신경정보를 전도한다 (2) 막전위의 변화와 신경신호의 전달 막전위(membrane potential): 이온이 세포막을 이동할 때 생기는 전기화학적 변화로 신경세포막의 안과 밖의 전압 차 신경세포가 자극을 받아 신경흥분이 전도될 때 활동전위(action potential)가 발생 나트륨이 세포 안으로 들어옴 그림 19.4 활동전위의 생성. 1: U 휴지전위(그림 19.3 참조). 2: V Na⁺ 채널의 활성관문이 열리고 세포 외부에 존재하던 Na⁺이 세포 내로 몰려들고 신경세포막의 탈분극이 일어난다. 이러한 탈분극에 의한 순간적인 지역전위의 변화는 주위에 존재하는 더욱 많은 Na⁺ 채널의 활성관문을 열어 활동전위가 생성된다. 대개의 신경세포는 35 mV 정도에 이른다. 3: W Na⁺ 채널의 불활성관문이 닫히고 지연 K⁺ 채널이 열리면서 세포 내의 K⁺이 세포 밖으로 방출되어 재분극이 이뤄진다. 4: X 신경세포는 다시 휴지기에 들어간다.

19.2 활동전위는 축삭을 따라서 신경정보를 전도한다 (2) 막전위의 변화와 신경신호의 전달 그림 19.4 (계속)

19.2 활동전위는 축삭을 따라서 신경정보를 전도한다 (3) 축삭에서의 도약점프 중추신경계의 수초는 희소돌기아교세포(oligodendrocyte), 말초신경계에서는 슈반세포(Schwann cell) 그림 19.5 축삭돌기의 수초. (A) 말초신경계 신경세포의 축삭돌기는 지방이 많은 세포막을 가진 슈반세포에 의해서 여러 겹으로 싸여 있다. 수초로 싸여 있는 사이사이에 란비에르결절이 있으며 이곳에 Na⁺ 및 K⁺ 채널이 많이 분포하고 있다. (B) 전자현미경으로 관찰된 축삭돌기의 단면으로서 여러 겹의 수초로 싸여져 있다.

19.2 활동전위는 축삭을 따라서 신경정보를 전도한다 (3) 축삭에서의 도약점프 도약점프(saltatory jump): 수초로 둘러싸인 축삭돌기의 경우에는 전기적인 전도가 란비에르결절에 존재하는 이온채널을 통해서 건너뛰게 되어 빠른 전도를 이룩할 수 있다. 그림 19.6 신경전도의 도약점프. 활동전위에 의한 신경전도는 신경세포체에서 축삭돌기 말단 방향으로 전진한다. 신경전도는 수초로 싸여 있는 축삭돌기 부분을 넘어서 Na⁺ 채널이 존재하는 란비에르결절을 따라 도약점프를 한다. 따라서 수초가 있는 신경세포는 수초가 없는 경우에 비하여 빠른 전도가 이루어진다.

+ 개념정리 휴지상태의 신경세포는 나트륨과 칼륨이온 및 단백질의 분포차이로 인해 세포 밖에 비해 세포 안쪽이 음전하를 띤다. 신경세포의 자극을 의미하는 활동전위 시, 세포막 근처의 신경세포 안쪽은 재빠르게 양전하를 띠게 되며, 이는 축삭돌기를 따라 전해 내려간다. 펌프들은 활동전위의 근간이 되며 나트륨과 칼륨의 농도 기울기를 형성한다. 수초신경섬유는 신경섬유를 절연시켜서 도약전도를 통해 신경자극 전달속도가 빠르다. 수초신경섬유 사이의 노출된 신경세포의 세포간극을 란비에르결절이라고 하며, 이는 신경섬유를 따라서 활동전위가 빠르게 도약할 수 있게 해준다.

