신경계의 정보전달경계의 정보전달

뉴런: 신경계의 기본 단위


신경계의 기본 단위는 뉴런은 여러 가지 유형이 있지만 뉴런의 기본적인 구조는 모두 동일하며, 뉴런은 세포체와 세포체에서 뻗어 나온 섬유들로 구성되어 있다. 세포체는 원형질로 채워져 있으며, 그 속에 세포핵과 기타 여러 소기관이 있다. 뉴런의 세포체는 다른 체세포들과 마찬가지로 세포의 생명을 유지하는 역할을 한다. 그러나 일반 세포들과 달리 뉴런은 다른 세포들과 의사소통하고 정보를 전달할 수 있는 독특한 특징을 가지고 있다.

뉴런의 세포체는 감각수용기나 다른 뉴런들로부터 입력되는 정보를 통합하고 그러한 정보를 처리하거나 전달하는 데 필요한 화학물질을 생산하는 중요한 기능을 수행한다. 뉴런의 한쪽 끝에는 꼬인 나뭇가지와 같은 모양의 수상돌기라는 돌기들이 있어 다른 뉴런들로부터 정보를 받아들인다. 그리고 반대쪽 끝에는 하나의 가늘고 긴 튜브 모양의 돌기가 있는데, 이것을 축색이라 하며, 축색은 다른 뉴런에게 정보를 보내는 역할을 한다.



신경신호의 본질
신경신호의 본질은 전기적 현상이다. 신경신호의 본질을 규명하기 위한 과정에서 신경과학자들이 오징어의 거대축색을 구할 수 있었던 것은 커다란 행운이었다. 오징어의 거대축색을 몸에서 분리하여 바닷물이 담긴 접시에 넣은 다음, 끝이 아주 가는 미세전극을 축색의 내부에 삽입하여 전선을 연결하고 다른 한 전선을 축색의 바깥쪽 바닷물에 넣는다.





말초신경계
우리가 환경으로부터 자극을 받아 적절한 반응을 보이게 되는 일반적인 정보전달의 과정은 다음과 같다.

우선 환경 자극이 감각기관에 들어오면, 그에 대한 신경신호가 감각신경을 통해 척수를 경유하든 아니면 직접적이든 결국 뇌에 전달되며, 뇌는 그 신호를 분석하고 통합한 후 최종 정보처리의 결과를 운동신경으로 근육이나 분비선으로 보내게 된다. 여기서 뇌와 척수를 중추신경계라 하고, 신체의 각 부분을 중추신경계와 연결해 주는 뉴런들은 말초신경계라 한다.



중추신경계
중추신경계는 뇌와 척수로 구성되어 있다. 인간의 척수는 새끼손가락 정도 굵기의 원추형 구조물로서, 성인의 경우 길이가 40~45cm다.

척수의 바깥쪽은 백질로서 말초에서 뇌로 올라가는 감각신경과 뇌에서 척수로 내려오는 운동신경의 다발로 구성되어 있다.

척수의 내부는 회백질로서 뇌에서 내려온 출력을 받아 근육이나 분비선을 통제하는 운동신경의 세포체와 척수 내의 정보처리를 위한 개재뉴런으로 구성되어 있다.





신경전달물질
신경계가 처리하는 정보의 본질은 전기적이다. 그러나 이러한 전기적 신호의 전달은 화학물질에 의해 매개된다.

앞서 시냅스 전달에서 보았듯이 신경충동이 축색종말에 도달하면, 축색종말에서 신경전달물질이 방출된다.



1. 아세틸콜린

아세틸콜린은 운동신경과 골격근 사이의 시냅스, 자율신경계의 신경절, 부교감신경과 표적기관 사이의 시냅스 등 말초신경계뿐만 아니라 뇌의 여러 영역에서 신경전달물질로 사용되고 있다.



2. 모노아민

모노아민은 도파민, 노르에피네프린, 에피네프린, 세로토닌이라는 네 가지 화학물질을 통칭하는 것이다. 시상하부와 중뇌에 있는 많은 뉴런이 도파민을 신경전달물질로 사용하고 있다. 특히 중뇌의 도파민성 뉴런들이 역할이 운동 및 정신 과정에 중요한 역할을 한다.



3. 아미노산

아미노산은 신체조직 전반에 정상적인 대사 과정의 산물로 생성되는 물질로서, 그중 몇 가지가 중추신경계에서 신경전달물질로 사용된다.



4. 펩타이드

펩타이드는 아미노산의 사슬이다. 다양한 종류의 펩타이드가 뉴런에서 방출되는데, 이들 중 일부는 전달물질로 작용하고, 다른 일부는 신경 조절 물질로 작용한다.