뉴런은 어디를 구성하는 세포인가요?
신경 세포
신경 세포(神經細胞, ) 또는 뉴런은 신경계를 구성하는 세포이다. 신경세포는 나트륨 통로, 칼륨 통로등의 이온 통로를 발현하여 다른 세포와는 달리 전기적인 방법으로 신호를 전달할 수 있다. 또한 인접한 신경세포와 시냅스라는 구조를 통해 신호를 주고 받음으로써 다양한 정보를 받아들이고, 저장하는 기능을 한다. 인간의 두뇌에는 대뇌피질에만 약 100억개의 신경세포가 존재하는 것으로 추산되고 있다. 신경계에는 뉴런보다 많은 숫자의 신경 아교 세포가 존재한다. 신경 세포체
신경 세포체는 뉴런의 한 부분으로, 핵을 포함한 부분이다. 뉴런에 영양을 공급하고 유지시키는 일을 한다. 세포체(Cell Body)는 Soma라고도 한다. 보통의 체세포와 같이 핵과 미토콘드리아, 세포막이 있다. 신경 세포체는 뉴런에 따라 그 종류와 크기가 매우 다양하다. 밈
거울신경세포는 인간이 본능적인 모방을 하게 하는 뉴런이다. 거울뉴런은 밈의 물리적 실체를 밝히고 밈이 전달되는데 중요한 한 과정인 모방에 대해서 밝히는 데에 도움이 될 것이라고 조심스럽게 예상되고 있다. 뇌는 다른 사람들이 특정행동을 하는 것을 볼 때, 그 사람의 뇌의 발화된 부분과 같은 부위의 뉴런을 발화시킨다. 그래서 우리가 영화 등을 볼 때 등장인물들에 공감을 할 수 있으며, 사람들이 다른 사람의 의도 등을 표정 같은 것으로 순간적으로 파악해 내는 능력, 사회 곳곳에서 보이는 가볍고 일상적인 행동에 대한 모방의 시초가 될 것이라는 가설들이 강하게 나오고 있다. 거울뉴런이 인간사회에서 보이는 다양한 모방들에 영향을 끼칠 것이라는 것이다. 물론 현재까지는 거울뉴런은 주로 다른 생명체에 대한 순간적이고 자연스러운 판단을 할 때 큰 영향을 끼치지 추론이나 사고 과정 자체를 직접적으로 조율하지는 않는 것으로 밝혀져 있다. 모방에 관한 실험들에서, 사람은 본인의 인식여부를 떠나 자신의 가볍고 일상적인 행동을 그대로 모방 하는 사람들을 그렇지 않은 사람들보다 더 좋아한다. 예를 들어서 머리카락을 쓰다듬는 것과 같은 행동은 실험으로 앞에서 말한 것과 같다는 것이 밝혀져 있다. 그리고 사람은 자신과 같은 언어습관을 무의식적으로 따라 하는 사람들을 선호하고, 실제로 서로 호감 있는 사람들끼리는 언어습관이 닮는다고 한다. 이렇게 서로의 언어습관을 자기도 모르게 점점 모방하는 특성이 사람들 사이의 문법을 만들었을 것이고 밈의 시초가 되었을 거라는 예측들이 있다. 이처럼 여러 모방 현상들의 뇌에서 모방의 시초일 것이라고 판단되는 거울뉴런에 대해 밝혀짐으로써 밈의 물리적 실체를 밝히는 데 도움이 될 것이라고 예상된다. 시각 기관
19세기 말, 신경계에 관한 많은 사항들이 밝혀졌는데, 그 중 핵심은 뉴런이 신경계의 기본 세포이며 뇌는 그 영역마다 담당하고 있는 기능이 다르다는 사실이었다. 이런 사실들은 신경과학의 발전의 바탕이 되었다. 활동전위
뉴런은 전기적으로 흥분하는 세포로 대개는 한 개 이상의 가지돌기를 가지고 있고, 단일 세포체와 축삭, 하나 이상의 축삭 말단으로 이루어져 있다. 가지돌기는 세포에서 뻗어나온 돌기이고, 일차적으로는 시냅스 신호를 받는 역할을 한다. 가지돌기에서 돌출된 가시는 시냅스전 뉴런에서 방출되는 신경전달물질을 포착할 수 있게 되어 있다. 가시에는 리간드 개폐 이온 채널이 많다. 가시는 가느다란 '목'으로 망울 형태의 돌출부에 연결된다. 이런 구조적 특성으로 인하여 가시 안에서 일어나는 변화가 이웃한 가시에 영향을 줄 확률이 줄어든다. 극소의 예외(장기 강화)는 있지만, 가지돌기의 가시는 독립적인 단위로 행동한다. 가지돌기는 세포핵이 있는 세포체와 대부분의 세포소기관에서 멀리 뻗어나온 형태이다. 세포체의 표면에는 가시와 달리 전압 활성 이온 채널이 많이 있다. 이 채널은 가지돌기에서 만들어진 신호를 전달하는 것을 돕는다. 세포체에서 축삭으로 나오는 부분이 축삭 언덕이다. 축삭 언덕은 전압 활성 나트륨 채널이 밀집되어 있는 것이 특징이다. 일반적으로 축삭 언덕을 활동전위가 급등하여 시작되는 영역으로 간주한다. 가시에서 생성되고 세포체로 전달된 신호는 모두 축삭 언덕으로 모인다. 축삭 언덕에서 곧장 이어진 부분이 축삭이다. 축삭은 관 형태로 세포체에서 길게 뻗어 있고, 미엘린 수초로 절연되어 있다. 미엘린은 신경아교세포의 일종인 슈반 세포(말초신경계의 경우)나 희소돌기아교세포(중추신경계)로 이루어져 있다. 신경아교세포는 전기적 신호 전달에 관여하지 않지만, 서로 소통하여 뉴런에 중요한 생화학적 도움을 준다. 미엘린은 축삭 분절을 여러번 감싸 두꺼운 지방층을 형성하고 이온이 축삭으로 들어오거나 축삭을 빠져나가는 것을 막는다(절연). 절연을 통하여 신호가 감소하지 않고 전달 속도를 유지할 수 있지만, 절연 부위에는 채널이 존재할 수 없다. 축삭의 막에는 일정한 간격으로 절연되지 않은 부위, 랑비에결절이 있다. 랑비에결절은 일종의 축삭 언덕처럼 작용하여 신호가 감소하지 않도록 증폭시킨다. 축삭의 끝부분은 절연이 벗겨지고 여러 갈래로 나뉘어 축삭 말단을 형성한다. 이들이 시냅스전 말단 혹은 시냅스 단추()로, 신경전달물질이 든 작은 막 구조물인 시냅스 소포가 여기 존재한다.
감각신경
소리를 인지하는 감각기관인 내이를 구성하는 신경들. 일반적으로 달팽이관 내의 안쪽 유모세포들의 활성화를 통해 감각을 전달하는 역할을 한다. 해당 세포는 시상하부의 MGN(Medial geniculate nucleus)을 통해 뇌의 브로드먼 영역 22번 혹은 23번으로 신호를 전달한다. Cranial Nerve 8번에 의해 전달된다. 축삭
축삭은 신경계의 가장 중요한 신경 전달 통로이며, 축삭이 다발로 모여 신경을 구성한다. 일반적인 축삭의 지름은 1μm정도이지만, 길이는 수십cm에 이르는 것도 있다. 예를 들어, 인체에서 가장 긴 축삭을 가진 신경세포인 좌골신경은 척추의 끝에서 시작하여 양 발의 엄지발가락까지 이어지며, 좌골신경을 구성하는 신경세포의 축삭은 1m 이상의 길이로 자랄 수 있다. 세포
인체는 심장, 폐, 콩팥 등과 같은 많은 종류의 장기를 가지고 있으며, 각각은 각자의 기능을 수행한다. 세포 역시 세포소기관이라고 불리는 작은 기관으로 구성되어 있으며, 각 기관은 각자의 역할을 수행한다. 진핵세포의 경우, 각 기관 역시 세포막에 싸여있다.원핵세포는 세포핵을 둘러싸는 핵막이 없다는 점에서 진핵세포와 큰 차이를 지닌다. 또한 진핵세포에게서 특징적인 세포간의 소기관 및 구조물을 가지고 있지 않다. 중요한 예외는 리보솜으로, 진핵세포와 원핵세포에 모두 존재한다. 미토콘드리아, 골지장치, 엽록체와 같은 세포소기관의 대부분의 기능은 원핵세포에서는 세포막이 담당한다. 원핵세포는 3개의 영역을 지닌다. 편모와 필리(세포 표면에 붙어 있는 단백질)라고 불리는 부속 기관 영역, 피막, 세포벽, 세포막으로 구성된 세포외막(cell envelope) 영역, 마지막으로 유전체(DNA) 와 리보솜 및 여러가지 세포 물질을 포함한 세포질 영역이 바로 그것이다. 뇌
대부분의 경우 신경 세포는 집단적으로 존재하며, 신경섬유는 다발을 지어 분포하기 때문에 신경세포와 신경섬유는 육안으로도 구별할 수 있는 경우가 많다. 신경 세포체가 모여 있는 부분은 회백질, 섬유가 많은 부분은 백질이라고 한다. 뇌에서는 회백질이 백질을 에워싸고 있는데, 척수에서는 백질이 회백질을 감싸고 있다. 시교차 상핵
시교차 상핵(Suprachiasmatic nucleus, SCN)은 뇌의 중심부의 작은 부위에 위치하며 시신경이 교차하는 바로 윗부분에 있다. 시교차 상핵는 생리주기를 조절하는데 2만개의 뉴런을 이용하여 신경과 호르몬의 활동을 조절하여 인간의 24시간 주기의 다양한 기능들을 발생시키고 조절한다. 원추형태로 생긴 시교차 상핵은 쌀알 정도의 크기이며 뇌의 다른 영역들과 상호작용한다. 시교차상핵은 여러 유형의 세포, 신경전달물질, 펩티드를 포함한다. 신경계통