세포 사이에 약 수십 나노미터의 시냅스(synapse) 간극을 사이에 두고 시냅스를 형성 19.3 신경전달물질은 세포와 세포 사이의 정보를 전달하는 역할을 한다 (1) 신경전달물질 및 신경조절물질의 종류 세포 사이에 약 수십 나노미터의 시냅스(synapse) 간극을 사이에 두고 시냅스를 형성 세포 간 신호의 전달은 시냅스에서 신경전달물질(neurotransmitter)을 매개체로 한다. 그림 19.7 시냅스 전달경로. (A) 활동전위가 시냅스전 신경세포의 축삭돌기 말단에 도착하면 이곳에 존재하는 시냅스 소포가 축삭돌기 말단의 막과 융합하며 이때에 Ca²⁺과 소포의 이동과 융합에 관련된 다양한 종류의 단백질의 존재가 중요하다. 결과적으로 시냅스 소포 내에 포장되어 있던 신경전달물질이 시냅스 간극으로 분비된다. 신경전달물질은 시냅스후 신경세포막에 존재하는 수용체에 결합함으로써 시냅스 전달을 완료한다. (B) 전자현미경으로 관찰된 시냅스 부위이다.

각각의 신경세포는 한 종류 또는 여러 종류의 신경전달물질을 만든다. 19.3 신경전달물질은 세포와 세포 사이의 정보를 전달하는 역할을 한다 (1) 신경전달물질 및 신경조절물질의 종류 각각의 신경세포는 한 종류 또는 여러 종류의 신경전달물질을 만든다. 말초신경계에서 아세틸콜린(acetylcholine), 노르에피네프린(norepinephrine) 및 에피네프린(epinephrine) 중추신경계는 이외에도 약 40여종이 있으며 대표적으로 글루탐산(glutamate), 도파민(dopamine), 세로토닌(serotonin), 글리신(glycine), 감마아미노부틸산(gamma aminobutylic acid, GABA) 등 신경전달물질의 효과는 농도, 수용체의 종류와 수, 시냅스후(post synapse) 세포의 세포막에 존재하는 이온채널의 성질에 따라 달라진다.

신경전달에 있어서 양적인 균형의 조화는 매우 중요하다. 신경전달물질의 양이 너무 많거나 적으면 병을 유발한다. 19.3 신경전달물질은 세포와 세포 사이의 정보를 전달하는 역할을 한다 (1) 신경전달물질 및 신경조절물질의 종류 신경전달에 있어서 양적인 균형의 조화는 매우 중요하다. 신경전달물질의 양이 너무 많거나 적으면 병을 유발한다. 아세틸콜린이 너무 많으면 발작, 양이 적으면 세포가 죽게 되고 기억상실과 초기 알츠하이머병이 발생

19.3 신경전달물질은 세포와 세포 사이의 정보를 전달하는 역할을 한다 (1) 신경전달물질 및 신경조절물질의 종류

(2) 신경전달물질의 처리 신경전달물질이 계속 시냅스에 존재하면, 세포는 계속해서 신경전달물질의 영향을 받는다. 19.3 신경전달물질은 세포와 세포 사이의 정보를 전달하는 역할을 한다 (2) 신경전달물질의 처리 신경전달물질이 계속 시냅스에 존재하면, 세포는 계속해서 신경전달물질의 영향을 받는다. 시냅스 간극 바깥쪽으로 확산되어 없어지거나, 효소에 의해 파괴되거나 또는 재흡수되는 과정을 거침 세로토닌의 결핍으로 우울증  이를 상쇄하기 위해 SSRI(seletive serotonin reuptake inhibitor) 사용 과도한 세로토닌은 잠을 유발. 칠면조에는 트립토판이 많고 이는 세로토닌 합성에 쓰여 결국 잠을 유발 그림 19.8 항우울제의 작용. 우울증에 걸린 환자는 정상인에 비해 세로토닌의 재흡수 등이 과도하게 일어나고 결과적으로 시냅스에 존재하는 세로토닌의 양이 부족하게 된다. SSRI(선택적 세로토닌 재흡수 억제제)는 시냅스로 분비된 세로토닌이 재흡수되는 것을 억제함으로써 시냅스 간극에 존재하는 세로토닌의 효력을 증가시켜 우울증을 치료한다.

