'시냅스'통해 몸속 곳곳 정보전달

왜 소아마비 환자는 아픔이나 뜨거움 등은 느끼면서 몸을 움직이지는 못하는 것일까. 나병환자는 몸을 움직이는 데는지장이 없으면서 뜨거운 것은 모른다. 왜 그럴까.

이는 신경에 이상이 있기 때문이다. 소아마비는 몸을 움직이라는 뇌의 명령을 전달하는 운동신경에 이상이 있기때문이고 나병은 감각을 뇌로 전달하는 감각신경에 이상이 있기 때문이다.

신경은 이와같이 정보를 뇌로 전달하고 뇌의 명령을 인체의 각 기관에 전달하는 통신망이다. 흔히 혈관을 도로에비유하고 신경을 통신망에 비유하는 것은 이 까닭이다.


신경은 해부학적으로 분류하여 중추신경과 말초신경으로 나눈다.

뇌와 뇌에서 아래로 연결되어 척추에 들어있는 척수까지를 중추신경이라 하고 척수에서

좌우 한쌍으로 31쌍이 나와 몸 전체에 퍼져있는 척수신경과 뇌에서 바로 나와 주로 얼굴에 분포되어 있는 12쌍의뇌신경을 합해 말초신경이라고 한다.

기능적인 측면으로 분류하여 감각신경과 운동신경으로 나눈다.

감각신경은 외부로부터 오는 감각을 뇌로 전달하는 역할을 하는데 몸 표면의 감각을 전하는 체성감각계와 내장의감각을 전하는 내장성감각계, 그리고 시각 청각 등을 전하는 특수감각계로 나뉘어진다.

운동신경은 뇌의 명령을 각 기과?에 전달하는 역할을 하는데 근육을 움직이는 체성운동신경계와 본인의 의사와는관계없이 자율적으로 움직이는 심장, 내장 등의 운동을 조절하는 자율신경계로 나눈다.

말초신경은 손상을 입었을 때 재생이 가능하나 중추신경은 완전히 파괴되면 재생이 불가능하다.

소아마비 환자가 감각은 있으나 운동을 할 수 없는 것은 바이러스가 선별적으로 운동신경만 파괴했기 때문이다.그런데 이 병변이 중추신경인 척수에서 생기는 까닭에 병이 낫고 나서도 세포가 재생하지 않아 영원히 마비가남게되는 것이다.

나병은 초기에 감각신경만 침범하기 때문에 운동은 할 수 있으나 감각이 없어져 다쳐도 아픈줄 모르고 뜨거운 곳에닿아도 이를 느끼지 못하여 자주 화상을 입게 된다.

모든 외부의 감각은 일차적으로 감각 수용기를 통해 이루어지는데 감각수용기는 특수화한 신경조직으로 열과 빛 혹은기계적 화학적 에너지를 신경의 흥분으로 바꾸어주는 조직이다.

감각에 따라 그 감각만 받아들이는 고유의 감각수용기가 따로 있다. 감각수용기를 흥분시키는 자극은 어떠한 형태이든간에 관계없이 감각수용기 주위에 국소 전류를 발생시키며 이 전류가 신경섬유에 활동전압을 발생시킨다. 이활동전압에 의해 정보는 초속 약 60 - 120m의 속도로 말초신경에서 척수를 거쳐 뇌로 상행한다.

뇌의 신경세포(뉴런)는 별 모양의 세포체에 정보를 전달하는 돌기를 갖고 있다. 한 개의 긴 축색돌기는 다른 세포로정보를 보내는 역할을 하고 수많은 수상돌기는 다른 세포의 축색돌기와 연결되어 정보를 받아들이는 역할을 한다.

사람의 축색돌기의 길이는 약 1m 정도이고 수상돌기는 1mm 이하로 짧다. 한 세포의 축색돌기와 다른 세포의수상돌기가 연결된 부위를 시냅스라 하는데 한 개의 세포는 수천개의 다른 세포와 시냅스로 연결되어 있다.

두 돌기는 맞붙어 있는 것이 아니고 그 사이에 1백만부의 2cm 정도의 시냅스공간이라는 간격이 있다.

시냅스에는 화학적 시냅스와 전기적 시냅스가 있는데 포유동물의 뇌에 있는 시냅스는 대부분 화학적 시냅스이다.