중추신경계에서 갈라져 나와 몸의 각 기관에 연결되는 신경계통이다. 활동전위
신경계에서 전기 신호를 빠르고 효율적으로 전달하기 위한 장치가 특정 뉴런에 있는 미엘린 수초이다. 미엘린은 여러 층으로 된 막으로 중간중간 랑비에결절이라는 부분을 제외하고 축삭을 감싼다. 미엘린은 특수한 세포에서 생산된다. 말초신경계에서는 슈반 세포가, 중추신경계에서는 희소돌기아교세포가 그 역할을 담당한다. 미엘린 수초는 막 전기 용량을 감소시키고 랑비에결절 사이의 저항을 증가시켜서 활동전위가 결절에서 결절로 빠르게 도약하도록 한다. 미엘린 형성은 주로 척추동물에서 나타나며, 새우 같은 십각목 갑각류에 속하는 소수의 무척추동물도 유사한 체계를 갖추고 있다. 척추동물의 모든 뉴런이 수초를 가지지는 않는다. 자율신경계를 구성하는 뉴런의 축삭은 일반적으로 수초가 없다. 시상
시상(視床, Thalamus)은 대뇌의 안쪽, 중뇌의 바로 전측 및 배측에 놓여있으며 여러개의 핵으로 이루어져 있으며 간뇌의 대부분을 차지하는 주요 구조이다. 피질하 회백질 구조의 하나로써 두 개의 작은 타원형으로 구성되어있으며 좌우 대뇌반구에 하나씩 자리잡고 있다. 고삐(habenula)와 송과선을 포함하는 시상상부(epitha-lamus)와 자율신경과 연결된 시상하부(hypothalamus)와 연결되어있다. 시상은 통합중추로서 대뇌피질에 투사되는 주요 감각계의 최종 중계소다. 즉 후각을 제외한 시각계, 청각계 및 체감각계는 시상을 거쳐 대뇌피질에 투사되며 또한 운동신호의 중계, 의식, 수면 등의 조절에 대한 모든 감각 신경로가 이곳에 모였다가 해당 감각 피질로 전달된다. 신경과학
분자생물학, 진화생물학, 전기생리학, 생물정보학의 발전에 힘입어, 신경계 연구는 1950년대 이후에 급증하였다. 신경과학자들은 신경계의 구조와 발생 과정, 어떻게 신경계가 작동하는지, 혹은 어떻게 잘못 작동하는지, 어떻게 바뀔 수 있는지 등 모든 측면을 다룰 수 있게 되었다. 예를 들면 단일 뉴런에서 일어나는 복잡한 과정은 다음과 같다. 뉴런은 소통에 특화된 세포로, 시냅스라는 특수한 연결을 통해 전기적·전기화학적 신호를 다른 세포에게 전달한다. 많은 뉴런은 축삭이라는 가늘고 긴 원형질 다발을 몸 멀리까지 뻗어 전기 신호를 빠르게 전달한다. 전기 신호는 축삭이 닿아있는 다른 뉴런이나 근육 또는 분비선의 활성에 영향을 미친다. 신경계는 이렇게 서로 연결된 뉴런의 집합이다. 또한 뇌의 진화과정이 밝혀지면서, 신경계 연구의 모델이 될 수 있는 생명체들이 발견되었고 연구되었다. 해마체
해마체(海馬體, )는 해마(海馬)라고도 불리며 대뇌변연계의 양 쪽 측두엽에 존재하며 기억을 담당한다. 보통 1cm정도의 지름과 5cm정도의 길이를 가지고 있으며 formula_1개 정도의 뉴런으로 구성되어 있지만 한 개의 뉴런이 대략 2만 ~ 3만 개의 뉴런과 네트워크를 형성하고 있다. 말초신경계통
자율 신경은 2개의 신경 섬유, 즉 절전 섬유(신경절 앞의 뉴런)와 절후 섬유(신경절 뒤쪽의 뉴런)로 되어 있는데, 이 신경의 말단에서는 화학 물질이 분비되어 흥분을 전달한다. 교감 신경의 절전 섬유 말단에서는 아세틸콜린이, 절후 섬유 말단에서는 노르아드레날린이 분비되고, 부교감 신경의 절전, 절후 섬유의 끝에서는 아세틸콜린이 분비되어 자극의 전달에 관여한다. 세포질
세포질의 최대 80%까지 차지하는 액체 성분은 이온 및 용해되어 있는 효소, 탄수화물, 염, 단백질, RNA와 같은 거대 분자로 구성되어 있다. 세포질의 액체 성분은 투명질이라고도 불린다. 뇌
뉴런을 생성한 최초의 동물은 자포동물이지만 자포동물의 신경계는 균일하게 퍼져 있는 산만 신경계이므로 뇌로 볼 수 없다. 원시적인 조절중추로서의 뇌는 편형동물에서 최초로 진화한 것으로 보인다. 운동성을 갖게 되며 두화가 일어나기 시작한 편형동물은 신경세포체를 2개의 신경삭의 형태로 신경세포체가 머리부분에 밀집되는 방향으로 진화하였다. 전기적 연접
세포들이 직접적으로 그물모양으로 연결되어 있다는 모델은 20세기 초의 신경계의 구조에 대한 초기 가설중의 하나였다. 이 그물가설은 지금 널리 받아들여지고 있는 뉴런의 각각 세포가 화학적으로 시냅스를 통해서 신호를 전달한다는 뉴런신조와 어긋나는 것으로 생각된다. 이 두 모델은 1906년 노벨 생리의학상 수상식에서 상이 두 명의 과학자에게 돌아가면서 극명하게 대조를 이루게 된다. 카밀로 골지(Camillo Golgi)는 그물 가설을 주장하였고, 산티아고 래이먼 카할(Santiago Ramón y Cajal)은 현대 신경과학의 아버지라 불리며 뉴런신조의 거장이었다. 골지는 신경계의 그물 모델에 대한 증거를 설명하면서 노벨 상 강연을 하였다. 그리고 카할은 강연대를 지켜보면서 그의 강연에서 골지의 결과를 반박했다. 하지만, 화학적 시냅스와 전기적 시냅스가 동시에 존재한다는 현대적인 이해는 두 모델 모두 생리학적으로 매우 의미가 있다는 것을 나타낸다. 노벨 위원회에서 상을 공동수여 한 것은 뛰어난 선견지명을 가졌다고 할 수 있다. 20세기 초의 10년간 뉴런간의 정보 전달이 화학적인지 전기적인지 엄청난 토론이 있었다가 오토 루이(Otto Loewi)가 뉴런과 심장간의 화학적 신호전달을 증명함으로써 화학적 시냅스가 오직 답이라고 생각하게 된다. 따라서, 전기적 신호전달의 발견은 엄청난 충격이었다. 전기적 시냅스는 1950년대 후반에 가재의 탈출과 관련된 거대 뉴런에서 처음으로 증명되었다. 후에 척추동물에서도 발견되었다. 교감신경계통
중추는 척수의 흉요부측각에 있으며 혈관이나 내장에 들어간다. 이때 척수에서 기관까지는 두 개의 뉴런으로 연결되는데 척수에 가까운 뉴런을 절전 뉴런, 기관에 가까운 뉴런을 절후 뉴런이라 부른다. 일반적으로 교감신경은 절전 뉴런이 절후 뉴런보다 상대적으로 짧으며, 절후 뉴런의 세포체는 상위 경부 신경절(superior cervical ganglion)에 뭉쳐있다. 절전 뉴런은 주로 아세틸콜린을, 절후뉴런의 경우 주로 아드레날린을 신경전달물질로 이용한다. 부교감 신경의 경우는 절전 뉴런의 길이가 길고, 절후뉴런의 세포체는 해당 기관 내부 혹은 근처에 위치한다. 감각 기관
감각 기관은 우리 몸에 감각을 담당하는 기관이다. 사람의 인체는 크게 5가지의 감각 기관을 갖고 있다. 이 5가지 감각 기관은, 인체 외부에서 발생한 물리적 자극을 뉴런을 활성화시킬 수 있는 전기적 신호로 바꾸는 역할을 하게 된다. 이렇게 발생한 뉴런의 전기적 신호는 신경을 통해 뇌로 이동하고, 그곳에서 인간의 사고에 변화를 일으키게 된다. 소뇌
소뇌의 내부 구조는 가장 바깥층에 신경 세포 집단인 '피질'(소뇌 피질), 그리고 여기서 나오는 신경 섬유 다발로 된 '수질'이 있으며, 가장 내부에는 신경 세포 덩어리인 '소뇌핵'이 있다. 세포 이론
마티아스 야코프 슐라이덴과 테오도어 슈반은 세포를 생물의 기본 단위이자 발생 단위로 여기는 세포 이론을 제시하였다. 이들과는 독자적으로 루돌프 피르호가 세포 이론을 구상하고 있는 가운데, 1838년 슐라이덴은 식물의 모든 부분이 세포나 세포의 부산물로 이루어져 있다고 제안하였고, 또한 마치 광물의 결정처럼 세포의 결합 구조에 의해 생물의 외부 형태가 결정된다고 제안하였다. 그러나 이러한 제안은 슐레이만의 독자적인 이론은 아니었다. 몇 해 전 벨기에의 바르텔레미 카를레스 요세프 뒤모르티에르가 결정 구조에 대한 이론을 언급한 바 있었기 때문이다. 1839년 슈반은 식물뿐만이 아니라 동물 역시 세포로 이루어져 있으며, 모든 생물은 세포로 이루어져 있다고 주장하였다. 슈만의 세포 이론은 식물과 동물이 동일한 기반 위에 있다는 점을 밝힌 생물학 발전의 중요한 이정표이다. 슐라이덴과 슈반의 세포 이론을 정리하면 다음과 같다. 렘 수면
생리학적으로 Pontine tegmentum에 위치한 렘 수면 세포로 알려진 특정 뇌간(brain stem)의 뉴런은 특징적으로 렘 수면 동안에 활성화 된다. 그리고 아마도 그것의 발생에 반응적 일 수 있다. 