흥분성 시냅스(excitatory synapse)에 관여하는 흥분성 신경전달물질: 아세틸콜린 등 19.3 신경전달물질은 세포와 세포 사이의 정보를 전달하는 역할을 한다 (3) 신경세포에 의한 정보의 통합 흥분성 시냅스(excitatory synapse)에 관여하는 흥분성 신경전달물질: 아세틸콜린 등 억제성 시냅스(inhibitory synapse)에 관여하는 억제성 신경전달물질: 글리신과 감마아미노부틸산 1개의 신경세포는 많게는 수만 개에 이르는 다른 신경세포로부터 정보를 받는다. 시냅스 통합(synaptic integration) 그림 19.9 전자현미경으로 관찰한 시냅스 단추. 시냅스후 신경세포는 수많은 시냅스전 신경세포로부터 신호를 받는다. 이러한 시냅스는 흥분성 시냅스도 있고 억제성 시냅스도 있으며, 이 신호를 모두 통합하여 판단해야 한다.

+ 개념정리 신경전달물질은 신경계의 신호를 시냅스를 통해 전달한다. 각각의 신경전달물질은 특정한 종류의 신호를 전달한다. 확산, 제거효소의 작용 및 신경전달물질 운반체를 통하여 분비된 신경전달물질은 재빠르게 제거된다. 정신활성약물들은 신경전달물질 또는 그들의 수용체에 붙어서 작용을 방해하거나, 이들을 다시 사용하게 함으로써 효력을 나타낸다.

19.4 신경계는 어떻게 진화되었는가 (1) 무척추동물의 신경계 신경망(nerve net)은 가장 단순한 신경계 편형동물은 신경절(ganglia)이라는 2개의 신경조직으로 이루어진 흔적뇌 그림 19.10 무척추동물의 신경계. 무척추동물의 신경계는 신경망, 신경사다리의 형태를 띠는 단순한 구조인 반면, 두족류는 매우 발달된 신경계를 가지고 있다.

19.4 신경계는 어떻게 진화되었는가 (2) 척추동물의 신경계 척추동물은 복잡하고 다양한 신경계를 가짐 중추신경계는 척수(spinal cord)와 뇌(brain) 말초신경계는 12쌍의 뇌신경(cranial nerve)과 척수에서부터 나오는 31쌍의 척수신경(spinal nerve) 말초신경계는 수의적인 운동을 하는 체신경계(somatic nervous system)와 불수의적인 운동을 담당하는 자율신경계 (autonomic nervous system, 교감 (sympathetic)신경계와 부교감(parasympathetic) 신경계) 그림 19.11 척추동물 신경계의 구성. 척추동물은 해부학적으로 뇌와 척수로 이루어져 있는 중추신경계와 말초신경계로 구성된다. 말초신경계의 감각신경세포에서 수집된 정보는 뇌와 척수로 전달되며 중추신경계의 통합조절에 따른 운동명령은 크게 자율신경계와 체신경계로 전달된다. 자율신경계는 조절기능에 따라서 교감 및 부교감 신경계로 구성되며, 내장근, 심장근의 수축 및 샘의 분비를 조절한다. 반면에 체신경계는 골격근 수축과 같은 수의적인 운동을 조절한다.

