2023년 9월 7일 목요일

뇌와 척수에 있는 연합뉴런. Association neurons in the brain and spinal cord

 


 





"할머니! 연합뉴런은 감각뉴런이나 운동뉴런과는 축삭돌기가 다르게 생겼어요?"

"감각뉴런과 운동뉴런은 우리 몸 전체에 뻗어서 축삭돌기를 보호하기 위해서 두꺼운 껍질을 둘러싸고 있지만 연합뉴런은 척수와 뇌 속에 있어 덜 위험해서 축삭돌기가 달라. 그건 마치 전자제품 속의 전기선하고 전자제품 밖으로 나온 전기선이 다른 것과 같아."

감각신경의 축삭돌기와 연합뉴런의 수상돌기는 어디서 만나나요?"

 "뇌와 척수 속에서 만나."

 연합뉴런과 감각뉴런이 떨어져 있나요?”

 물론 떨어져 있지.”

그럼 감각뉴런의 축삭돌기까지 간 전기적 흥분은 어떻게 연합뉴런에게 전달해요?”

 감각뉴런과 연합뉴런 사이에는 시냅스라는 틈새가 있어.”

 전깃줄도 끊기면 전기가 흐르지 못하잖아요?”

 시냅스를 화학적으로 통과해서 연합뉴런에게 흥분을 전달해.”

 어떻게요?”

 "어제 설명한 시냅스에서의 흥분전달과 같애."

 축삭돌기 끝에 흥분 전기가 그곳에 있는 아주 작은 주머니를 터트려.”

 주머니를 터트리면 뭐가 나와요?”

 화학물질이 나와 사방에 분출되어 시냅스를 건너 뛰어 다음 뉴런의 수상돌기에 닿으면 그 수상돌기가 전기적으로 흥분해.”

 화학물질이 사방으로 분출된다면 주변에 다른 뉴런이 많나요?”

 신경 그물로 된 뇌 속에서는 하나의 뉴런의 시냅스에 1000개 정도의 이웃 뉴런이 시냅스를 바라보고 있어.”

 하나의 뉴런이 1,000개의 뉴런과 시냅스를 만들고 있다고요.”

 1,000개는 각각 다시 1,000개의 뉴런과 연결돼.”

 그럼 얼마나 많은 뉴런이 뇌 속에 있는 거예요?”

 “1,000억 개의 뉴런에 있어.”

 뇌 속에 연합뉴런이 많은 이유는요?”

 감각뉴런이 가지고 온 흥분을 여러 방법으로 처리하기 때문에 그 수가 많지.”

 어떻게 처리해요?”

 이해, 분석, 추리, 상상, 사고, 결정, 판단 등 뿐만 아니라 의식과 기억 그리고 의지력을 나타내게 하거든.”

 굉장해요.”

 경이롭고 신비하고 대단하지.”

 감각뉴런이 가지고 온 흥분을 연합뉴런들이 종합적으로 판단하고 결정하면 어떻게 하나요?”

 운동뉴런에 명령을 내려.”

 "척수의 연합뉴런은 어떤 일을 맡나요."

 "흥분을 뇌로 전달하는 일도 하고 뇌의 명령은 운동뉴런에 전달하기도 하고 나중에 설명하겠지만 무릎반사나 배변반사중추가 있어. 

  "뇌 속은 흐물흐물한데 연합뉴런이 어떻게 사나요?"

  "연합뉴런의 보호하는 신경원 세포들이 아주 많아 내일 자세히 설명해 줄 게."

 

2023년 9월 6일 수요일

뉴런 사이 시냅스에서의 화학적 흥분 전달. Transmission of chemical impulses at synapses between neurons.

 

할머니! 뉴런과 뉴런 사이 틈새인 시냅스에서는

전기적으로 흥분을 전달할 수 없는데 어떻게 다음 뉴런으로 흥분을 전달해요?”

축삭돌기 말단까지 전기가 흐르면 화학물질을 팡 쏘아서 다음 뉴런의 수상돌기에 화학물질이 닿아서 전기를 일으켜 뉴런에서 전기적으로 흥분이 전달돼.”

어떤 화학물질을 팡 쏘아요?”









아세틸콜린.”

어떻게요?”




 그림은 시냅스를 확대해서 그린 거다.

축삭돌기 말단에 미토콘드리아가 많지.”

. 미토콘드리아는 에너지 생산 공장이잖아요.”

미토콘드리아가 많다는 것은 에너지를 많이 사용한다는 거지.”

설명해 주세요?”

축삭돌기 말단에서는 아세틸콜린이 만들어져서 아주 작은 주머니 속에 넣어둬.”

축삭돌기 끝에 전류가 도착하면요?”

칼슘 이온이 들어와 아세틸콜린 주머니를 밀고 축삭돌기 말단 끝으로 보내.”

축삭돌기 말단에 도착한 아세틸콜린 주머니는 어떻게 되어요?”

축삭돌기의 세포막을 밀면 얇아져 팡! 터져서 시냅스로 분출돼.”

시냅스로 분출된 아세틸콜린은 어떻게 되어요?”

분출된 아세틸콜린은 시냅스를 지나 다음 뉴런의 수상돌기에 닿지.”

아세틸콜린을 먹은 수상돌기는 어떻게 되나요?”

아세틸콜린을 먹은 수상돌기는 자극을 받은 것처럼 전기적으로 흥분을 전달하게 돼.”

다음 뉴런을 흥분시킨 아세틸콜린은 어떻게 되어요?”

