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전공자를 위한 생물학/신경과학 (뇌과학) 76

[신경과학] 15.1 : 식이행동(feeding behavior) - 2

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어 short-term으로 일어나는 체중, 혹은 식욕조절 기전들에 대해 알아보자.  short-term regulation   위 그림에서 satiety signal로 표시된 것은 포만감을 의미하고, orexigenic signal은 먹고싶은 느낌을 의미함. 위 그림 오른쪽 graph를 보면 실제로 식사를 하기 직전까지는 orexigenic signal이 max가 되어있다가 식사를 하면 orexigenic signal은 급감하는 반면 satiety signal은 증가함. 이후 시간이 지남에 따라 점점 satiety signal은 감소하고, 반면 orexigenic signal은 다시 증가해 일정 시간 이상이 되면 다시 배고픔을 느끼게 됨. (참고로 이 때 식욕은 orex..

[신경과학] 15.1 : 식이행동(feeding behavior) - 1

이번 포스트부터는 motivation, 즉 동기가 형성되는 과정에 대해 알아보자.  behavior에는 unconscious reflexes(무의식적 반사)와 voluntary movements(의식적, 혹은 수의적 행동)가 있음. 참고로 걸음을 걷는 등의 행동은 수의적, 불수의적 특성을 조금씩 다 가지고 있음.  특별히 voluntary movement를 위해서는 그 행동을 하고싶다는 motivation, 즉 동기가 필요함. motivation은 behavior에 대한 driving force임. 이 motivation에 의해 A인 상황에서 B라는 행동을 할 확률이 더 증가하는 식이 되는 것임.  motivation에는 많은 종류가 있을 수 있음. 다만 아직까지 복잡한 행동들에 대한 motivation..

[신경과학] 14.3 : 확산(diffusion) 기반 조절 시스템

이번 포스트에서는 brain의 diffuse modulatory system에 대해 알아보자.   brain의 diffuse modulatory system에는 크게 4가지 종류가 있음. 그런데 이들은 모두 공통적으로 가지는 특징이 있음.   1. core에 아주 적은 수의 neuron들이 분포함. 2. neuron이 대부분의 경우 brain stem에서 출발함. 3. 한 neuron이 10만개 이상의 post-synaptic neuron을 조절함. 4. synapse로부터 transmitter molecule이 분비되고, 이 molecule은 extracellular fluid를 타고 여러 세포에 영향을 미치게 됨.  이제 brain의 diffuse modulatory system의 4가지 종류에 대해..

[신경과학] 14.2 : 자율신경계(autonomic nervous system, ANS)

이번 포스트에서는 자율신경계(autonomic nervous system, ANS)에 대해 살펴보자.  ANS의 통합적인 조절은 hypothalamus의 periventricular zone에서 담당하게 됨. ANS에는 sympathetic division과 parasympathetic division이 포함되는데, 이 중 sympathetic한 neuron들에 의해서는 주로 fight or flight 반응이 나타나며, 예를 들어 heart rate가 증가하고 blood pressure가 증가하며, digestive function이 줄어들고 glucose의 사용이 촉진되게 됨. 한편 parasympathetic neuron에 의해서는 주로 sympathetic한 neuron들이 유발한 반응과 반대되는..

[신경과학] 14.1 : 분비성 시상하부(secretory hypothalamus)

이번 포스트부터는 뇌, 행동이 화학적으로 조절되는 기작들에 대해 알아보자.   synaptic connection에는 위와 같은 종류가 있음. 이 중 (a)의 경우 point to point로 전달되는 방식이며, 이 경우 비교적 짧은 시간동안, 짧은 범위 내에서 작동함. 한편 (b), (c), (d)의 경우 이보다는 더 긴 시간동안, 긴 범위 내에서 작동함. 이 중 (b)의 경우 secretory hypothalamus system이며, hypothalamus 중 특정 neuron으로부터 분비되는 neurohormone이 혈액으로 분비되어 퍼져나가는 식으로 작동하게 됨. 다음으로 (c)의 경우 autonomic nervous system(ANS, 자율신경계)을 나타내 보여주고 있음. 마지막으로 (d)의 ..