+ 개념정리 신경계는 신경계의 통합을 통해 정보의 흐름을 조절한다. 이것은 다른 신경세포에게 전달되는 신호의 종류와 언제 그것을 전달할지를 결정하는 일이다. 각각의 신경세포는 수천 가지의 다른 정보를 통합함으로써 뇌 속의 잠재적인 정보의 양을 증가시킨다. 각기 다른 종의 생물체들의 신경계는 각자에 처해진 특정 환경에 적응하여 나타나는 것이다. 무척추동물에서, 신경계는 단순한 망상구조와 사다리형 회로망에서부터, 기본적인 뇌의 구조를 가지는 형태를 취하면서 복잡성을 더해간다. 척추동물의 신경계는 뇌와 척수로 구성되는 중추신경과 말초신경으로 이루어진다.

(1) 척수 19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 다양한 척추동물의 뇌를 비교 사람의 중추신경계는 부피가 크고 표면에 많은 주름을 가지고 있어 정보의 수용, 저장 및 해석 등의 고등 인지지각기능 등을 수행할 수 있는 체제를 갖춤 그림 19.12 척추동물의 뇌. 척추동물의 뇌는 종에 따라서 크기나 세부적인 구조가 다르지만 일반적으로 전뇌, 중뇌 및 후뇌로 구성된다. 포유류의 경우에는 전뇌가 매우 발달하여 중뇌를 덮고 있으며 사람에서처럼 전뇌 표면에 주름이 많다.

(1) 척수 19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 척수는 3겹의 척수막(meninges)으로 싸여 척추뼈의 안쪽에 위치 31쌍의 척수신경을 통하여 온몸의 감각정보를 뇌로 전달하거나, 뇌로부터의 운동명령을 근육에 전달 8쌍의 목(경추)신경, 12쌍의 가슴(흉추)신경, 5쌍의 허리(요추)신경, 5쌍의 엉치(천추)신경 및 1쌍의 꼬리(미추)신경 그림 19.13 사람 신경계의 전체적인 구성. (A) 등쪽과 (B) 측면에서 본 척수와 척수신경의 구조로 척수신경은 총 31쌍으로 구성된다. 8쌍의 목(경추)신경, 12쌍의 가슴(흉추)신경, 각각 5쌍의 허리(요추)신경 및 엉치(천추)신경과 1쌍의 꼬리(미추)신경으로 구성된다. (C) 척수는 3겹의 척수막에 둘러싸여 있으며 다시 척추뼈로 보호를 받는다. 3겹의 척수막 중에서 척수에 달라붙어 있는 척수막은 그림에 나타나 있지 않다. (D) 염색된 척수의 단면. H 모양의 회백질에는 신경세포가 많이 분포되어 있으며 백질은 수초로 싸여 있는 축삭돌기의 통로이다.

(1) 척수 19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 척수는 뇌와의 일차적인 정보교환 없이 이루어지는 반사의 중심축을 형성한다. 반사궁(reflex arc) 그림 19.14 반사궁. 장미의 가시에 찔리게 되면 자극이 피부에 존재하는 감각신경세포 축삭돌기 말단의 통감수용체에 의해 척수로 전달된다. 이처럼 전달된 정보의 대부분은 곧바로 척수의 회백질에 존재하는 운동신경세포를 통해 해당 골격근을 수축시킴으로써 팔을 장미가시로부터 빼내게 한다.

(2) 뇌 19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 척추동물의 뇌는 두개골이라는 치밀골(compact bone)로 싸여 있다. 뇌는 종합통제센터로서 다른 하위기관을 지휘, 감독할 뿐만 아니라 학습, 추론, 기억 등을 조절하는 다양한 활동을 하므로 다른 기관에 비하여 많은 양의 에너지를 필요로 한다. 전뇌(forebrain), 중뇌(midbrain), 후뇌(hindbrain) 대뇌(cerebrum), 뇌교(pons), 소뇌(cerebellum) 및 연수(medulla oblongata) 그림 19.15 뇌의 구조. 뇌는 발생학적으로 크게 전뇌, 중뇌 및 후뇌로 구성된다. 전뇌는 다시 대뇌, 시상, 시상하부 등으로 나뉘며 후뇌의 경우에는 뇌교, 연수 및 소뇌로 구성된다. 뇌량은 대뇌의 좌우반구를 연결해주는 통로이다.