BRAIN FACTS

축색돌기의 말단에 많은 수의 조그마한 주머니가 있고 이 주머니속에 화학물질이 들어 있다.

정보가 시냅스를 통해 다른 세포로 전?될 때 이 주머니가 터져서 1천분의 1초에서 2초내에 화학물질이 시냅스 공간으로유리된다. 이 화학물질이 시냅스 공간을 가로질러 인접세포의 수상돌기의 세포막에 있는 수용체 분자에 붙어서 그신경세포가 흥분하게 된다. 이 화학물질을 신경자극 전달물질이라고 한다.

현재까지 여러 가지 물질이 밝혀졌는데 처음에는 서너개 정도 있는 것으로 생각했으나 지금은 수백개가 있을 것으로추정하고 있다.

아세틸콜린과 노에피네프린이 대표적 예이며 그외에 도파민계 세로토닌 히스타민 등의 아민화축색과 그루타민산GABA 등의 아미노산, 엔돌핀 같은 펩타이드들이 신경자극전달물질의 역할을 하는 것으로 알려져 있고 이들은 그고유의 신경계에서만 발견되는 것이다.

이 자극전달물질이 부족하면 신경기능이 떨어지고 분비가 촉진되면 신경의 자극 효과가 나타난다. 그외 이들자극전달물질의 작용을 조절 또는 중개한다고 생각하는 일련의 화학물질이 또 존재한다고 보고 있다.

자극전달물질계에 이상이 있으면 뇌와 마음에 이상이 생길 수 있다는 것은 분명하다.

가장 좋은 예가 정신분열증이다. 세계인구의 약 1%가 정신분열증을 앓고 있는 것으로 보고되고 있는데 종족과문화인생의 경험과는 무관하며 중요한 자극전달물질계의 하나인 도파민의 과잉

으로 생긴다는 것이 가장 널리 인정받고 있는 최근의 학설이다.

자극전달물질에 대한 연구가 진일보하면 인간의 정서와 행동 그리고 성격가지 약품으로 조절, 개선할 수 있는 날이머지않아 도래할 것이다.

뇌에서 전기적, 화학적 전달을 통해 서로 교환된 정보는 대뇌피질에서 연합되고 분석을 거친 후 운동신경을 통해기관에 명령을 내린다.

모든 정보의 전달이 뇌에까지 가는 것은 아니다. 넘어질 때 순간적으로 손을 짚어 몸을 보호하고자 하는 반사적 행동은뇌를 거치지 않고 바로 척수를 거쳐 운동신경에 명령을 내린다.

이때의 센터는 척수 자체에 있다.

희한하게도 뇌는 모든 정보를 수집하고 분석하는 센터이면서도 그 자체에는 감각신경이 없다. 두통은 뇌 자신의통증이 아니고 뇌를 싸고 있는 막이나 혈관과 동행하는 신경에 의해 느껴지는 것이다.

뇌막만 잘 마취해 놓으면 뇌 수술 자체는 환자가 눈을 말똥말똥 뜬 상태에서 할 수 있다.

신경은 약간 노르스름한 기를 띈 흰색의 섬유이다.

별다른 이상 없이 마음으로 오는 병을 흔히 신경성질환이라고 하는데 이는 진짜 신경에 이상이 생기는 질환과 혼동할우려가 있다.

마음의 병은 이제 심인성질환 등으로 고쳐 부르는 것이 좋겠다.

인간의 뇌에는 태어난 후에 새로운 신경세포가 생기지는 않는다. 그러나 새로운 시냅스 연결은 얼마든지 생기고강화할 수도, 퇴화할 수도 있다.

큰 신경회로는 태어나기 전에 만들어지나 작고 세밀한 회로는 일생동안 발달한다. 새로운 경험이 새로운 시냅스형성을 자극한다. 따라서 경험은 뇌의 모양을 일부 바꿀 수 있다.

30세를 넘으면 하루에 10만개에서 20만개의 뇌세포가 계속 죽어간다. 지능은 뇌세포의 수가 아니라 시냅스의 발달에의한다고 한다. 그래서 머리는 쓸수록 좋아지는 법이다. 나쁘게 쓰기 시작하면 또 그 방면으로 더 발달하는 게 탈이긴하지만.