놀면서 공부하기

이번 포스트부터는 화학적 감각(chemical sense)들을 우리 뇌가 어떻게 인식할 수 있는지에 대해 알아보도록 하자. animal들은 chemical sense를 통해 nourishment, poison, potential mate를 identify할 수 있음. chemical sensation은 가장 오래되고, 가장 common한 sensory system이라 볼 수 있음. chemical sense에는 gustation, olfaction 등이 있는데, 이들의 경우 화학물질을 감지하므로 chemical sense로 볼 수 있는 것임. 한편 시각은 빛을 감지하고 청각은 음파를 감지하므로 이들과 chemical sense는 다름. 우선 gustation(미각)에 대해 알아보자. 현재 알려진 sens..

이번 포스트에서는 뇌를 보기 위해 사용 가능한 MRI, PET, fMRI 기법들에 대해 간단히 알아보자.    MRI를 이용하면 위와 같이 뇌를 관찰 가능함. 이 때 MRI를 이용하면 비침투적으로 imaging을 수행할 수 있음.    MRI의 경우 수소 원자핵에서 방출되는 energy를 통해 수소가 포함된 물 등의 분자 위치를 추적하는 방식으로 작동함. 이 때 거대한 자기장을 걸어주게 되면 이 안에 들어간 H 원자 spin도 여기에 맞게 재배치되게 될 것임. 이후 pulse를 넣어준 다음에 다시 모든 pulse를 다 꺼주게 되면 수소가 돌아가게 될텐데 이 때 나오는 energy를 detect하게 되는 것임.    위 그림을 보면 실제로 뇌의 단면을 자를 시 보이는 회색질, 백색질이 나타남, 이러한 구조..

이번 포스트에서는 뇌를 둘러싸고 있는 뇌막, 뇌척수액, 그리고 BBB에 대해 알아보자.  우선 뇌를 보호하는 보호막 system인 Meninges에 대해 알아보자.   meninges는 위와 같이 생겼음. 보면 두개골 바로 안쪽에 dura mater라는 아주 질긴 막이 있음. 그 아래에는 subdural space가 존재함. 한편 그 안쪽에는 arachnoid membrane이 존재하고, 이 내부에는 subarachnoid space가 존재하며, 이 space에 cerebrospinal fluid가 흐르게 됨. 동시에 이 공간에는 혈관도 존재하고 있음. 한편 그 안쪽, 즉 뇌 cortex의 바로 바깥쪽에는 아주 부드러운 막인 Pia mater가 존재함. 즉, 뇌는 3겹의 막으로 둘러싸여 보호받고 있음. ..

이번 포스트에서는 척수(spinal cord)와 말초신경계의 구조에 대해 알아보도록 하자.    일단 spinal cord는 skin, joint, muscle 등과 접하고 있으며, spinal cord와 연접하는 spinal nerve들에는 dorsal root와 ventral root가 있음. 이 때 motor neuron은 ventral side로 나가고, sensory neuron은 dorsal side로 들어옴. 물론 이들의 들락날락은 이처럼 dorsal, ventral side로 완전히 구분되어 있지만, spinal cord에 도달하기 이전에는 이들 fiber가 하나로 묶인 bundle 형태로 전달되고 있다는 사실도 위 그림상에서 확인 가능함.  척수와 관련해서 또 한가지 흥미로운 것이 바로 ..

이번 포스트에서는 뇌의 구조에 대해 알아보도록 하자.    뇌의 anatomical한 구조는 위와 같음. 이러한 구조를 이해하면 궁극적으로 뇌의 기능에 대한 단서를 얻을 수 있을 것이므로 neuroanatomy를 공부하는 것은 중요함.    nervous system은 위와 같음. 일단 central nervous system으로는 brain, spinal cord가 있고, 이외에 이들로부터 뻗어나와 온몸 구석구석의 sensing, moving을 유발시키는 peripheral nerve system이 있음.  우선 central nerve system(CNS)에 대해서부터 알아보자. 일단 CNS와 PNS를 구분하는 여러 가지 방법이 있을 수 있는데, 가장 대표적으로 CNS는 뼈에 둘러싸여 보호되고 있는 ..

이번 포스트에서는 신경전달물질의 수용체(receptor)들에 대해 알아보도록 하자.  우선 transmitter-gated channel에 대해 먼저 살펴보자.     위 그림은 nicotinic ACh receptor의 구조를 보여주고 있음. 보면 5개, 혹은 그보다 많거나 적은 subunit들이 서로 모여 pore를 형성하게 됨. 이 때 하나의 subunit은 다시금 4번 막을 관통하는 polypeptide임.    이 때 놀랍게도 ACh receptor 뿐 아니라 다른 receptor들의 경우에도 막을 4번 관통하는 hydrophobic한 M1, M2, M3, M4가 꽤나 잘 conserve되어있음. 이를 통해서 이들 receptor들이 모두 같은 조상에서 유래했음을 짐작할 수 있음.  참고로 이 ..

이번 포스트에서는 다양한 신경전달물질 각각의 특징들에 대해 알아보도록 하자.  acetylcholine에 대해 먼저 알아보자.    ACh는 주로 NMJ에서 사용되는 NT의 한 종류임. 특히 ACh가 skeletal muscle에서 사용될 때는 excitatory signal을 유발하고, cardiac muscle에서 사용될 때는 inhibitory signal을 유발함. (그 결과 heart rate가 감소하게 됨)   위 그림 왼쪽에는 ACh의 life cycle이 나타나 있음. 일단 choline과 acetyl CoA는 ChAT(choline acetyltransferase)에 의해서 ACh로 합성됨. 이후 ACh는 ACh transporter에 의해 vesicle로 이동되어 저장됨. 그러다가 결국..

이번 포스트에서는 신경전달물질(neurotransmitter)의 기본적인 특징과 연구방법들에 대해 알아보도록 하자.  neurotransmitter(NT)는 neuron 내부에서 합성되며 synapse에서 release됨. 그리고 이렇게 release된 NT는 postsynaptic cell, 혹은 presynaptic terminal에 있는 특정 receptor와 결합할 수 있음.    NT는 위와 같이 크게 3종류로 나누어짐. 이 중 amino acid 계열은 vesicle을 통해 release되며 대표적인 예로는 glutamate, glycine, GABA(gamma-aminobutyric acid)가 있음. 다음으로 amine 계열은 vesicle을 통해 release되며 대표적인인 예로는 dop..

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 curren..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어서 화학적 시냅스를 통한 정보전달과정에 대해 살펴보자.    neurotransmitter들은 위와 같이 크게 3개의 type으로 나눌 수 있음.  a는 amino acid로, 이 카테고리에 들어가는 neurotransmitter로는 glutamate, glycine, GABA(gamma-aminobutyric acid)등이 있음. b는 amine으로, 이 카테고리에 들어가는 neurotransmitter로는 dopamine, acetylcholine, histamine, epinephrine, norepinephrine, serotonin 등이 있음. 마지막으로 c는 peptide로, 이 카테고리에 들어가는 neurotransmitter로는 dynorphin, enk..