(3) 전뇌 19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 대뇌(cerebrum), 시상(thalamus), 시상하부(hypothalamus), 해마(hippocampus), 뇌하수체(pituitary gland), 송과선(pineal gland) 대뇌와 해마는 학습, 기억, 언어구사, 동기부여 및 감정 등 시상하부는 심장박동, 혈압 및 수분평형, 배고픔, 갈증, 성적흥분, 분노, 쾌락 등을 조절. 또한 호르몬 분비 조절 시상은 중계소로서 몸으로부터의 통감, 촉감 및 온도와 같은 감각신호를 받아들여서 대뇌의 특정 부위로 그 정보를 전달해주는 역할 그림 19.15 뇌의 구조. 뇌는 발생학적으로 크게 전뇌, 중뇌 및 후뇌로 구성된다. 전뇌는 다시 대뇌, 시상, 시상하부 등으로 나뉘며 후뇌의 경우에는 뇌교, 연수 및 소뇌로 구성된다. 뇌량은 대뇌의 좌우반구를 연결해주는 통로이다.

(3) 전뇌 19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 후뇌는 뇌교(pons), 소뇌(cerebellum), 연수(medulla oblongata)로 분화 연수는 호흡을 조절, 심장박동, 혈압 및 근육의 수축을 조절 소뇌는 대뇌의 운동명령을 무의식적으로 전달하는 역할 뇌교는 대뇌와 척수를 연결하는 역할과 소뇌와 연결하는 역할을 담당 뇌교는 연수와 함께 호흡을 조절하는 중추 그림 19.15 뇌의 구조. 뇌는 발생학적으로 크게 전뇌, 중뇌 및 후뇌로 구성된다. 전뇌는 다시 대뇌, 시상, 시상하부 등으로 나뉘며 후뇌의 경우에는 뇌교, 연수 및 소뇌로 구성된다. 뇌량은 대뇌의 좌우반구를 연결해주는 통로이다.

19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 (5) 망상계 및 수면 망상계(reticular formation)는 전뇌, 중뇌 및 후뇌의 어느 영역으로도 구분하기가 어려울 정도로 매우 복잡한 네트워크를 형성하고 있으며 다양한 영역에 분포해 있다. 지나친 의식 수준의 반응을 자제하고 필요한 정보만 대뇌에 전달되도록 하는 역할 흥분할 경우에는 깨어 있는 상태가 유지되고, 이들의 활동이 억제될 경우에는 수면을 유발. 이런 수면과 각성의 상태를 조절하는 기관으로는 망상계 이외에도 시상하부 등이 있다. 뇌파 검사를 통한 두 가지 수면을 구분하면 REM 수면과 non-REM수면

19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 (6) 대뇌 - 마음의 집 좌우의 두 반구는 뇌량(corpus callosum)으로 연결 전두엽(frontal lobe), 두정엽(parietal lobe), 후두엽(occipital lobe), 측두엽(temporal lobe) 1차운동중추영역(primary motor cortex)과 1차체성감각영역(primary somato-sensory cortex) 그림 19.16 대뇌 부위별 기능. 대뇌는 크게 전두엽, 두정엽, 후두엽 및 측두엽의 네 부분으로 구성되며 각각의 엽은 특정 역할을 담당한다. 1차운동중추영역은 전두엽에 위치해 있고, 1차체성감각영역은 두정엽에 위치해 있다.

19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 (6) 대뇌 - 마음의 집 발, 다리 등에서 전달받은 감각신호는 반구 중앙의 체성감각영역에 위치한 대뇌신경세포로 전달되며 눈, 코, 입술, 혀 등에서 전달되는 감각신호는 반구 측면에 위치한 체성감각영역의 신경세포로 전달된다. 그림 19.17 1차운동중추영역 및 1차체성감각영역. 몸의 각 부위에서 수집된 감각정보 및 운동명령의 정보는 영역별로 위치가 정해져 있다. 또한 몸의 부위에 따라서는 넓은 영역을 차지하고 있다(somatotopic representation).

