놀면서 공부하기

action potential(활동전위)은 spike, nerve impulse, discharge(역전위) 등으로 불리기도 함.     위 그림은 이전 포스트들에서 살펴본 것처럼 threshold를 넘지 못한 신호가 거리 증가에 따라 점점 희미해지는 것을 보여주고 있음. 이 경우, 먼 거리에서 신호를 측정할 시 이 신호가 얼마나 적은지를 바탕으로 원래 신호의 강도를 예상해볼 수 있고, 인접한 두 지점에서의 신호 세기와 거리를 비교해서 시작 위치도 짐작하는 것이 가능하기는 함. 그러나 이동거리에 한계가 분명하므로 좋은 정보전달 system은 아님.    한편 위 그림은 action potential(AP)을 나타내주고 있음. 보면 이 경우 거리가 멀어져도 신호의 세기와 모양이 그대로임을 알 수 있음. 따..

이번 포스트에서는 이전 포스트에서 살펴보았던 네른스트 방정식(Nernst equation), 골드만 방정식(Goldman equation)에 대해 조금 더 자세히 알아보자.     Nernst equation은 위와 같이 Walther Nernst가 제안한 equilibrium potential을 계산하기 위해 사용될 수 있는 equation임. 이 equation에서는 결과적으로 위 그림 오른쪽에 나타나 있는 것과 같은 electrochemical gradient에 의해 특정 분자가 더 이상 순이동을 하지 않고 평형에 이르렀을 때의 막전위를 계산하게 됨.  참고로 Nernst equation은 볼츠만 equation으로부터 유래된 것인데, 볼츠만 equation은 원래 위치에너지를 계산하는 공식에서 유..

membrane channel을 통한 ion 이동은 diffusion과 electricity에 의해 발생함.    우선 diffusion의 경우 chemical한 농도 기울기에 순행해서 일어나는 단순한 확산현상이며, 위와 같이 특정 ion을 통과시키는 channel이 존재할 시 이 channel을 통해서 membrane 양쪽의 ion concentration이 같아질 때까지 ion들이 이동하는 현상을 의미함.    한편, 위와 같이 cathode(-)와 anode(+)가 있는 경우 Na+는 cathode로, Cl-는 anode로 이동하려 할 것임. 이 과정에서 특히 positive ion이 이동하는 방향으로 electrical current가 생긴다고 이야기함.  ion들이 이동하는 과정과 관련하여 중요..

nervous system에서의 membrane potential(막전위), 즉 세포 안팎의 이온 농도 차이에 의해 형성되는 전위에는 크게 두 가지 종류가 있는데, resting potential, action potential이 그것임. 이 중 resting potential의 경우 외부에서 아무런 자극이 주어지지 않은 상태에서의 membrane potential임.      보통 신경에 대해 설명할 때, 외부 자극에 대한 반사 반응, 즉 reflex를 설명하고 넘어가곤 하는데, reflex로는 조건반사(conditioned reflex)와 무조건반사(unconditioned reflex)가 있음.  위 그림에 나타나 있는 것처럼 걷다가 압정을 밟았을 경우, 이 통증신호는 뇌로 전달될 것임. 그러나 뇌..

Alzheimer's disease는 치매(dementia) 중 50% 이상의 비율로 가장 흔하게 나타나는 치매성 질병임.   Alzheimer's disease의 원인과 관련해 많은 이론들이 존재하는데, genetic cause, Cholinergic hypothesis, Amyloid hypothesis, Tau hypothesis 등이 그것임. genetic cause hypothesis는 ApoE 등의 gene의 유전양상에 의해 알츠하이머가 발생할 수 있음을 나타내주고, Cholinergic hypothesis는 아세틸콜린의 합성량이 감소함에 따라 알츠하이머가 발생할 수 있음을 나타내주며, amyloid hypothesis는 extracellular amyloid beta(A\beta) 누적에 의..