렘 수면 동안 특정 모노아민 (노르에피네프린, 세로토닌, 히스타민)과 같은 신경전달물질의 방출은 완전히 멈춘다. 이것은 REM 이완을 야기한다. 운동신경의 단계가 자극 받지 않고 근육은 움직이지 않는다. REM 이완의 부족은 꿈 동안에 발생하는 운동을 행동으로 나타내는 REM 행동 장애를 야기한도록 디자인된 특별한 MRI로 모니터 되었다. 그 연구자들은 시각제어, 청각, 후각, 촉각, 신체 운동과 균형을 조절하는 뇌의 부분의 활동을 찾아내었다. 뇌줄기
중간뇌로 이어지는 팽융부(膨隆部)가 '다리뇌', 이것이 척수로 이행해가는 부분이 '숨뇌(연수, 延髓)'이다. 이들 배쪽에는 구심성·원심성 신경 다발이 달리고 있으며, 등쪽에는 뇌신경 핵이 존재한다. 교 배쪽의 불룩한 부분은 교핵이 존재하기 때문이며, 이 핵은 운동 신경의 추체 외로에 관계하는 신경 세포의 집합체로, 소뇌 피질과의 연락을 맡고 있다. 연수의 배쪽에는 추체로(錐體路)의 운동성 신경의 대부분이 반대쪽으로 이행하고 있으며, 이를 '추체 교차'라고 한다. 그 바로 위쪽 내부에는 지각성 신경이 반대쪽으로 이행하고 있으며, 이를 '모대(毛帶) 교차'라고 한다. 교뇌와 연수 등쪽의 소뇌 사이의 공간은 '제4뇌실'이라 부른다. 그 바닥을 이루는 부분은 사다리꼴을 하고 있어 '능형와(菱形窩)'라고 하는데, 여기에는 제5부터 제12까지의 뇌신경에 관계된 신경 세포가 가득 들어 있으며, 뇌신경핵이라고 총칭되고 모두 중계소 역할을 하고 있다. 특히 제10 뇌신경(미주 신경)은 골반내장을 제외한 모든 내장을 지배하는 자율 신경인데, 그 출발점(신경핵)이 연수에 있다는 것은 내장의 여러 기능의 중추가 연수임을 시사한다. 실험적으로 동물은 대뇌 피질을 적출해도 죽지 않지만 연수가 손상되면 단시간에 죽는다. 연수에는 또한 피부에서의 지각 신경의 최초의 중계소인 골핵 및 블루다하핵과 운동성 추체 외로의 중계소인 올리브핵 등이 존재한다. 신경 세포
시냅스(synapse)는 인접한 두 신경 세포가 연접하면서 만드는 구조이다. 전기적인 신호로 전달된 신호는 신경전달물질이라는 화학적 신호로 바뀌어 시냅스를 통과한다. 시냅스를 기준으로 신호를 주는 신경 세포를 시냅스 전 신경 세포(), 신호를 받는 신경 세포를 시냅스 후 신경 세포()라고 한다. 한 신경세포가 만들어내는 시냅스는 대략 1000여개 이상으로 신경 세포의 신경말을 이루는데 근간이 되며, 시냅스 신호전달의 강화 현상은 학습 및 기억의 기전으로 받아들여지고 있다. 세포 분화
포유류의 몸을 구성하는 세포는 크게 생식세포, 체세포, 그리고 줄기세포로 나눌 수 있다. 성인은 약 100조(10) 개의 세포로 이루어진다. 적혈구와 같이 완전히 분화되면 핵을 잃는 세포를 제외하고는 모든 세포에 같은 유전체의 복사본이 한 개씩 들어있다. 체세포는 이배체로, 각 염색체를 쌍으로 가지고 있으며, 피부와 근육 등 대부분의 인체를 구성한다. 생식세포 혹은 배우자(配偶子, )는 생식세포 계보()를 따라 생겨난다. 줄기세포는 특화된 어떠한 세포로도 분화할 수 있다. 척수
척수(脊髓)는 뇌와 연결되어 있고, 척추 내에 위치하는 중추신경의 일부분으로 감각, 운동신경들이 모두 포함한다.뇌와 척수의 내부 구조에는 커다란 차이가 있으나 그 경계에서는 서서히 이행해가서 명확한 경계는 없다. 척수는 100만개의 신경섬유로 구성되어 있는데 위쪽 부분은 호흡과 팔의 움직임을 조절하고, 중간과 아래부분은 몸통과 다리의 움직임, 성기능을 조절한다. 이 신경들 중 뇌에서 근육으로 전달되는 정보를 운동뉴런, 몸에서 뇌로 전달되는 정보는 감각뉴런 이라고 한다. 척수는 중추신경계통에서 가장 간단한 하위구조의 부분으로, 말초신경을 통해서 들어오는 신체 내외의 모든 변화에 대한 정보를 받아들여 상위 중추인 뇌로 보내고 또 뇌에서 이 정보를 분석, 통합한 후 다시 말초신경을 통해 신체 각 부분에 전달하여 적절한 신체 반응과 정신 활동까지도 할 수 있게 하는 흥분의 정도로이며 척수분절 수준에서의 반사활동의 중추이기도 하다. 신경계통
한편, 한 뉴런의 축색돌기 말단과 다른 뉴런의 가지돌기가 만나는 부분을 시냅스라 하는데 이 둘 사이에는 구조적 결합이 없이 체액으로 둘러싸인 약 20nm의 간극이 있다. 시넵스 구조를 이루는 축색돌기 말단에는 다량의 화학전달물질을 함유한 시냅스소포가 있어 여기에서 분비되는 아세틸콜린과 같은 화학물질에 의해 뉴런 사이의 자극 전달이 이루어진다. 곤충
감각 기관의 세포체를 감각뉴런이라 하는데 몸 맨 바깥쪽의 큐티클 바로 아래 위치한다. 각 세포의 가지돌기는 큐티클성 감각 기관을 향해 뻗어 있다. 이들은 특히 더듬이, 수염, 미모에 풍부하게 분포하고 있다. 각 감각 기관의 감각세포는 감각축색을 내어 중추신경계 쪽으로 보낸다. 복외측시각교차전핵
복외측시각교차전핵(ventrolateral preoptic necleus, VLPO 또는 intermediate nucleus of the preoptic area, IPA)는 인간과 다른 동물의 시상하부 전면과 시각 교차(Optic chiasm) 측면에 위치한 뉴런의 집합체이다. 뇌의 수면촉진핵(복외측시각교차전핵(VLPO), 뇌줄기의 측면(parafacial zone), 중격의지핵(nucleus accumbens core))과 상행성 망상 활성계(ascending reticular activating system, ARS) 그리고 시상하부 측면의 오렉신 뉴런을 보호하는 시스템은 신경계에 의해 상호 연결되어 있으며, 각성, 수면 그리고 이 두 상태사이의 변화를 관장한다. VLPO는 주로 비렘수면(non-rapid eye movement sleep, NREM)중에 활성되며, 상행성 망상 활성계(각성과 깨는 것을 수반한다)의 뉴런을 억제하는 억제 신경전단물질, 주로 감마 아미노낙산(GABA)와 galanin을 분비한다. VLPO의 신경은 위에서 언급한 신경계들의 뉴런에 의해 분포된다. VLPO는 수면 유도 신경전달물질 세로토닌과 아데노신, 그리고 프로스타글란딘 D2(Prostaglandin D2)에 의해 활성화되며, 노르에피네프린(Norepinephrine)과 아세틸콜린에 의한 각성 동안 억제된다. 수면과 각성, 특히 불면증 및 기면증의 수면 장애와의 연관성에서의 VLPO의 기능은 신경과학 연구의 성장 영역이다. 회백질
회백질(, , , )은 척추동물의 중추신경계에서 신경세포가 모여있어 육안으로 관찰할 시 회색으로 보이는 부분이다. 주로 뉴런의 신경세포체와 가지돌기, 무수신경돌기로 이루어져있다. 뇌에서는 바깥 표면에 분포하고 척수에서는 안쪽에 분포한다. 이와 반대로 신경섬유가 모여있어 흰색으로 보이는 부분을 백질이라 한다. 소뇌
대뇌 피질 중 감각 영역에 존재하는 신경세포, corticoreticular 섬유가 연수의 정중곁그물핵(Paramedian reticular nucleus)과 가쪽그물핵(Lateral reticular nucleus)으로부터 소뇌의 양쪽에 존재하는 아래소뇌다리 핵 (Inferior olivary nuclei)로 들어온다. 체세포
체세포(體細胞, somatic cell)는 사람의 몸을 이루고 있는 세포이다. 유전자를 온전히 가지고 있다는 점에서 생식세포와 구별된다. 에드거 에이드리언
에드거 더글러스 에이드리언, 제1대 남작 에이드리언(, OM PRS, 1889년 11월 30일 ~ 1977년 8월 4일)은 영국의 전기생리학자이다. 1932년에 신경 세포의 기능을 발견한 공로로 찰스 스콧 셰링턴과 함께 노벨 생리학·의학상을 수상했다. 미각 기관
입에서 발견되는 가장 단순한 수용체로 염화나트륨을 감지한다. 맛세포 내의 이온 채널은 Na 이온을 세포 내로 받아들인다. 이는 세포를 탈분극시키며, 전압 의존성 칼슘 채널을 열어 세포 내부로 칼슘을 끌어들여 결국 신경전달물질이 분비되게 한다. 나트륨 채널은 ENaC라고 불리며, 세 개의 서브유닛으로 이루어져있다. ENaC는 쥐와 같은 많은 포유류에서 아밀로라이드로 차단할 수 있다. 하지만 아밀로라이드가 인체에서 짠맛에 대해 미치는 영향은 훨씬 적어, 짠맛을 느끼는 수용체가 ENaC 말고도 더 존재할 가능성을 암시하고 있다. 신경계통
자율신경계는 주로 평활근의 운동과 분비샘의 활동을 지배하여 동물 내부의 환경을 일정하게 유지하는 역할을 하는 신경계통으로 교감신경과 부교감신경으로 이루어진다. 두 신경은 대부분 쌍으로 신체 기관과 연결되어 있어 서로 길항적인 작용을 한다. 자율신경계는 중추신경계 밖에서 뉴런을 한번 교체한 후 말초에 이르며 중추신경으로부터 자극을 전달받으면 교감신경은 노르에피네프린을 분비하고 부교감신경의 경우 아세틸콜린이 분비된다. 자율신경이란 이름은 대뇌의 직접적인 지배를 받지 않는다는 의미로 붙여진 것이나 실제는 시상하부와 그 밖 의 여러 중추신경의 지배를 받아 어느 정도 의식적인 조절이 가능하다. 축삭
어떤 신경세포(뉴런)들은 축삭이 없다. 이러한 신경세포를 무축삭세포()라 하며, 이 경우엔 가지돌기에서 신호를 전달하는 역할을 수행한다. 그러나, 어떤 신경세포도 두 개 이상의 축삭을 가지지는 않는다. 노랑
노랑(yellow) 또는 황색(黄色)은 가시광선을 구성하는 색이며, 약 565 ~ 590nm의 파장을 가지고 있는 색이다. 사람의 망막에 있는 원추세포 중 긴 파장에 반응하는 L 원추세포와 중간 파장에 반응하는 M 원추세포에 동일하게 수용되어 노랑으로 인식되며, 짧은 파장에 반응하는 S 원추세포에는 감지되지 않는다. 노랑은 안전을 상징하는 색이기도 하다.이 색은 가독성이 높아 도로상의 경계선으로도 많이 사용된다. 신경줄기세포
신경줄기세포 (Neural stem cell, NSC)는 자기 재생산 (self-renewal)이 가능하고, 신경계통 세포로의 분화 능력을 가진 세포이다. 신경줄기세포는 신경 세포 (neuron), 성상교세포 (astrocyte), 희소돌기아교세포 (oligodendrocyte)로 분화된다. 시각 기관
시야 오른쪽에서 온 정보는 왼쪽 시신경로를 따라 전달된다. 왼쪽 시야의 정보는 오른쪽 시신경로를 따라 전달된다. 각 시신경로는 시상의 가쪽무릎체 (LGN)에서 끝을 맺는다.