(7) 기억 19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 기억은 수분간 지속되는 단기기억(short-term memory)과 수년 동안 지속되는 장기기억(long-term memory)으로 구분 학습과 기억은 우리 뇌에 존재하는 변연계(limbic system)에 의존 변연계에 속하는 해마(hippocampus)와 편도체(amygdala)가 중심적인 역할을 수행

(7) 기억 19.5 중추신경계는 정보의 수집, 분석 및 명령을 생성하는 최고의 사령탑이다 단기기억은 전기적인 변화의 현상으로 보이며, 반복학습이나 사용 및 집중을 지속적으로 하지 않을 경우에는 기억이 사라지게 된다. 반복, 사용 및 집중을 통하여 단기기억은 오랫동안 저장할 수 있는 장기기억으로 전환 시냅스 전달의 효율을 높이기에 적합한 시냅스 패턴의 변화와 변화된 시냅스 패턴이 오랫동안 유지되는 현상을 동반 글루탐산은 장기상승작용을 매개하여 장기기억으로 보관하는 신경전달물질

+ 개념정리 척수는 몸으로부터 오는 자극을 받아, 반응을 명령하며, 뇌와 서로 정보를 교환한다. 후뇌의 구조는 필수적인 기능을 조절하며, 뇌의 다른 부분을 연결한다. 중뇌의 신경세포는 특정 감각정보를 통합하고 처리한다. 전뇌에서 대뇌는 감각정보의 입력을 받아 운동반응을 명령하고, 시상하부는 호르몬의 분비를 조절한다. 내뇌는 2개의 반구로 이루어지며, 각각은 분리된 지역을 관장한다. 대뇌의 두 반구는 각각의 기능을 통합해주는 뇌량을 통해 연결된다. 대뇌의 바깥쪽을 대뇌피질이라 하며, 뇌의 고차원적인 기능의 대부분을 담당한다. 단순기억은 세포 내 전기신호로부터 생성된다. 장기기억은 신경세포의 구조와 신경세포 간의 연결에 변화를 수반함으로써 생성된다. 해마는 장기상승작용을 생성하는 자극을 제공하고, 이것이 기억을 유지하는 기능을 한다.

(1) 체신경계 19.6 말초신경계는 중추신경계와 연결된 전선이다 체신경은 정보를 나르는 것 이외에도 불수의적인 운동을 조절하는 자율신경계의 정보를 나르는 역할을 한다. 그림 19.18 자율신경계. 자율신경계는 심장근, 내장근 및 샘을 조절하는 기능을 가지고 있다. 교감신경계는 긴장이나 흥분 상태에서, 반대로 부교감신경계는 휴식 상태에서 이들의 기능을 조절한다. 교감신경계의 운동신경세포는 척수 가슴신경 1번에서부터 허리신경 2번의 교감신경절에 위치하고 있으며, 부교감신경계의 운동신경세포는 뇌신경 3, 7, 9, 10번과 엉치신경 2, 3, 4번의 신경절에 위치하고 있다. 몸의 각 기관은 교감신경계와 부교감신경계의 조절을 받지만(reciprocal control), 혈관의 수축이나 부신으로부터의 분비는 교감신경계의 조절만을 받는다.