[신경과학] 13.4 : 소뇌(cerebellum)

이번 포스트에서는 소뇌(cerebellum)에 대해 알아보자.  cerebellum은 balance에 있어 중요한 기능을 하게 됨. 그 밖에 movement의 sequence를 조절하는데도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있음. 소뇌에 문제가 생기면 ataxia(movement의 coordination이 문제), dyssynergia(손, 발을 움직일 때 띄엄띄엄 움직이게 됨), dysmetria(정확하게 위치를 집지 못함) 등이 발생할 수 있음.    위 그림은 cerebellum의 구조를 나타내주고 있음. 보면 상당히 많은 주름이 존재하는데, 이 주름을 folia라 함. 그리고 이런 주름 중에 깊게 패인 주름이 lobule이며, 총 10개의 lobule이 소뇌 내에 존재함. 한편 위 그림 (c)를 ..

[신경과학] 13.3 : 기저핵(basal ganglia)

이번 포스트에서는 기저핵(basal ganglia)에 대해 알아보자.  motor execution center에 signal을 보내라는 go signal을 줘야 실제로 행동이 일어날 것임. PMA에서 생성된 motor planning은 subcortical input에 의해 activation이 됨으로써 execution center에 signal을 전달해 줄 수 있게 됨. 이 때 이 역할을 담당하는 부분이 바로 basal ganglia임.   basal ganglia는 motor cortex와 thalamus 사이에 위치하고 있음. 실제로 area 6에 input을 제공하는 dorsal thalamic region이 VLo(ventro-lateral)라는 부분인데, 이 region은 basal gan..

[신경과학] 13.2 : 운동피질(motor cortex)

이번 포스트에서는 descending input의 major source인 운동피질(motor cortex)에 대해 알아보자.    위 그림과 같이 cerebral cortex 부분을 보면 central sulcus를 중심으로 앞쪽에는 M1(area 4)이라 불리는 primary motor cortex가 존재하며, 그보다 앞에는 area 6로 불리는 다른 motor cortex들이 존재함. 한편 central sulcus보다 뒤에는 S1으로도 불리는 primary sensory cortex를 포함해 다양한 sensory cortex들이 존재함.   이 중 area 4의 경우 이곳을 자극할 시 특정 muscle이 움직인다는 것을 확인했음. 따라서 area 4에 somatotopic organization,..

[신경과학] 13.1 : 움직임을 조절하는 뇌 경로

이번 포스트에서는 움직임을 조절하는 뇌 경로들에 대해 알아보자.   chapter 12에서 논해본 movement 관련 spinal control circuit은 brain에 의해 control됨.    보면 실제로 위 그림과 같이 spinal cord는 뇌의 상당히 다양한 부분으로부터 input을 받을 수 있음.   이 때 brain에서 spinal cord로 descending하는, descending spinal track에는 상당히 다양한 종류가 있음. 이 track은 크게 두 가지 종류로 나눌 수 있는데, lateral pathway와 ventromedial pathway가 바로 그것임.      이들 pathway는 위 그림과 같이 pathway 중간에 통과하는 spinal cord의 위치에 ..

[신경과학] 12.4 : spinal interneuron

이번 포스트에서는 spinal interneuron들에 대해 알아보자. 일단 interneuron에는 excitatory interneuron과 inhibitory interneuron이 있음.      위 그림에는 inhibitory interneuron이 작용하는 대표적인 process가 나타나 있음. 보면 muscle spindle에 의해 유발되는 과정이 나타나 있는데, 이 때 앞서 살펴봤던 것과 같이 특정 근육의 stretch에 의해 결과적으로 monosynaptic하게 그 근육의 contraction이 일어나는 기작 외에, Ia axon은 spinal cord에서 inhibitory interneuron과도 synapse를 형성하고 있음. 이 inhibitory interneuron은 또 다른 ..

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