가쪽무릎체 (외측슬상체)는 뇌 시상에서 감각 정보를 중개하는 신경핵 (nucleus)이다. LGN은 사람과 다른 유인원에서는 6가지 층으로 이루어져있다. 1, 4, 6층은 반대측에 있는 코쪽 시야의 정보에 반응한다; 2, 3, 5층은 교차하지 않은 동측의 신경 섬유를 받아 관자놀이쪽 시야 정보에 반응한다. 1층에는 M 세포가 있으며, 이는 반대쪽 눈 시각 신경의 M 세포에 반응하여 깊이 또는 동작 정보에 관련되어있다. LGN의 4 & 6층 역시 반대쪽 눈과 이어지나, P 세포에 대응된다 (색과 가장자리 정보 담당). 한편으로, LGN 2, 3, 5층은 동측의 시신경 M, P 세포에 대응된다. LGN의 6층은 넓이가 신용 카드 정도이나, 두께는 그 세 배 정도이며, 두 개의 작은 새알처럼 타원체 형태를 하고 있다. 6개의 층 사이에는 망막의 K 세포 (색 담당)에서 정보를 받는 작은 세포가 위치하고 있다. 이다음 LGN의 뉴런은 뇌의 뒤쪽에 있는 뒤통수엽 새발톱고랑 (calcarine sulcus)에 있는 일차시각겉질 (V1)로 이어진다. 백질
백질(, , , )은 척추동물의 중추신경계에서 유수신경섬유가 모여있어 육안으로 관찰할 시 흰색으로 보이는 부분이다. 주로 뉴런의 유수신경돌기로 이루어져있다. 대뇌, 소뇌의 백질은 수질이라 하여 안쪽에 있으나 간뇌, 연수 등에는 백질이 대부분을 차지한다. 척수에서는 바깥쪽에 분포한다. 이와 반대로 신경세포가 모여있어 회색으로 보이는 부분을 회백질이라 한다. 유전자 발현
유전자는 "게놈 서열의 특정한 위치에 있는 구간으로서 유전형질의 단위가 되는 것"으로 정의된다. 게놈 서열 안에서 유전자는 DNA 서열의 일부분을 이루며 조절 구간, 전사 구간, 기타 기능이 부여된 구간 등으로 구성된다. 즉, 유전자는 뉴클레오타이드의 순열로 이해될 수 있다. 유전자에 있는 유전 정보는 전령 RNA에 의해 전사되어 코돈 단위의 정보를 형성한다. 전령 RNA는 자유롭게 존재하는 운반 RNA와 결합하여 아미노산 서열을 이루며 리보솜으로 운반되어 아미노산 사슬을 만들어 단백질이 된다. 눈 (인체)
망막은 빛을 감지하는 세포와 신경 세포로 이루어진 막이다. 망막은 뇌의 일부가 돌출한 것으로, 그 신경 세포 사이에는 뇌와 마찬가지로 글리아 세포가 있다. 수정체와 마주보고 있는 곳에는 중심와(窩)라는 약간 팬 곳이 있는데, 안저경(眼底鏡)으로 보면 노란색으로 보이기 때문에 황점(황반)이라고 하기도 한다. 이 부분이 가장 해상력(解像力)이 좋고 예민한 곳으로, 사물을 주시할 때는 여기에 상이 맺힌다. 황점 약간 안쪽에는 시신경이 나온 부분이 있는데 이를 시신경 유두라고 한다. 여기에는 시세포가 없어 상이 맺혀도 시각이 생기지 않기 때문에 맹점이라고 부른다. 신경가소성
인간과 원숭이의 경우 새 뉴런의 발생이 보고되기는 했으나, 논쟁의 여지가 남아있다(Eriksson et al. 1998, Gould, Reeves, Graziano, & Gross 1999). 늙은 피질 세포가 죽어가고 있을 때 새 뉴런의 생성이 증가한다는 보고도 있었다(Magavi, Leavitt, & Macklis 2000). 현 시점에서는 성숙한 영장류에 있어서 새 뉴런이 형성되는지에 대해서 연구자들의 의견이 일치하지 않고 있다. 연결주의
연결주의는 인간의 중추 신경계 (특히 뉴런)에서의 처리를 추상화하여 의사 뉴런을 구축하고 그것을 계층에 다소 모으기 위한 지능체를 구축한다. 그것은 소프트웨어에서 가상으로 실현하는 경우도 있고, 하드웨어로 실현하는 경우도 있다. 그렇게 제작한 지능체에 "경험"을 반복해 주고, 다수의 의사 뉴런이 서로 결합하고, 그 결합도 값 (매개 변수)을 점차적으로 변화시켜 간다. 연결주의의 지능체는 처음에는 별로 올바른 반응을 나타내는 것은 아니고 실수도 범하며 어느 정도의 횟수의 경험을 거친 후 점차 지능적인 반응이 나타나는 비율이 증가해 간다. 연접
연접은 뉴런이 작동하는데 있어 중요한 역할을 한다. 뉴런이 신호를 각각의 표적 세포로 전달하는 역할을 한다면, 연접은 뉴런이 그러한 역할을 할 수 있도록 하는 도구이다. 연접전 뉴런의 세포막과 연접후 뉴런의 세포막은 가까이에 존재하는데, 연접에서 연접전 신경세포와 연접후 신경세포의 두 세포막을 연결시켜 신호 전달을 수행하는 분자적 집합체가 작용한다. 일반적으로 연접에서는 연접전 신경세포의 축삭 부분과 연접후 신경세포의 가지돌기가 만난다. 뉴클레오좀
뉴클레오좀(nucleosome)은 유전체를 감아서 저장하는 단계 중에서 히스톤 단백질 8개를 모아서 동태를 만들고 그 둘레를 DNA분자가 둘러 있는 한 개를 말한다. 이것은 DNA저장의 가장 기본 단위이다. 영국 케임브리지의 MRC센터에서 포닥을 하면서 단백질 구조해석을 배운 미국 출신의 구조생물학자 티모시 리치먼드에 의해 그 구조가 2000년대 초에 규명되었다. 척수
앞회색질 기둥의 신경세포들은 안쪽,중심,가쪽의 3개로 구분된다. 중심군과 가쪽군은 목분절과 허리엉치분절에만 존재한다. 안쪽군은 대부분의척수분절에 존재하며, 몸통근육을 지배한다.
뒤회색질기둥의 세포군은 아교질(substantia gelatinosa), 고유핵(nucleusproprius), 가슴핵(dorsal nucleus, Clark;s column), 내장들신경핵으로구분한다.
