[신경과학] 5.3 : synaptic integration

 

 

이번 포스트에서는 synaptic integration에 대해 알아보도록 하자.

 

 

한편 synaptic integration은 위와 같은 현상임.

 

 

 

 

위 그림에 나타나 있는 것은 하나의 transmitter-gated channel에 대한 current 변화를 electrode를 이용해 측정하는 기술임. 이 기술을 이용할 시 아주 정교하게, 그리고 아주 fancy하게 하나의 channel을 들락날락하는 ion current를 측정할 수 있음.

 

 

실제로 과거에는, NMJ에서의 EPSP를 이러한 방법으로 측정하는 연구를 많이 수행해봄. 이 때 전기자극 대신 Ca2+를 주고, 점차 Ca2+ 양을 낮춰가면서 current 변화를 살펴봄. 그랬더니 흥미롭게도 아주 최소한의 양의 Ca2+를 넣어줘도 current가 생기며, 이 current 이하로 자극이 더 떨어지지 않는다는 것을 알게 됨. 더 놀라운 것은, 이 current와 다른 current를 비교해봤을 때 이 최소한의 current에 대한 정수배로 다른 current가 나타난다는 것을 알게 됨. 이에 과학자들은 이 최소한의 current에 의해 형성되는 막전위를 miniature postsynaptic potential(mini)라고 부르게 됨.

 

 

이후 연구를 통해 이 mini가 하나의 synaptic vesicle 분비에 의해 형성되는 EPSP의 세기임을 알게 됨. 이런 mini concept의 연구 방식을 quantal analysis라 함. (다시 말해 synapse를 통해 전달되는 정보의 최소단위로 quanta라는 것이 있으며, 이 quanta의 실체가 mini임)

 

 

 

 

위 그림을 보면 excitatory synapse는 상대적으로 soma로부터 멀리에, inhibitory synapse는 상대적으로 soma로부터 가까이에 있음을 알 수 있음. 이는 inhibitory synapse가 soma 근처에 있어야 한방에 신호를 효과적으로 억제하는 것이 가능하기 때문임.

 

 

우선 a를 보면 excitatory synapse만 on됨. 그 경우 처음 자극이 전달된 부위에 비해서 soma 근처에서는 신호가 줄어들기는 했지만, 그래도 여전히 EPSP가 전달됨. 한편 b를 보면 excitatory synapse와 함께 inhibitory synapse도 on됨. 이 경우 soma 근처에서는 결국 아무 신호도 관찰되지 않음.

 

 

 

이러한 방식을 이용해서 우리 뇌는 꼭 필요한 자극이 아닌 다른 자극들은 전달하지 않게 됨.

 

 

 

 

 

다음 포스트부터는 neurotransmitter(신경전달물질)에 대해 보다 더 본격적으로 알아보도록 하자.