신경계는 어떻게 작용하는가

신경계는 신체의 다른 부분들 사이에 신호를 전달하는 신경과 뉴런으로 알려진 특수화된 세포들의 복잡한 집합체이다. 그것은 본질적으로 신체의 전기 배선이다. 구조적으로 신경계는 중추신경계와 말초신경계의 두 가지 요소로 이루어져 있다. 국립보건원에 따르면, 중추신경계는 뇌, 척수, 신경으로 이루어져 있다. 말초신경계는 감각신경세포, 신경세포, 신경세포로 이루어져 있으며, 신경세포는 서로 연결되어 있고 중추신경계와 연결되어 있다. 기능적으로, 신경계는 체성 또는 자발적 구성 요소와 자율적 또는 비자발적 구성 요소의 두 가지 주요 하위 부분으로 나뉜다. Merck Manuals에 따르면 자율 신경계는 의식적인 노력 없이 작동하는 혈압과 호흡수와 같은 특정 신체 과정을 조절한다. 체세포는 뇌와 척수를 근육과 피부 감각 수용체와 연결하는 신경으로 구성된다. 1. 신경계에 대한 설명 미시간 의과대학에 따르면 신경은 뇌와 중심줄에서 시작하여 신체의 다른 모든 부분으로 뻗어나가는 원통형 섬유다발이다. NIH는 뉴런이 축삭이라고 불리는 얇은 섬유를 통해 다른 세포에 신호를 보내는데, 이는 신경전달물질로 알려진 화학물질이 시냅스라고 불리는 교차로에서 방출되도록 한다고 지적했다. 인간의 평균 뇌에는 100조 개 이상의 신경 연결이 있지만, 그 수와 위치는 다를 수 있다. 예를 들어, 미국 과학 아카데미 (PNAS) 저널에 발표된 한 연구는 연구된 160명의 참가자 중, 매우 창의적인 사람들의 뇌는 덜 창의적인 사상가들보다 뇌의 세 특정 영역 사이에 더 많은 연결을 가지고 있다는 것을 발견했습니다. "여러분은 뇌의 다른 부분에 위치한 이 세 가지 다른 시스템을 가지고 있지만, 그것들은 모두 동시에 함께 활성화되어 있습니다," 라고 하버드 대학에서 인지 신경 과학을 연구하는 박사 후 연구원인 로저 베티가 말했습니다. "그것들과 더 잘 협력할 수 있는 사람들은 더 창의적인 반응을 내놓았습니다." 시냅스는 셀에 명령을 제공하며 전체 통신 과정은 일반적으로 1밀리초의 극히 일부만 소요된다. 디스커버지에 따르면 신호는 척수의 알파 운동 뉴런을 따라 431km/h(268mph)로 이동하는데, 이는 인체에서 가장 빠른 전송 속도이다. 미국심리학회에 따르면 감각신경세포는 빛, 소리, 촉각과 같은 물리적 자극에 반응해 신체 주변 환경에 대한 피드백을 중추신경계에 보낸다. 중추신경계나 말초신경절에 위치한 운동뉴런은 근육이나 분비선을 활성화시키기 위해 신호를 전달한다. 오리건 보건과학대학에 따르면, 그리스어로 "글루"를 뜻하는 단어에서 유래된 신경세포는 신경세포를 지지하고, 보호하거나, 영양을 공급하는 전문 세포이다. 뇌의 연결과 사고 능력은 수천 년의 진화에 걸쳐 성장했습니다. 예를 들어, 2018년 1월 저널 Cell에 발표된 두 논문에 따르면, 바이러스가 자신의 유전 코드를 네발 동물의 게놈에 묶었고, 그 코드는 오늘날에도 여전히 인간의 뇌에서 발견될 수 있다고 한다. 이 코드는 유전 정보를 포장하여 신경 세포에서 다른 근처의 신경 세포로 보내는데, 이것은 뇌의 매우 중요한 과정이다. 2. 신경계의 분열 우리가 신경계를 생각할 때, 우리의 생각은 즉시 뇌로 간다. 뇌는 뉴런 활동의 벌집이며, 수십억 개의 서로 얽힌 뉴런들이 기억을 보존하고 회상하며, 생각과 말을 조정하고, 미래의 행동을 계획하기 위해 발화한다. 척수와 함께, 우리 신경계의 뼈로 덮여 있는 부분들은 자연적으로 중추신경계라고 불립니다. 우리의 뉴런의 대부분은 보호액과 뼈 뒤에 차폐되어 있는데, 여기서 그들은 신체 주위의 기관으로부터 신호를 받고 지시한다. 그러나 중추신경계에서 보내지는 신호는 목표 기관에 도달하는 어떤 수단을 가지고 있어야 한다. 