회백질 중에서 앞쪽에 있는 부분은 전주(前柱)라고 하며, 가로무늬근을 지배하는 운동 신경 세포가 있다. 이 세포에는 추체로나 추체 외로를 통해 전해져온 명령이 모두 들어오며, 이 세포의 돌기는 도중에서 다른 신경과 연락하지 않고 직접 가로무늬근까지 도달한다. 회백질 중에서 뒤쪽 부분은 후주(後柱)라고 하는데, 피부 등에서 온 지각 신경의 축색 돌기가 들어와 일부는 이곳에 있는 신경 세포나 전주 세포로 끝나지만 다른 것은 그대로 뇌쪽으로 올라가 연수의 핵에 도달한다.전주와 후주 중간 부분에는 망양체가 있는데, 전주에 가까운 부분에는 교감 신경 세포 집단이 있어 측주(側柱)라고 부르기도 한다. 측주 돌기는 전근(前根) 속에 섞여 척수에서 나와 교감 신경절 또는 기타 신경절에 도달한다. 또 요팽대 부분에서 약간 아래쪽의 회백질에는 골반내장을 지배하는 부교감 신경 세포가 존재한다. 그 밖의 회백질에는 같은 높이의 다른 장소 사이를 연락하는내(內)세포나 돌기를 아래위로 오가며 다른 높이 사이를 연락하는 색(索)세포 등이 있어 복잡한 연락망을 형성하고 있다. 이들 세포는 반사 운동과 특히 밀접한 관계를 갖고 있다. 척수의 백질을 달리는 신경 섬유는 상행성(구심성)인 것과 하행성(원심성)인 것으로 크게 나눌 수 있는데, 이들은 어디서 왔는지, 어디로 가는지에 따라 각기 다발을 지어 백질 속의 정해진 장소를 오간다.(그림4-1) 곤충
각각의 신경절은 신경세포체와 신경망(neuropile)이라고 하는 신경섬유다발이 모여 된 것이다. 신경세포는 운동뉴런과 연합뉴런의 2가지 형태가 있다. 운동뉴런은 길고 가는 섬유인, 신경절에서 근육까지 뻗어 있는 축색(axon)과 신경망에 연결되어 있는 가지돌기를 갖는다. 연합뉴런은 보통 운동뉴런보다 작으며 신경망을 거쳐 신경계의 다른 부분과 연결되어 있다. 신경계통
가장 간단한 신경계는 자포동물의 것으로 서로 거미줄처럼 연결된 신경망을 통해 연결되어 있다. 자포동물의 신경계는 촉수가 받은 자극이 전체 뉴런에 전달되고 이에 따라 모든 촉수를 오므리는 반사를 일으킨다. 보다 정교한 신경계는 편형동물에서 발견된다. 편형 동물은 몸체의 위에서 아래로 두개의 신경 다발이 평행하게 지나가며 여기에서 말초신경계가 몸 전체로 퍼져 나간다. 두개의 신경은 몸 앞에서 만나 부풀어 올라 두 신경 다발을 연결하는 연합뉴런을 가지고 있다. 후속되는 진화는 모두 편형동물이 갖고 있는 신경계를 보다 정교하게 발전시킨 것이라 할 수 있다. 신경계의 진화에는 크게 다섯 가지의 흐름이 확인된다. 신경줄기세포
줄기세포는 성체줄기세포와 배아줄기세포로 나뉘며, 이 둘의 가장 큰 차이점은 분화 능력에 있다. 분화 능력에 제한이 있는 성체줄기세포와 달리 배아줄기세포는 몸을 구성하는 모든 세포로 분화가 가능하다. 신경줄기세포는 분화 능력에 제한이 있는 성체줄기세포이며, 신경 발생 (neurogenesis) 과정을 통해 성체의 일생동안 만들어진다. 중추 신경계안의 완전히 분화된 신경 세포 (neuron)나 신경아교세포 (glial cell) 같은 세포들은 증식하지 못하기 때문에 신경줄기세포는 죽거나 손상된 신경계세포로 분화하여 이를 대체한다. 뇌
뇌와 척수를 이어주는 역할을 한다. 다양한 운동과 감각정보를 매개하는 신경핵들이 집중되어 있다. 특히 뇌간의 연수는 안구 운동, 심장박동, 호흡 등 매우 기본적인 생명활동의 중추라고 볼 수 있는 부분이다. 또한 뇌간의 중뇌에는 신경전달물질을 분비 및 조절하는 신경세포들이 모여있다. 연접
연접(連接, )이란 한 뉴런에서 다른 세포로 신호를 전달하는 연결 지점이다. "시냅스"(synapse)라는 단어는 찰스 셰링턴이 만든 합성어 "synaptein"에서 온 것이다. "synaptein"는 그리스어 "syn-"(함께)과 "haptein"(결합하다)의 합성어이다. 신경접합부라고도 한다. 인공 뉴런
인공신경망을 구성하는 프로세서인 인공 뉴런의 기능은 다음과 같다. 단순히 입력된 신호 x=[x1, x2, … , xn]을 연결가중치 w=[w1, w2, … , wn]과 곱한 값을 모두 더한 다음, 그 결과에 비선형 함수 f를 취하는 것이다. 이때 동일한 입력 x를 가했을 때의 출력은 w에 따라 다른 값이 된다. 따라서 정보는 바로 연결 가중치 벡터 w에 저장된다고 볼 수 있다. 출력 y의 값은 다음과 같은 식에 의해 계산된다. 무극 신경원
무극 신경원(Anaxonic neuron)은 다른 신경들에 비해서 크기가 작고, 말 그대로 극이 없는 신경 세포체이다. 혈액 뇌관문(Blood Brain Barrier)을 형성하며, 무극 신경원에서 뻗어나오는 가지돌기(dendrite)가 뇌의 혈관들을 감싸 혈관 속 물질들과 뇌조직과의 상호작용을 막아준다. 그러나 혈액 뇌관문 형성 외에는 무극 신경원의 다른 기능은 아직까지도 알려지지 않고 있다. 일반 신경세포에서는 발견 할 수 없고, 특정한 중추신경계, 특수기관에만 존재한다. 인지 과학
정신이 작고 개별적으로 아주 미미한 요소들 (즉, 뉴런들)의 광대한 배열로서, 또는 기호, 도식, 기획, 규칙 등과 같은 상위 계층 구조의 집합으로 가장 잘 보일 수 있다는 것에 대해 일부 논란이 있다. 전자의 관점은 결합설(Connectionism, 심적 과정은 모두 자극과 반응 사이의 습득적 결합 작용에 의한다는 설)에 따라서 정신을 연구하는 반면에, 후자는 기호계산 (symbolic computation)을 강조한다. 이 사안에 대한 관점 중에 하나는, 인간의 두뇌를 구성하는 뉴런들에 대한 정확한 시뮬레이션 없이 컴퓨터 상에서 인간의 두뇌를 정확하게 시뮬레이션 할 수 있느냐는 것이다. 도파민
도파민은 행동과 인식, 자발적인 움직임, 동기 부여, 처벌과 보상, prolactin 생산의 억제 (젖 분비와 성적 만족에 관여), 수면, 기분,주의, 작업 기억, 학습에 중요한 역할을 포함하여 두뇌에 많은 기능을 가지고 있다. Dopaminergic 뉴런은(뉴런의 일차성 신경전달물질은 도파민이다.) 주로 중뇌의 VTA, 흑질 치밀부, 그리고 시상하부의 arcuate nucleus 에 존재한다. 도파민은 보상 예측 오류를 전송한다는 것이 비록 의문이지만, 이전부터 가설화되어 왔다. 이 가설에 따르면 도파민 뉴런의 반응은 도파민 뉴런이 기대되지 않은 보상이 존재할 때 관찰된다. 이러한 반응은 조절된 자극의 시작에 있어 보상과 반복 후 전달한다. 게다가 도파민 뉴론은 기대된 보상이 생략되면 억제된다. 게다가 도파민 뉴런은 보상의 예측 오류를 인코딩한다. 자연적으로 우리는 보상을 최대화하기 위해 행동을 반복하는 것을 학습한다. 따라서 도파민은 새로운 동작을 습득하는 데 책임을 갖는 두뇌의 부분에 대한 강의 신호를 제공하기 위해 고려된다. 곤충의 보상 시스템은 도파민보다 Norepinephrine의 추정 arthropod의 상동체인 옥토파민을 사용한다. 곤충에서 도파민은 대신 처벌 신호로서 작용한다. 기억을 형성하는데 필수적이다.. 부교감신경계통
중추는 뇌줄기나 척수의 천골 부위에 존재하여 뇌줄기에서 나온 부교감 신경은 뇌신경으로 들어가고 천골 부위에서 나온 부교감 신경은 골반 기관을 조절한다. 이때 중추에서 기관까지는 두 개의 뉴런으로 연결되는데 중추에 가까운 뉴런을 절전 뉴런, 기관에 가까운 뉴런을 절후 뉴런이라 부른다. 일반적으로 부교감신경은 절후 뉴런이 절전 뉴런보다 상대적으로 짧다. 교감 신경의 경우 이와 반대이다. 신경줄기세포
신경줄기세포는 주변의 미세환경이 (niche)나 줄기세포 적소에서 발생된 신호를 통해 분화가 시작된다. 이 과정을 통해 죽거나 손상된 신경계 세포를 대체하며, 이를 신경 발생 (neurogenesis)이라 한다. 몇몇 신경줄기세포는 자극을 받으면 부뇌실 구역 (SVZ)에서 부리 쪽 이동 줄기(rostral migratory stream)를 통하여 이동한다. 부리 쪽 이동 줄기에 존재하는 뇌실막세포 (ependymal cell)와 성상교세포 (astrocyte)는 신경모세포 (neuroblast)의 이동에 의해 신경교의 관(glial tube)을 형성한다. 관 안의 존재하는 성상교세포는 이동하는 세포를 지지할 뿐 아니라 주변 세포로부터 방출되는 전기, 화학적 신호로부터 세포를 단절시켜 죽거나 손상된 세포가 있는 장소로 세포를 빠르게 이동 시킨다. 프리티오프 난센
난센은 오슬로의 왕립 프레데리크 대학교(현 오슬로 대학교)에서 동물학 교수, 나중에는 해양학 교수를 지냈다. 신경학과 유체역학 분야에도 공헌을 하였다. 신경망은 서로 연락하는 개개의 세포들로 구성된다고 주장하여 뉴런론의 창시자 중 한 명이 되었다. 또 프람 호에서의 경험을 토대로 해류의 성질과 원인을 연구하였다.
1887년에 이라는 논문으로 크리스티아니아대학으로부터박사 학위를 받기도 하였다. 국가핵보안국
2016년 3월, IBM과 로렌스 리버모어 국립 연구소가 IBM 트루노스(IBM TrueNorth)라는 인공지능 CPU를 개발했다. 트루노스 칩 16개를 조합해 만든 슈퍼컴퓨터는 1600만개의 뉴런과 40억 개의 시냅스가 처리하는 계산능력을 가졌다. 인간의 두뇌는 1000억개의 뉴런, 100조개의 시냅스를 갖고 있다. 트루노스 칩은 미국 내에서 핵탄두 개발을 책임지는 에너지부 산하 국가핵안전국(NNSA)의 정보처리 및 사이버안보를 지키는데 우선적으로 활용될 예정이다. 활동전위
감각 뉴런처럼 외부 자극에 대하여 활동전위를 일으키는 것과는 달리, 아무런 자극 없이 발화하는 흥분성 세포가 있다. 이들은 규칙적인 속도로 축삭 언덕에서 자발적으로 탈분극하여 시계처럼 작용한다. 이 세포의 전압 변화를 박동조율기 전위라고 한다. 심장의 굴심방결절에 있는 심장 박동조율기 세포가 이에 속한다. 박동조율기 전위는 자연적인 리듬을 가지고 있지만 외부 자극에 의해 조절될 수도 있다. 예를 들어 심박수는 약물이나 교감 및 부교감신경에 의해 변화한다. 외부 자극은 세포가 반복적으로 발화하도록 하는 것이 아니라 자연적으로 발화하는 시간을 조절한다. 발화 빈도는 복잡하게 조절되고, 돌발적인 활동전위 패턴()을 만들기도 한다. 망막색소상피세포
망막색소상피는 단일층을 형성하며, 망막뉴런(neural retina)과 맥락막(choroid)의 사이에 위치하며, 이를 통하여 망막은 면역 격리 지역으로서 정상적인 기능을 수행할 수 있다.
망막색소상피세포는 신체 내에서 몇몇 기능을 수행한다. 광수용(light absorption), 물질 수송(epithelial transport), 시각회로 조절(visual cycle), 식세포작용(phagocytosiss), 
호르몬 분비 및 면역조절 작용 등을 수행한다.
이 세포는 망막에서 산란된 빛을 흡수하는 광수용(Light apbsorption) 역할을 수행한다. 광수용은 두 가지 이유에서 중요하다.