(2) 자율신경계 19.6 말초신경계는 중추신경계와 연결된 전선이다 자율신경계는 내장근, 심장근 또는 샘으로부터 감각정보를 받아들이고 신호를 보내어 기관의 생리활성을 조절한다. 스트레스 상태 등에서 교감신경계가 주로 작용하며 휴식상태 등에서는 부교감신경계가 작동 그림 19.18 자율신경계. 자율신경계는 심장근, 내장근 및 샘을 조절하는 기능을 가지고 있다. 교감신경계는 긴장이나 흥분 상태에서, 반대로 부교감신경계는 휴식 상태에서 이들의 기능을 조절한다. 교감신경계의 운동신경세포는 척수 가슴신경 1번에서부터 허리신경 2번의 교감신경절에 위치하고 있으며, 부교감신경계의 운동신경세포는 뇌신경 3, 7, 9, 10번과 엉치신경 2, 3, 4번의 신경절에 위치하고 있다. 몸의 각 기관은 교감신경계와 부교감신경계의 조절을 받지만(reciprocal control), 혈관의 수축이나 부신으로부터의 분비는 교감신경계의 조절만을 받는다.

+ 개념정리 체신경계는 수의근을 자극하고, 반면에 자율신경계는 평활근, 심근, 샘선의 분비와 같은 불수의 반응을 자극한다. 교감신경계는 스트레스 상황을 조절하고, 부교감신경계는 안정된 상황을 조절한다.

19.7 신경계의 보호 뇌나 척수의 혈관은 혈뇌장벽(blood-brain barrier)이라는 특수한 구조를 가짐 3겹의 뇌수막(meninges)으로 싸임 뇌척수액(cerebrospinal fluid)은 뇌실(ventricle)을 싸고 있음

+ 개념정리 신경계는 모든 기관계를 조화롭게 기능하도록 조절하기 때문에, 질병과 손상으로부터 반드시 보호되어야 한다. 뼈, 뇌척수액, 막, 뇌의 선택적 투과성, 기능의 중복성, 제한적인 재생이 질병과 손상으로부터 뇌를 보호한다.

19장 핵심내용 신경계는 정보를 받아들이고 종합하여, 반응을 시작한다. 신경세포와 신경교세포는 신경계의 기초를 이룬다. 신경세포는 세포체; 외부의 자극을 받아들여서 세포체로 전달하는 수상돌기; 자극을 세포체로부터 전달해주는 축삭돌기로 구성된다. 감각 신경세포는 중추신경계인 뇌와 척수로 자극을 전달한다. 운동신경세포는 중추신경계로부터 효과기인 근육이나 분비샘인 샘세포로 자극을 전달한다. 연합 신경세포는 감각신경과 운동신경 사이의 정보를 처리하며, 반응을 조정한다. 신경 자극은 활동전위로 측정되는데, 이는 세포막 사이의 K+와 Na+의 농도차이에 의한 전위의 변화로 나타난다. 수초에서는 마디 간 신경자극이 ‘점프’하는 도약전도가 일어나므로 신경 자극 전달속도를 증가시킨다. 신경 자극을 전달하는 화학물질인 신경전달물질 중에는 아미노산 자체나 효소에 의해 변형된 아미노산이 포함된다.

신경계는 동물의 활동을 조절하는 것을 돕는 세포들의 상호작용으로 이루어져 있다 신경계는 동물의 활동을 조절하는 것을 돕는 세포들의 상호작용으로 이루어져 있다. 신경계는 일련의 신경세포들의 집합인, 단순한 신경그물부터, 복잡한 두뇌까지 포함한다. 척추동물의 신경계는 중추신경계와 중추신경 외부의 신경조직인 말초신경계로 구성된다. 말초신경계는 체신경계와 자율신경계로 구성된다. 뇌는 기능에 따라 크게 생명현상을 유지하는 부분, 자극정보를 인지하는 부분, 고등 사고를 담당하는 부분의 세 구역으로 나뉜다. 대뇌의 2개의 반구는 백질의 안쪽 층과 외부의 회백질, 이 두 층으로 되어 있다. 회백질은 정보를 처리하고 종합하는 대뇌피질로 구성된다. 단기기억은 신경세포 간의 일시적인 전기 활동에 의존하며, 장기기억은 신경세포 간의 영구적인 화학적 또는 구조적 변화에 의존한다.