그리고 그러기 위해서는 중추신경계에서 신체의 말단까지 이어지는 신경에 연결되어야 합니다. 이 두 번째 신경망은 말초신경계라고 불립니다. 국립암연구소에 따르면 중추와 말초는 함께 신경계의 주요 부문을 형성한다. 말초신경계는 많은 기능을 담당하며, 따라서 다양한 업무를 전문으로 하는 수많은 하위 부문을 가지고 있다. 감각, 즉 미각의 분열은 주변으로부터 신호를 받고 이것을 중추신경계로 전달한다. 운동 또는 효과적 분열은 중추신경계에서 외부로 활동에 대한 신호를 말초 기관과 근육으로 전달한다. 이러한 운동기능은 체세포와 자율신경계의 두 가지 형태로 나타난다. 의학 도서관 LibreTexts에 따르면, 신체 기능은 아마도 파악하기에 가장 쉬운 신경계의 개념일 것이다. 왜냐하면 이것들은 컵을 집거나 침대 위에서 점프하는 것을 선택하는 것과 같은 우리의 모든 자발적인 행동을 지시하기 때문이다. 그러나 모든 체내 운동 기능이 자발적인 것은 아니다. 어떤 것들은 신체 반사라고 알려진 위험에 대처하는 것을 돕는 우리 몸에 내장된 자동적이고 미리 프로그램된 반응이다. 여러분이 우연히 뜨거운 난로를 만지거나, 날카로운 물체를 밟거나, 혹은 무언가가 여러분의 눈을 향해 날아갈 때, 여러분은 그러한 반사작용을 알아차릴 것입니다. 여러분의 몸은 여러분이 자각하기 전에 반응합니다. 손을 떼고, 다른 발 위로 뛰어오르고, 눈꺼풀을 쾅 닫아버립니다. 이것은 모두 뇌의 자발적인 입력이 필요 없기 때문에 믿을 수 없을 정도로 빠르게 행동할 수 있는 신체 반사 작용의 모든 것이다. 위험에서 손을 떼는 것은 굴곡반사 또는 철수반사로 알려져 있는 반면, 날카로운 물체를 밟으면 교차 확장반사가 시작된다. 이 후자의 반사는 자동적으로 여러 운동기능을 유발하는데, 한쪽 다리가 수축하면서 다른 한쪽 다리가 동시에 팽창하고 안정되어 우리가 넘어지는 것을 방지한다. 우리의 말초신경계의 선천적이고 단단한 반사 반응은 우리를 위험으로부터 안전하게 하는데 도움을 주지만, 그것들은 말초신경계가 수행하는 유일한 자동 기능은 아니다. 행동이 자발적이거나 신체적인 것이 아닐 때, 그것들은 자율적이며, 이것은 그들이 의식적인 생각으로부터 독립적으로 작동한다는 것을 의미한다. 이러한 과정에는 심장 박동, 근육 수축에 의한 소화관 내 음식물의 흔들림, 호흡 등이 포함된다. 우리의 뇌는 이러한 과정들 중 몇 가지를 통제할 수 있지만, 자율적인 기능은 우리가 잠들거나 의식을 잃었을 때에도 계속 작동할 것이다. 그러나 우리가 통제할 수 없는 과정은 결코 변하지 않는다. 대신 자율신경계의 통제하에 있는 기관들은 교감신경계와 부교감신경계의 균형에 의해 조절된다. 자극에 따라, 이러한 시스템은 우리 몸이 당면한 도전에 항상 대응할 준비가 되어 있는지 확인하면서 우리 내부 기관의 활동을 증가시키거나 감소시킨다. 3. 신경계 질환 "신경계의 모든 질병들 중에서, 사람들이 겪는 가장 흔한 어려움은 통증이고, 그 중 많은 것이 신경과 관련이 있습니다."라고 Dr.에 따르면. 의료기기 회사인 NeuroMetrix의 설립자이자 CEO인 Shai Gozani는 만성적인 고통을 안고 사는 사람은 1억 명이나 됩니다." 1) 파킨슨병 기저신경절은 뇌의 깊은 곳에서 발견되며, 움직임을 조절하는 역할을 한다. 이 신경들은 도파민이라고 알려진 화합물을 생산하는데, 도파민은 실행 기능과 운동 조절을 포함한 많은 기능을 조정하는데 중요하다. 원인은 아직 분명하지 않지만, 때때로 기저 신경절이 손상되어 죽기 시작할 수 있다. 그 결과 도파민의 손실이 걷기, 말하기, 기억력 회복과 같은 주요 기능을 점차 방해하기 때문에 파킨슨병이다. 