첫째, 시각 시스템의 질적 향상을 위하여 필요하다. 연접 소포
뉴런에서 시냅스 소포 혹은 신경전달물질 소포는 다양한 신경전달물질을 저장하고 방출한다. 신경전달물질의 방출은 전압 개폐 칼슘 채널이 조절한다. 소포는 뉴런 간에 활동전위를 전달하는데 중요한 요소이며, 뉴런에 의해 계속해서 재생산된다. 축삭에서 소포가 모여있는 부분을 축삭 말단이라고 한다. 0.2 Hz의 자극이 10분 간 지속되는 동안 한 축삭 말단에서 최대 130여 개의 소포가 방출될 수 있다. 사람의 1차 시각피질(V1)에 있는 시냅스 소포는 평균 지름 39.5 nm이다. 신경계통
신경조직은 신경원과 지주조직으로 이루어져 있다. 중추신경계의 지주조직은 신경교라 하고 말초신경계의 지주조직은 백색결합조직으로 되어 있다. 신경세포는 세포체와 신경세포돌기로 이루어져 있다. 세포체에는 핵과 세포소기관이 있고, 세포체에서 뻗어 나온 신경세포돌기는 축색돌기와 수지상돌기로 나뉘며 축색돌기는 길게 이어져 여러 갈래로 나뉘어 감각 기관이나 운동 기관에 연결된다. 신경 아교 세포
신경 아교 세포(神經阿膠細胞, neuroglia, glial cell, glia) 또는 신경교세포 또는 교세포 또는 아교세포는 뇌 속에 가장 많이 분포되어 있는 세포이다. 신경 아교 세포의 크기는 신경 세포의 1/10 정도이나 수적으로는 약 10배정도로 수천억 개가 될 것으로 추정된다. 이 세포들은 그 자체로는 신경충격을 생성시키지 못하지만 신경원들이 고유의 기능을 수행하는 데 도움을 주며, 뇌 조직이 손상되었을 때 이를 회복시키는 데도 매우 중요한 기능을 한다. 이 밖에도 이 세포들은 신경세포에 영양물질의 공급, 신경전달이 이루어지도록 하는 세포외액의 조절, 슈반 세포에서처럼 보다 효과적인 신호전달을 위한 세포절연, 신경 세포의 면역작용 등의 다양한 역할을 한다. 신경교세포도 형태에 따라서 희소 돌기 아교 세포(oligodendroglia), 별 아교 세포(astrocyte), 미세 아교 세포(microglia) 및 방사 신경교세포(radial glia)로 나뉜다. 제임스 D. 왓슨
왓슨과 크릭은 DNA가 뉴클레오타이드로 구성된 이중나선 구조라고 설명하였다. 만일 DNA 이중나선을 꼬여진 사다리로 생각한다면 발판은 수소결합으로 연결된 A-T와 G-C염기쌍이고, DNA의 가로대는 공유결합으로 연결된 디옥시리보오스와 인산이 교대로 배열되어 있다. DNA 뉴클레오티드에는 디옥시리보오스, 염기, 인산이 각각 하나씩 있다. DNA는 흔히 직선 구조로 묘사되지만 실제로는 아주 복잡하고 그 복잡성이 DNA 기능에 도움이 된다. DNA 뉴클레오티드에 포함된 염기는 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민이다. 아데닌과 구아닌은 2개의 유기 고리 구조를 갖는 퓨린이고, 시토신과 티민은 1개의 유기 고리 구조를 갖는 피리미딘이다. A와 T 그리고 G와 C가 수소결합으로 연결된 염기쌍은 각 염기쌍이 하나의 고리 구조와 2개의 고리 구조를 갖기 때문에 나선 사이의 거리가 일정하다. 이러한 퓨린-피리미딘 쌍을 상보적 염기쌍(complementary base pair) 또는 염기쌍이라 부른다. 상보적 염기쌍은 유전자 기능과 DNA 복제의 기본이다. 아이와이어
아이와이어의 어원은 쥐의 눈(Eye)에 있는 망막의 뉴런 연결(Wire)상태를 규명하는 실험이라는 뜻이다.카운트다운 1은 2014년 미리 맵핑된 103개의 세포와 더불어 시작하였다. 이후 1단계에서 50 x 50 마이크론 영역에 있는 19개의 뉴런을, 2단계에서 100 x 100 마이크론 영역에 있는 63개의 뉴런을, 마지막 3단계에서 200 x 200 마이크론 영역에 있는 163개의 뉴런을 맵핑하여 전체 348개의 세포가 맵핑되었다. 2015년 8월 5일 카운트다운 1가 종료되었다. 활동전위
활동전위를 갖는 세포로는 식물 세포, 근육 세포, 심장의 일부 특수한 세포(심장 활동전위가 일어나는 세포) 등이 있지만, 주요 흥분성 세포는 뉴런이다. 뉴런은 가장 간단한 활동전위 기작을 가진다. 신경과학
신경계는 분자와 세포 수준에서부터 신경계 전체와 인지 수준까지 연구 대상이다. 분자신경과학 분야에서는 분자생물학과 유전학에서 사용하는 실험 기술들을 사용하여 어떠한 기작으로 뉴런이 분자적 신호를 만들고 반응하는지, 그리고 어떻게 축삭이 복잡한 연결을 형성하는지 등에 대한 답을 찾는다. 뉴런의 발생, 유전적 변화가 생물학적 기능에 미치는 영향, 뉴런의 형태학과 생리학적 특성 또한 분자신경과학의 주요 연구 주제이다. 뉴로시네마
뉴로시네마(Neuro-cinema)는 신경을 의미하는 뉴로(Neuro)와 영화를 의미하는 시네마(cinema)의 합성어로, 영화 마케팅, 촬영, 편집까지 영화 제작에 신경과학을 활용하는 것을 의미한다. 뉴로시네마는 fMRI를 활용한다. fMRI는 뇌의 특정부위가 활성화되면 해당 부위에 혈액이 모이는 것을 영상으로 보여준다. 뉴로시네마는 영화를 관람하는 관객들의 fMRI 영상을 분석하여, 매순간 관객들의 반응을 확인할 수 있고, 그 내용을 편집 혹은 촬영 과정에 반영하여 보다 정교한 영화를 만들게 된다. 뉴로시네마는 뉴로마케팅에서 파생되었다고 볼 수 있다. 뉴로시네마의 대표적인 사례로는 캐머런 감독의 '아바타'가 있다. 인공 신경망
인공신경망은 보통 세 가지의 인자를 이용해 정의된다.수학적으로, 뉴런의 망 함수 formula_5는 다른 함수 formula_6들의 합성으로 정의되고, 이 함수들 또한 다른 함수들의 합성으로 정의될 수 있다. 이 함수는 화살표가 변수들 사이의 의존 관계를 나타내는 망 구조로써 편리하게 나타낼 수 있다. 자주 쓰이는 종류의 합성으로는 "비선형 가중 합"이 있는데, 쌍곡선함수와 같은 미리 정의된 함수 formula_7 (주로 활성화 함수라 불림)가 있을 때 formula_8로 나타내어지는 함수를 뜻한다. 이하 설명의 편리함을 의해 함수 formula_9들의 모임을 간단히 벡터 formula_10로 취급하자. 신경과학
현미경이 발견되고 카밀로 골지()가 1890년대에 은 염색법을 개발한 이래로 뇌 연구는 좀 더 정교해졌다. 은 염색법은 크롬산 은()염을 이용하여 개별 뉴런의 복잡한 구조를 드러내었다. 산티아고 라몬 이 카할()은 이 기술을 이용하여 '뇌의 기능적 단위는 뉴런이다'를 골자로 한 뉴런주의()를 주장하였다. 골지와 라몬 이 카할은 뇌 곳곳의 뉴런을 관찰하고, 묘사하고, 분류한 공로로 1906년 노벨 생리학·의학상을 수상하였다. 루이지 갈바니()는 1700년대 말에 근육과 뉴런이 전기적으로 흥분한다는 선구적인 연구를 했으나 에밀 뒤 부아 레몽(Emil du Bois-Reymond), 요하네스 페터 뮐러(), 헤르만 폰 헬름홀츠() 등은 19세기 말에 이르러서야 뉴런이 흥분하여 인접한 뉴런의 전기적 상태에 영향을 미친다는 것을 증명하였다. 줄기세포
이 줄기세포는 신체 각 조직에 극히 소량만이 존재한다. 특정한 조직을 구성하는 세포로 즉, 골수세포는 혈구세포로, 피부줄기세포는 피부로, 후각신경세포는 후각신경세포로만 분화되도록 정해진 세포이다. 대표적인 예로 다능성 조혈모세포가 있다. 항상 우리 몸을 건강한 상태로 유지하는데 필요로 하는 최소한의 세포를 제공해 주는 세포이다. 어떤 손상이 발생하면 다른 장기에 있던 줄기세포가 몰려와서 손상된 조직으로 변하는 분화의 우연성이 있다. 분화가 안정적이어서 암세포 가능성이 없고, 이미 임상적 적용이 가능한 단계까지 왔다. 배아줄기세포와는 다르게 수정란의 파괴가 없어서 윤리적으로도 문제가 되지 않는다. 그러나 얻을 수 있는 줄기세포수가 적고, 배양이 어려우며 특정 세포로만 분화가 가능한 단점이 있고, 또 면역 거부 때문에 기증, 공여가 안 된다. 인트론
진핵세포의 DNA에는 원핵세포의 DNA와 달리 실제로 단백질을 합성하는 부분과 아무런 의미가 없는 부분이 섞여서 존재하고 있다. 이때 의미없는 부분을 인트론(Intron)이라 한다.
