행동의 생리학적 기초(16)

우리행동은 신경계를 구성하고 있는 뉴런과 밀접하게 관련되어  있으며 뉴런이 다른 뉴런들과 신경 교신하는 원리 및 기체에 대하여 알아보고 우리는 신경계 수준에서 특정 행동이 각 신경계  내의 뉴런들의 활동과 어떻게 연관되어 있는지, 이처럼 인간행동을 토대를 주로 생리학적 신경화학적 접근을 통해 알아본다. 

뉴런의 모양

   

1.행동의 생리학적 기초  신경전달의 기본단위

 

1)뉴런의  구조와 기능

신경계의 기본단위인 뉴런은 세포체로부터 방사형으로 뻗어 나온 다수의 수상돌기와 함께 한 개의 축색을 갖추고 있는 다극성 뉴런이다. 

 

세포체는 뉴런의 중심 부분이며 대체적으로 타원형의 외형을 띠고 있고 그 중심부에는 핵이 포함되었으며 축색및 수상돌기를 포함하는 뉴런의 다른부분들은 정보 전달을 위해 세포 전달을 위해 세포체에서 분화된 기관들이라 생각된다. 세포체는 형태학적으로나 기능적으로 뉴런의 핵심부인 만큼 뉴런 전체의 생명을 유지시키는 역할을 한다. 세포 간의 정보 전달이라는 목적에 부합되게 수상돌기를 통해 들어온는 정보를 통합해 축색으로 보내고 특정 유전 정보를 바탕으로 신경전달의 화학적 메신저인 대부분의 신경전달물질 또는 이의 선구물질을 생성하는역할을 한다. 

 

수상돌기 는 세포체로부터 분화되어 나온 나뭇가지 모양의 기관이다. 이 기관은 외부 뉴런으로부터 정보르 받아들이는 역할을 한다. 특정 메시지를 신경전달물질에 담아 다른 뉴런으로 보내며 후자의 뉴런은 일반적으로 자신의 수상돌기에 위치하는 수용기에 이 전달 물질을 결합시키는 방식으로  이 메시지를 받아들인다. 

 

축색은 수상돌기 맞은 편의  세포체의 경계부분에서 시작하여 다음 뉴런에 접근하기까지 길고 가는 신경섬유를 말한다. 종류는 표면이 수초라는 절연체로 싸여 있는 유수초 축색과 이것이 없는 무수초 축색으로 나뉜다. 축색 내부의 중심부에는 여러 개의 미세관이 있는데 이를 통해 세포체에서 합성된 신경전달물질이 종말단추까지 전달된다. 측색은  전선처럼 전기적 신호를 전달하는 전도체와 같은 역할을 한다. 

 

종말단추는 축색의 끝부분을 지칭하는 말이다. 축색종말 신경말단 시냅스 손잡이등이 같은 용어이다. 합성된 신경전달물질을 소낭에 담아 저장하고 활동전위의 도움을 받아 이를 외부로 방출하는 장소이다. 

뉴런의 구조

 

2) 행동의 생리학적 기초 신경전달의 원리

시냅스의 구성과 적용 원리 시냅스란 두 뉴런 사이의 형태적, 기능적 신경 연결을 의미한다. 신경이 연결되어있는 두 뉴런에서 시냅스 전 뉴런에서 방출된 신경전달물질이 수용기와 결합함으로써 시냅스 후 뉴런의 활동성이 변화한다. 개괄적인 시냅스 작용의 원리는 시냅스 전 뉴런의 종말단추 내의 소낭에는 특정의 신경전달물질이 저장되어 있다. 축색소구에서 발생한 활동전위가 축색을 따라 종말단위위까지 도달하면 시냅스 전막에 위치한 전압의존적인 칼슘이온통로가 열려 칼슘이온통로가 열려 칼슘이온이 종말단추 내로 들어온다. 그러면 신경전달물질을 담고 있는 소낭이 칼슘의 도움으로  시냅스전막으로 이동하여 이막과 융합되어 터지면서 내부에 있는 신경전달물질이 시냅스 간격으로 방출된다. 이신경전달물질이  시냅스 간격을 건너서 시냅스 후 뉴런의 수상돌기 또는 세포체의 막에 있는 자신의 수용기에 결합하면 이동통로가 열려 특정 이온의 시냅스 후 뉴런으로 들어온다. 

시냅스 작용원리

 

3) 행동의 생리학적 기초 신경통합의 원리 

뉴런 간의 정보 전달 방식과 관련하여  유기체위 신경계에서 하나의 시냅스를 형성하고 실제로는 수많은 흥분성 또는 억제성 시냅스를 통해 들어온 입력은 자신의 특성에 따라 시냅스후 뉴런에서 각지 흥분성 또는 억제성 시냅스 후 전위를 유발한다. 이들 각각의 시냅스 후 전위는 세포체를 지나 축색 방향으로 흐르다가 축색소구를 만나게 되면 이곳에서 각각의  모든 전위가 하나로 통합된다. 이 신경통합된 결과로 산출된 최종이 전위 값이 흥분역히 이상이 되면 이 축색소구에서 활동전위가 유발되며 이 활동전위는 축색을 따라 종말단추까지 전달된다. 

 

 

4)행동의 생리학적 기초 신경전달물질의 역할

아세틸콜린

아세틸콜린은 주의, 기억 및 각성을 주로 담당하는데 말초에서는 운동뉴런과 골격근 간의 연결부위에 작용해서 골격근의 수축을  유발한다. 아세틸콜린의 역할을 지적할 수 있는 신경화학적 근거는 노인성 치매라고 부르는 알츠하이머병의 발생 기제에서 찾을 수 있다. 

 

노르에피네프린

뇌에서 주로 경계및 각성을 담당한다.  부정적 정서를 경험할 때, 자율신경계는 더욱 활성화된다. 평상시보다 더 많은 노르에피네프린을 분비하여 신체를 각성시킨다.  위협 상태에 더 잘 대처하기 위한 신경화학적 반응으로 보인다. 또 기분조절에도 관여한다. 뇌에서 이 물질의 분비가 감소하면 우울증이 유발되기도 한다. 

 

세로토닌

수면과 각성과 기분을 조절한다. 뇌에서 세로토닌성 뉴런의 변성으로 신경전달물질의 공급이 감소하면 우울증이 유발되기도 한다. 뉴런이 활성화되어 척수에서 세로토닌이 분비되면 척수에서 뇌로 통각 정보를 보내는 뉴런이 억제되므로 그 유기체는 통각을 덜 느끼게 된다. 

 

글루타메이트

학습 및 기억 과정은 시냅스의 강화와 밀접한 상관이 있는데 글루타메이트가 이 시냅스 강화에 결정적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 

 

가바

뉴런의 활성을 억누르는 속성이 있으므로 제동장치인 브레이크에  비유할 수 있다. 간질 발작한 자에게 억제제로 대부분 가바성 물질을 투여하는데 그 이유는 이 물질이 뇌에서 와해된 시냅스 기능을 보완해 과인 활성화된 흥분성 시냅스를 제어하는 작용을 하기 때문이다.