이러한 효과는 심박수와 혈압을 조절하는 데 필요한 교감신경계의 핵심 화합물인 노르에피네프린 생성을 담당하는 신경의 상실로 인해 복합적으로 작용한다. 국립노화연구소에 따르면 뇌에서 도파민의 양을 증가시키는 약은 그 병의 증상과 싸우는 데 도움을 줄 수 있다고 한다. 2) 벨의 마비 주요 신경은 중추신경계에서 다양한 장기와 조직으로 외부로 퍼져나가며, 각각은 특정한 기능을 수행한다. 뇌신경 VII는 눈 깜빡임과 미소를 포함한 우리 얼굴의 많은 근육을 통제하기 때문에 안면 신경으로 알려져 있다. 국립신경장애 뇌졸중연구소에 따르면, 이 신경이 염증을 일으키거나 손상되거나 혹은 다른 방법으로 파괴될 때 벨의 마비가 발생할 수 있는데, 이것은 얼굴 근육이 약해지거나 마비되는 것을 포함한다. 이는 일반적으로 얼굴 한쪽에만 영향을 미쳐 한쪽은 입이 축 처지고 눈꺼풀의 조절력이 상실되는 등의 증상을 일으켜 환부가 느슨한 모습을 보이게 된다. 벨의 마비의 전체 증상은 종종 일시적이며, 환부의 일부 또는 전체 회복은 6개월 후에 일어난다. 무엇이 뇌신경을 부풀게 하고 벨의 마비를 일으키는지는 항상 분명하지 않지만, 과학자들은 신경계의 반복적인 바이러스 감염이 신경 손상을 유발하는 면역 반응을 이끌어 낸다고 믿는다. 3) 다발성 경화증 뉴런은 우리 몸에서 신호를 전달하는 매개체이지만, 그것들은 단독으로 작용하지는 않는다. 뉴런의 세포체로부터 신호를 전달하는 축삭은 미엘린 한 다발에 코팅되어 있다. 전미다발성경화증학회에 따르면 미엘린 줄기는 중추신경계에서 올리고덴드로사이트라고 불리는 세포에 의해 생성되어 미엘린의 신경전도성을 보호하고 촉진하는 기능을 가능하게 한다. 다발성 경화증에서 중추신경계 내의 비정상적인 면역반응은 보호성 미엘린을 벗겨내고 많은 신경 흉터(경화증)를 유발하여 그 이름을 병명으로 한다. 미엘린 재생을 장려해 질병을 치료하려는 연구 노력이 진행 중이다. 4) 말초신경장애 몇몇 퇴행성 신경계 장애는 주로 중추신경계에 영향을 미치지만, 대신 말초신경계에 영향을 미치는 질병들이 있다. 이 질병들을 함께 말초신경병이라고 한다. 영향을 받는 부위가 말초신경계이기 때문에, 그러한 신경 질환은 감각의 상실과 사지의 조절 조절을 초래한다. 미시간 대학 보건부에 따르면, 이러한 증상에는 손가락과 발가락의 조정력과 감각의 상실, 그리고 균형감각의 부족이 포함된다. 말초신경장애의 원인은 아직 완전히 밝혀지지 않았지만, 과학자들은 고혈당의 장기화를 일으키는 당뇨병을 주요 원인 중 하나로 결정했다. 4. 신경계 상태 진단 신경계와 관련된 상태를 진단하기 위한 많은 검사와 절차가 있다. NIH에 따르면, 전통적인 엑스레이 외에도, 투시 진단이라고 불리는 전문 엑스레이가 동맥을 흐르는 혈액과 같은 움직이는 몸을 검사한다. 다른 표준 신경학적 검사로는 MRI(자기공명영상), CT 스캔, 뇌파도(EEG)가 있다. 양전자방출단층촬영(PET)은 종양이나 병든 조직이나 종양을 감지하기 위해 세포나 조직의 신진대사와 뇌 활동을 측정하는 절차라고 NIH는 지적했다. NIH에 따르면, 척수 탭은 감염이나 다른 이상 여부를 검사한 소량의 뇌척수액을 빼내기 위해 척수관에 바늘을 넣는다. 5. 신경계통 연구 신경계를 연구하고 치료하는 의학 분야를 신경학이라고 하며, 이 분야에서 일하는 의사들은 신경학이라고 한다. 일단 그들이 의학 훈련을 마치면, 신경학자들은 그들의 전문분야에 대한 추가 훈련을 완료하고 미국 정신의학 및 신경학 위원회의 인증을 받는다. APN에 따르면, 그들의 기능 능력에 영향을 미치는 그들의 신경계에 질병이나 부상을 경험한 환자들을 재활시키기 위해 일하는 의사인 물리학자들도 있다. 신경외과 의사들은 신경계와 관련된 수술을 하고 미국 신경외과 의사 협회의 인증을 받는다.