따라서 진핵세포에서는 DNA에서 mRNA를 만드는 전사(transcription) 과정에서 의미있는 부분인 엑손끼리 잘라 잇는 과정을 거치게 된다. 수지상 세포
수지상세포는 특수화된 수지상 세포인 랑게르한스 세포가 있는 피부, 비강, 폐, 위, 장 등 외부 환경과 접촉이 있는 조직들에 존재한다. 그들은 또한 혈액 내에서 미성숙한 상태로 발견될 수 있다. 한번 활성화되면 그들은 림프절로 이동하여 T 세포와 상호작용하여 후천성 면역반응을 개시하고 조절한다. 그들은 특정한 성숙 과정에서 나뭇가지 모양으로 뻗어나간다. 이는 이 세포가 "수지상"세포인 이유이다. 뉴런의 축삭돌기와 모양은 비슷하지만, 구조에서 많은 차이가 나타난다. 감각신경
감각 신경(Sensory neuron) 들은 신경의 일종으로, 특정 유형의 자극을 전기 신호로 변환해 전달하는 역할을 한다. 이러한 변환의 과정이라는 "감각전달"이라고 하며 한다. 감각신경의 신경 세포체는 척수에 위치하는 등지 신경절에 존재한다. 신경 세포
모든 신경 세포는 전기적인 흥분성을 띈다. 신경 세포는 이온 통로, 이온 펌프등을 이용하여 나트륨, 칼륨, 칼슘, 염소이온들을 세포막 안과 밖의 농도차를 만들어 막전위를 형성한다. 신호가 오기 전 일상적인 상태의 막전위를 휴지 전위(-70mv)라고 하며, 신경 세포에 역치(-55mv) 이상의 자극이 가해질경우 활동전위(+40mv)에 도달하여 탈분극이 이루어진다. 탈분극이 일어난 후 통로의 개폐로 재분극 상태가 되어 다시 휴지 전위로 돌아가게 된다 . 신경 (범주론)
범주론에서, 신경(神經, )은 작은 범주로부터 구성되는 단체 집합이다. 후각 기관
이 후각 감각 세포들은 두극신경세포인 후각 상피 내의 후각 감각 신경으로 이어져있으며, 이들은 감각 세포가 받아들인 신호를 뉴런의 전기적 신호로 바꾸어준다. 신호는 말초 신경계인 후각 신경을 따라 전달된다. 이 신경은 중추 신경계인 후각 망울 (olfactory bulb)에서 끝이 난다. 신경과학
세포신경과학에서는 뉴런이 세포 신호를 생리학적, 전기화학적으로 처리하는 방법을 다룬다. 뉴런의 신경돌기(가지돌기와 축삭)와 신경세포체()가 신호를 처리하는 과정, 정보를 전달하기 위하여 사용되는 신경전달물질과 전기 신호에 대해 연구한다. 말이집
말이집(myelin sheath), 수초, 또는 미엘린은 주로 뉴런을 여러 겹으로 둘러싸고 있는 절연체이다. 뇌 유사장기
2016년 미국 존스 홉킨스 대학교 연구팀이 알츠하이머 치매나 뇌졸중 등 뇌신경질환 연구의 효율성을 높일 수 있는 뇌 유사장기를 제작하였다. 개발된 뇌 유사장기는 2만여 세포로 구성되고 지름350um의 세포덩어리로 육안으로 겨우 볼 수 있을 정도의 크기이다. 제작된 뇌 유사장기에는 4가지 형태의 뉴런과 이들을 보호하는 2종류의 지지세포인 성상세포와 희소돌기아교 세포가 존재한다. 오가놈(Organome) 이라는 명칭으로 특허를 출원하였다. 희소 돌기 아교 세포
위성 희소돌기아교세포는 기능적으로 다른 희소돌기아교세포와 다르다. 위성 희소돌기아교세포는 뉴런에 부착되어 절연 역할을 하지 않는 대신 뉴런과 나란히 존재하면서 세포외액을 조절한다. 일반적인 희소돌기아교세포는 백색질의 일부이지만, 위성 희소돌기아교세포는 회백질의 일부로 간주된다. 뇌
뇌와 척수는 연합 뉴런으로 이루어져 자극의 처리와 가공을 담당하므로 중추신경계로 분류한다. 뇌와 척수의 주체를 이루는 것은 신경 세포인데, 그 밖에도 신경세포의 주변에서 보조, 지탱의 역할을 하는 신경교세포가 있다. 뇌에 혈관은 존재하지만 림프관은 없다. 축삭
축삭은 뉴런의 세포체에서 뻗어나온 원형질의 긴 돌출부이며, 가지돌기는 짧은 돌출부이다. 축삭은 가지돌기와 여러 면에서 차이점이 있다. 먼저, 모양이 다르다. 축삭은 일정한 두께로 뻗어가는데 비해, 가지돌기는 뻗어갈수록 두께가 얇아진다. 또한, 길이 면에서도 축삭돌기가 가지돌기보다 훨씬 길며, 가지돌기는 전기 신호를 받아들이는데 비해 축삭은 전기 신호를 전달하는 역할을 하는 등 수행하는 역할도 다르다. 물론 이러한 규칙에 약간 예외되는 경우도 있긴 있다. 세포
원핵세포든 진핵세포든 모든 세포는 세포막을 지니고 있다. 세포막은 세포 내부와 외부를 구분지으며, 내부와 외부의 물질 교류를 조절하며, 또한 세포 전이를 유지한다. 세포막 내부에는 염분성의 세포질이 거의 전부를 차지한다. 모든 세포는 유전자를 가지고 있는 DNA와, 효소 등의 단백질을 유전자 발현시키는데 필요한 정보를 가진 RNA를 가지고 있다. 그 외에도 여러 종류의 생체분자 역시 존재하지만, 여기에서는 주요한 세포 구성요소와 기능에 대한 간략한 설명만을 다룬다. 게놈
게놈(, ) 또는 유전체(遺傳體)는 한 개체의 모든 유전자(진핵생물의 경우 엑손+인트론)와 유전자가 아닌 부분(반복서열 등을 포함)을 모두 포함한 총 염기서열이며, 한 생물종의 완전한 유전 정보의 총합이다. 게놈은 보통 DNA에 저장되어 있으며 일부 바이러스에는 RNA에 있다. ‘게놈’이라는 낱말은 유전자(Gene)와 염색체(chromosome)에서 유래하였으며, 1920년 함부르크 대학교의 식물학 교수 한스 빙클러가 만든 말이다. 우리말인 '유전체' 역시 동일한 뜻으로, 최재천 교수가 제안하였다. 유전체는 현대 생명과학 연구의 시발점으로 발전해 가고 있다. 활동전위
축삭 내부에서 이온 흐름은 케이블 이론 및 그를 개선한 구획 모델에 의해 양적으로 기술된다. 케이블 이론은 1855년 윌리엄 톰슨이 대서양을 건너는 전보 케이블을 구상하면서 발전하였고, 1946년 호지킨과 러쉬튼()이 뉴런에 적용할 수 있음을 보였다. 단순한 케이블 이론에서는 뉴런을 전기적으로 수동적인, 완전한 실린더형 전송 케이블로 간주하며 다음과 같은 편미분방정식으로 기술된다. 신경유전학
신경 유전학은, 뉴런의 신경돌기(가지돌기와 축삭)와 신경세포체(perikaryon)의 전반적인 RNA 및 단백질 발현 정보와 정보를 전달하기 위하여 사용되는 신경전달물질을 연구하는 부분으로 나뉘며, 더 나아가 발생 생물학이나 진화생물학과 연계되어, 특정 뉴런들로 모여진 조직과 기관들의 RNA발현이 어떻게 변화해 가는지, 어떠한 세포들이 뉴런으로 분화되어가는지로 나뉜다. 세로토닌
세로토닌 신경은 뇌줄기(brainstem) 가운데 솔기핵(raphe nucleus)이라는 곳에 위치하며 그 수는 수만 개 정도이다. 이는 뇌 전체 신경세포(약 150억 개)에 비해 아주 적은 수이지만 세로토닌은 뇌 전체에 광범위한 영향을 미친다. 하나의 세로토닌이 수많은 신경을 상대로 하는 모습은 오케스트라의 지휘자가 지휘봉을 휘두르며 곡 전체 분위기를 형성하는 것과 비슷하다. 구체적으로 세로토닌은 의식수준이나 건강상태 등에 영향을 미친다. 눈 (해부학)
척추동물의 대부분과 특정한 연체동물들은 눈 안쪽에 빛을 감지하고 이를 전기적 신호로 바꿔주는 세포들이 있다. 이 세포들을 망막이라고 한다. 망막에 의해 빛은 전기 신호로 전환되어 시신경을 통해 뇌로 전달된다. 대개의 경우 눈의 내부는 유리액이라 불리는 투명한 젤()로 채워져 있고, 외부에 빛을 받아들이는 조직으로 초점을 조절하는 수정체와 빛의 양을 조절하는 홍채가 있다. 두족류, 어류, 양서류 및 뱀의 경우 수정체의 두깨가 고정되어 있어 카메라의 렌즈와 같이 수정체를 이동하여 초점을 맞춘다. 세포 핵
핵 속에는 핵액과 핵소체, 염색사가 들어 있다. 핵소체는 그 주성분이 단백질과 RNA로서, 리보솜을 만드는 리보솜 RNA를 생성하는 장소로 알려져 있다. 염색사는 실 모양을 하고 있으며, 핵 내부에 고르게 분포되어 있다. 그러나 핵분열을 시작하면, 이것이 꼬이면서 응축되고 굵어져서 생물의 종류에 따라 특수한 모양과 일정한 추의 염색체가 되므로, 광학 현미경으로 똑똑히 관찰할 수 있는 상태가 된다. 핵은 핵분열 때의 염색체 활동에 의해, 유전정보를 원래의 세포에서 새로 생기는 세포에 전하는 활동을 하지만, 정지핵 상태에서도 유전자의 본체인 DNA(디옥시리보핵산)를 바탕으로 유전정보의 발현에 관여하고 있다. 즉 DNA가 가진 유전 정보가 그 DNA의 구조에 따라 만들어지는 RNA에 전달되고, 이 RNA가 다시 활동하여 유전 정보에 맞는 단백질이 만들어지는데, 이와 같은 단백질 합성 과정의 설명은 근대 유전학에 있어서의 큰 성과이다. 뇌 유사장기
뇌 유사장기를 만드는 과정은 피부 등에서 채취한 체세포를 OCT4, SOX2, MYC, KLF4등을 이용해 역분화 하여 유도만능줄기세포(iPSC)로 만든 뒤 다시 뇌세포로 분화시키는 방법을 통하여 제작한다. 줄기세포는 신호전달 경로를 조절하는 요소들을 통하여 다양한 신경조직으로 분화하는데 FCS, TGF-β, BMP-2, NRG-1, Wnt1 등을 사용하여 여러 신경조직으로 분화시킨다. 이와 유사하게 신호 전달 경로를 조작함으로써 뇌 유사장기를 제작하게 된다. 뇌 유사장기를 배양하기 위하여 두가지 방법이 개발되었다. Eiraku 등에 의해 개발된 SFEBq(Serum-free culture of embryoid body-like aggregates,quick)는 끝뇌(telencephalon)와 유사한 유사장기를 생성하였고, Lancaster 등은 회전 바이오리액터(bioreactor)를 사용하여 뇌의 여러부위와 유사한 대뇌 유사장기를 생산하였다. 바이오리액터를 이용한 배양방법은 생체 기질 환경(metrigel,젤라틴 단백질 혼합물)에 ESC를 도입하여 복잡한 유기체를 만들기 위한 성장 인자와 영양, 산소 공급을 해주게 되고 이 때 발달을 촉진시키기 위해 레티노 산이 추가된다. 8-10일 내에 뉴런이 나타나고 20-30일 사이에 뇌의 영역이 형성된다. 실제 인간 배아에서 뇌 영역이 형성될 때까지는 몇 달이 걸린다. 이렇게 만들어진 뇌 유사장기는 배지에서 자라기 때문에 혈액 공급 부족과 영양 제한이 있기 때문에 직경 4mm 까지 성장하며 그 이상의 크기로 자라지 않는다. 이러한 뇌 유사장기는 초기 태아의 뇌보다 훨씬 작지만 정상적인 뇌 발달의 특징을 가지고 있으며 전뇌, 중뇌, 후뇌, 뇌막, 해마 및 망막을 비롯한 다양한 뇌 영역을 발생시킨다. 대뇌 피질 영역은 정상적인 인간 두뇌를 운동, 시각 및 다른 영역으로 나누는 것과 같이 세분화 된다.