아세틸콜린을 분해하는 효소가 출동해 아세틸과 콜린으로 분해해 효력을 없애지.”

분해한 화학물질과 터진 축삭돌기 끝은 어떻게 되나요?”

분해된 화학물질은 다시 축삭돌기가 흡수하고 상처 입은 곳은 복구해.”

정말 에너지가 많이 사용되는군요.”

그래서 축삭돌기 말단에는 에너지를 생산하는 미토콘드리아가 많아.”

신경이 흥분하면 나트륨과 칼륨이 들어가고 나가고 하는데 나트륨을 밖으로 뿜어내기 위해서 에너지가 많이 사용되고, 축삭돌기 말단에서도 에너지가 많이 사용되니 고민에 빠지거나 신경을 많이 쓰면 기운 떨어져요.”

기운 떨어지면 살도 빠지고 열 받아서 머리도 빠지고 심하면 머리가 하얗게 돼. 에너지가 사용될 때는 꼭 열이 나. 우리가 운동하면 에너지가 사용되니 열나.”

그냥 고민하지 말고 적당히 살아요. 그냥 마음을 비워버려요.”

때때로 진짜 전기가 통하는 것을 느낄 때도 있지. 흥분의 강도가 높을 때 우린 전기가 통하는 것을 느껴. 전율이 흐르면서 찡하고 짜릿하지는 걸 느끼지.”

2023년 9월 5일 화요일

감각뉴런의 흥분 전달. Transmission of excitement in sensory neurons

 

할머니! 뉴런들의 흥분 전달 방향을 말해 주세요?”

뉴런에서는 수상돌기에서 축삭돌기 끝으로 전기적으로 흥분을 전달해.”

 수상돌기에서 축삭돌기 끝까지 어떻게 전기적으로 흥분을 전달해요?”

 보통은 신경세포의 세포막의 안에는 음이온인 칼륨이 있고 밖에는 양이온인 나트륨이 있어.”

 




 그림은 하나의 뉴런인데 밖에는 가 안에는 가 표시되어 있지.”

 

하면 건전지가 생각나요.”

 

건전지를 전자제품에 넣을 때는 꼭 가 표시된 쪽이 안쪽으로 들어가면 가 표시된 쪽이 밖으로 나와야 전류가 흘러 마찬가지로 뉴런은 보통은 밖에는 전기가 흐르고 안에는 전기가 흘러.”

 

그림에서 는 나트륨이고 는 칼륨이내요.”

 

뉴런은 전기를 띠고 있어. 이렇게 전기를 띠고 있는 뉴런에 자극을 가하면 전류가 흘러.”

 




 그림은 연필로 피부에 자극을 주네요.”

 

“뉴런이 자극을 받으면 나트륨은 안으로 들어가지 못하나 칼륨은 밖으로 잘 나와.”

 

나트륨이 칼륨보다 커서 그러나요?”

 

아니 세포막은 인지질로 되었는데 곳곳에 필요한 물질을 통과시키는 단백질로 된 채널이 있어 선택적으로 흡수해.”

 

나트륨 채널이 칼륨 채널보다 복잡하군요.”

 

맞아. 연필로 찌르면 눌림을 받은 뉴런의 수상돌기를 이루는 세포막의 나트륨 채널 구멍이 커져서 나트륨이 안쪽으로 들어가.”

 

그럼 안쪽에 있는 칼륨은 어떻게 해요?”

 

칼륨은 나트륨과는 함께 못 산다고 세포막 밖으로 나와.”

 




그럼 세포막 안과 밖의 +가 달라지잖아요?”

 

달라져. 그래서 전류가 흐르는 거야.”

 

정상은 나트륨이 밖에 있어야 하는데 안으로 들어오면 세포 속에서는 어떻게 하나요?”

 

비상이지. 에너지를 써서 나트륨 채널을 열어 나트륨을 밖으로 뿜어내.”

 

그럼 밖으로 나갔던 칼륨은요?”

 

나트륨이 싫으니 얼른 안으로 들어와. 원래대로 되지.”

 

칼륨이 자유롭게 세포막을 드나들 수 있어서 에너지 소모가 적겠어요.”

 

맞아. 나트륨을 뿜어내는데도 에너지가 소모되니까.”

 

나트륨과 칼륨이 세포막으로 들어가고 나오면서 흥분이 전달되는군요.”

 

나트륨과 칼륨이 들어가고 나오고 하면서 그림처럼 전류가 흘러 흥분은 전기적으로 전달돼. 찌익~~~~~~~~하고서~~~~~ 흐르는 전류가 축삭돌기 말단에 도착하면 앞으로 흐를 수가 없어 말단에 전류가 모여 비상에 걸려.”





축삭돌기 끝에 도달한 전류는 어떻게 되나요?”

 

전선이 끊어지면 전류가 흐르지 않는다는 것을 우린 알고 있어.”

 

신경도 마찬가지지요.”

 

그럼 어떡할까? 이 흥분을 다음 뉴런으로 전달해야 하는데 시냅스야. 방법은 축삭돌기 끝에서 다음 뉴런의 수상돌기를 향해서 화학약품을 팡! 쏘는 거야. 깜짝 놀라도록.”

"시냅스에서는 화학적으로 흥분이 전달되는군요."

"맞아. 신경은 뉴런에서는 전기적으로 시냅스에서는 화학적으로 흥분을 전달하기에 전기화학적으로 흥분을 전달한다고 해." 

 

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