이번 포스트에서는 glia cell들에 대해 간단히 알아보자.   우선 glia cell의 한 종류인 astrocyte에 대해 알아보자.    이 glia cell은 위와 같이 star 모양처럼 생겼으며, brain 하에서 가장 많이 존재하고 있는 glia cell임. 이들은 주로 neuron 사이의 공간을 채워주는 식으로 존재하고 있는데, neurite growth, synapse formation 등에 관여함.  특히 astrocyte는 synapse 부위에 대해 중요한 역할을 수행하는데, 예를 들어 특정 axon에서부터 neurotransmitter(NT)가 너무 많이 분비될 시 astrocyte가 이들을 흡수하기도 하며(NT를 제거하는 역할), 외부로부터 astrocyte가 자극을 받을 시 실제로..

이제 axon에 대해 본격적으로 알아보자. axon은 neuron에서 정보전달의 통로 역할을 함.   일단 axon의 시작부위, 즉 action potential이 생성되는 시작부를 axon hillock이라 부름. 이어서 axon proper(middle), axon collateral(branch) 부위가 있으며, 가장 말단부에는 axon terminal이 존재하고 있음.  전통적으로는 axon에 ER이 존재하지 않으며 protein synthesis도 일어나지 않는다고 알려져 있었음. 그러나 최근 axon에서 mRNA들이 많이 존재하며, 이들이 실제로 protein으로 합성되는 사례가 보고되고 있어 이에 대한 진위여부가 불투명한 상태임.    한편 위 그림은 axon terminal 부분의 구조를 ..

이번 포스트에서는 neuron들의 기본적인 특징에 대해 조금 더 알아보자.    neuron은 위 그림과 같이 구성되어 있음.  이들도 cell이기 때문에 당연히 cytosol이 내부에 존재하며, mitochondria, nucleus 등의 organelle등도 다 존재함. 이 때 대부분의 organelle들은 soma 부위에만 존재하고 있음. 물론 예외는 있는데, mitochondria는 axon terminal에도 존재하고 있음.     한편 neuron에서도 여전히 central dogma의 원리에 따라 protein들이 합성됨.   그렇다면 도대체 gene contents는 동일한데도 다른 세포와 비교했을 때 neuron의 형태, 기능이 이토록이나 달라지는 이유는 무엇일까.     일단 위 그림에..

neuron과 glia는 뇌를 이루고 있는 두 가지의 대표적인 세포군임.   과거 아리스토텔레스는 심장을 정신의 원천으로 생각한 반면, 이후 Descartes는 brain이 정신의 원천이라고 주장함.  한편 cell theory가 주장되고, 다양한 증거를 통해 입증되면서 brain도 cell로 이루어져 있으며, brain cell의 brain function의 basic unit이라는 것이 정설로 받아들여지게 됨.  이 때 세의 structure를 알면 곧 이로부터 function을 유추할 수 있고, 다양한 cell들 간에 일어나는 communication에 대해서도 이해할 수 있으므로 뇌과학자들은 이에 대해 많은 관심을 기울여 연구함. (특히나 cell들간에 일어나는 상호작용에 의해 sensation,..

이번 포스트에서는 glia, 즉 신경교세포와 neuron, 그리고 뇌에 대해 대략적으로 살펴보도록 하자.  glial cell은 크게 microglia와 macroglia로 나뉘어짐. 이 중 microglia는 phagocyte로부터 유래했으며, neuroinflammatory reaction을 수행함. 한편 macroglia는 다시 oligodendrocyte, schwann cell, astrocyte로 나뉘어짐. 이 중 oligodendrocyte는 CNS에서만 발견되고 schwann cell은 PNS에서만 발견됨. 이 둘은 각각 CNS, PNS에서 axon을 insulate해줌.   이제 다음으로 brain의 해부학적 구조에 대해 조금 더 알아보자.    일단 1번 위치는 척수(spinal cor..