신경 progenitor 세포와 줄기세포가 특정 신경조직으로 분화되는지 여부를 몇가지 유전자 마커를 통하여 확인할 수 있다. pluripotent 상태에서는 OCT4와 NANOG가 마커로 존재 한다. 유사장기 개발과정에서 두 마커는 감소하게 되고, 신경유도가 일어나면 SOX1,PAX6가 증가하게 된다. 이 마커들을 통하여 뇌 유사장기의 자가유도 및 분화를 확인한다. 뇌 유사장기에서 뇌 영역이 전뇌와 후뇌로 발달할때 전뇌는 FOXG1과 SIX3가 높게 나타나고, 후뇌의 경우 EGR2와 ISL1이 초기에 증가하고 후기에는 감소하게 된다. 
뇌 유사장기가 짧은 시간에 체외에서 제작되었으나 실제 뇌 부분의 기능을 가진 뉴런을 생성하며 불완전하지만 정상 인간 대뇌 피질 발달을 나타 낼 수 있으며 신경 전위등 인간 뇌와 유사한 성격을 가지고 있다. 제작된 뇌 유사장기가 실제 뇌의 영역과 얼마나 유사한지에 대한 것은 아직 명확하게 밝혀지지 않았으나 연구가 진행되고 있다. 신경다윈론
신경 다윈론(Neural Darwinism)은 제럴드 에델만이 제창한 뇌 기능에 대한 이론이며, 1978년 처음으로 그의 저서 에서 등장하였다. 1987년 저서 《신경다윈론 - 신경군 선택론》 ( Neural Darwinism – The Theory of Neuronal Group Selection)이라는 책을 출간하면서 그 내용이 확대되었다. 뇌
발생 초기의 배아에서는 신경계가 될 세포들은 외배엽의 평평한 지역에 위치한다. 발생이 진행되면 외배엽 부분에 길다란 홈이 파이며, 이 홈을 따라 주위의 신경판 세포들은 배아의 속으로 빨려들어가며 서로 융합하여 신경관을 형성한다. 인공 뉴런
인공 뉴런(artificial neuron, 인공 신경)은 신경해부학적 사실을 토대로 하여 고안된 간단한 연산기능만을 갖는 처리기이다. 활동전위
감각 뉴런의 외부 신호는 압력, 온도, 빛, 소리이다. 외부 신호는 이온 채널을 여닫아 이온에 대한 막의 투과성과 막 전위를 변화시킨다. 전압 변화는 흥분성(탈분극) 혹은 억제성(과분극)으로, 두 전위의 합에 따라 축삭 언덕을 탈분극시켜 활동전위를 일으킨다. 이렇게 활동전위를 일으키는 감각 뉴런의 예로 사람의 후각 수용기(후각)와 마이스너 소체(촉각)가 있다. 모든 감각 뉴런이 외부 신호를 활동전위로 전환하는 것은 아니다. 외부 신호를 받으면 신경전달물질을 방출하거나 연속적인 차등 전위를 통하여 다음 뉴런에 전달하고, 그 뉴런이 활동전위를 생성한다. 사람의 귀에 있는 털세포는 소리 신호가 오면 기계 개폐 이온 채널을 여닫아서 신경전달물질을 방출한다. 사람의 망막에 있는 빛수용기 세포와 그 다음 층을 이루는 두극세포, 수평세포는 활동전위를 생성하지 않는다. 아마크린 세포 일부와 망막 신경절세포가 있는 제3층에서는 활동전위를 생성하고, 전위가 시신경으로 이동한다. 크롬친화세포
크롬친화세포(chromaffin cells)은 부신 수질(adrenal medulla)을 구성하는 신경내분비세포(neuroendocrine cells)이다. 부신 수질의 대부분을 차지하며, 교감신경계의 신경절(ganglia)에도 일부 존재한다. 크롬친화세포의 발생학적 기원은 배아 신경능선세포(neural crest cells)이다. 스트레스로 인해 자율신경계가 활성화되어 크롬친화세포에 자극이 가해지면 카테콜아민을 분비하여 인체를 스트레스에 대항하는 상태로 전환시킨다. 유전자 발현
유전자는 DNA의 일정 구간을 이루는 염기서열이다. 유전자의 구조는 전사의 시작과 끝을 알리는 엑손과 실제 전사가 진행되는 인트론 구간으로 이루어져 있다. 전사의 시작점에는 특수한 염기서열로 이루어진 프로모터가 있다. 프로모터는 RNA 중합효소가 DNA의 어느 지점에서 전사를 시작하여 어느 방향으로 진행할 것인지를 지시한다. 이 전사 개시점에서 이중나선 사슬이 풀리면서 전사가 시작된다. RNA 중합효소는 전사지시 구간의 오퍼레이터에 결합되어 DNA 사슬을 풀고 두 사슬 가운데 하나의 뉴클레오타이드와 상보성을 이루는 염기서열을 복제하여 전령 RNA를 만든다. 아데닌은 우라실과 짝을 이루고, 티민은 아데닌과 구아닌은 시토신과 짝을 이룬다. 만약 DNA의 염기 서열이 A-A-A 라면 RNA 중합효소가 만든 전령 RNA는 U-U-U 가 될 것이다. 시각 기관
망막의 빛수용체들은 두극세포 (bipolar cell)에 직접 시냅스를 하며, 두극세포는 다시 신경절세포 (ganglion cell)에 연결되어 뇌로 활동 전위를 전달한다. 시각은 망막의 뉴런들 사이의 의사소통으로 성립된다. 대략 1억 3천만 개의 빛수용체가 빛을 흡수하고 이 정보가 약 120만 개의 신경절세포의 축색 (axon)을 통해 망막에서 뇌로 전달한다. 시각 처리 작용은 중심을 둘러싸는 두극세포와 신경절세포로 구성된 감수 영역 (receptive fields)의 형성, 빛수용체에서 두극세포로의 수렴과 발산 등으로 나뉜다. 한편, 망막의 기타 세포들, 예를 들면 수평세포 (horizontal cell)와 무축삭세포 (amacrine cell) 등등은 정보를 가측으로 전달하여 (옆에 있는 같은 층에 있는 세포들에게 전달) 감수 영역을 더욱 복잡하게 한다. 감수 영역의 어떤 부분은 색만 담당하는 한편, 어떤 부분은 동작만 담당하곤 한다. 인공 뉴런
인간의 사고와 인지에 관심이 있던 인지과학자와 새로운 계산모델에 관심을 갖고 있던 학자들은 신경해부학적 사실을 토대로 하여 간단한 연산기능만을 갖는 처리기(인공 뉴런)를 고안하였다. 그리고 이러한 처리기들을 가중치(weight)를 갖는 채널(데이터 통로)로 연결한 망(network) 형태의 계산모델을 제안하였다. 이렇게 제안된 모델을 인공신경망(artificial neural network)이라 한다.
인공신경망 기본구성요소인 인공뉴런은 그림과 같은 구조를 갖는 처리기이다. 우리가 보통 사용하는 컴퓨터는 한 개 또는 몇 개의 복잡한 기능을 가지고 있는 프로세스가 모든 연산 및 제어를 하고 있는 것과는 달리 인공신경망에서는 단순한 연산기능을 가지고 있는 수많은 인공뉴런이 서로 연결되어 정보를 저장하고 처리한다는 것이 기본 개념이라 할 수 있다. 인공 신경망
단어 '인공신경망'에서 "망"은 각 시스템에 있는 여러 층의 뉴런 간의 연결을 의미한다. 예를 들어 세 층이 있는 시스템이 있다면, 첫 번째 층은 시냅스를 통해 두 번째 층의 뉴런들로 데이터를 보내는 입력 뉴런들이 있고, 더 많은 시냅스를 통해 세 번째 층의 출력 뉴런으로 신호를 보내는 식이다. 시스템이 더 복잡해질수록 뉴런 층의 수도 더 많아지고, 그 층 안에 있는 입력 뉴런과 출력 뉴런들의 수도 많아질 것이다. 이 시냅스들은 계산 과정에서 데이터 값을 조절하는 가중치 값을 저장한다. 신경줄기세포
표피성장인자(Epidermal growth factor, EGF)와 섬유아세포성장촉진인자(fibroblast growth factor, FGF)는 "in vitro"에서 신경전구세포 (NPC)와 신경줄기세포 (NSC)의 성장촉진인자 (mitogen)이다. 신경줄기세포에서 비롯된 성체의 뇌에서 일어나는 신경 발생은 이러한 성장촉진인자에 의한 것이라고 생각되며, 성체의 뇌에 존재하는 신경줄기세포의 기원 및 발생에 대해서는 아직 완전하게 밝혀지지 않았다.