신경계의 구조와 기능 : 신경세포의 연접과 대뇌

신경세포는 수용체로부터 여러 가지 정보를 받아들여 감격신경을 통해 이를 중추로 전달하며, 중추에서는 이러한 정보를 통합하고 분석 및 처리하고, 운동신경을 통해 효과기로 전달한다. 신경계의 활동은 모두 신경신호의 전도와 전달에 의해 이루어지는데, 이러한 신호전달을 위한 신경세포 사이의 접속을 연접이라 한다. 연접은 하나의 신경세포와 다른 신경세포 또는 근육세포, 민무늬근육세포 사이의 교통부위이며 신경세포가 기능적으로 접촉하는 지점이다. 신호를 전달하는 쪽 세포의 세포막을 연접전종말이라 하는데, 신경세포의 축삭종말로 구성되어 있고, 이러한 축삭종말에서 오는 신호를 받아들이는 세포의 막부분을 연접후막이라 한다. 연접부위에는 신호를 전달하는 신경세포와 신호를 받아들이는 세포의 세포막이 근접해 있는데, 이를 연접틈새라 하며 약 150~200nm 정도의 간격을 두고 있다. 연접전종말에는 신경전달물질이 있는 연접소포가 함유되어 있으며, 연접후막에는 각각의 신경전달물질과 결합하기 위한 수용체들이 존재한다. 연접을 통해 흥분을 전달하는 쪽에서 신경전달물질이 분비되어 연접한 세포에 흥분을 일으킨다. 이렇게 하나의 신경세포에서 신경전달물질이 나와 다른 막의 수용체에 결합하여 신호가 전달되는 것을 화학연접이라 하는데, 보통 신경근접합부에서 볼 수 있다. 신경근접합부는 근육을 수축하기 위해 신경세포의 축삭과 뼈대근육이 기능적으로 접촉하는 지점이다. 신경세포들 사이의 연접에는 연접전 신경섬유의 축삭종말과 연접후 신경섬유의 하나 또는 여러 개의 가지돌기가 연접(축삭-가지돌기연접)하는 것이 가장 보편적인 형태이며, 그 외에도 축삭-세포체연접 또는 축삭-축삭연접으로도 있다. 신경세포는 다수의 신경세포가 서로 연결되어 연접의 수가 마치 회로처럼 복잡하게 구성되어 있다. 신경세포의 축삭이 여러 가지로 갈라져 여러 신경세포와 연접한다. 이때 하나의 신경세포 축삭이 여러 개의 가지를 내어 다수의 신경세포와 연접하는 것을 퍼짐이라 하며 반대로 여러 개의 다양한 세포로부터의 신호를 하나의 신경세포로 전달하는 것을 모음이라 한다. 신경세포는 이러한 복잡한 과정을 거쳐 신호를 전달하는데, 이러한 정보를 전달하기위해서는 여러 가지 신경전달물질을 방출하여 수용체와의 결합을 통해 신경세포들 사이의 신호전달이 이루어진다. 신경전달물질은 신경세포들 사이의 정보를 전달하는 화학복합물질로 알려져있다. 연접전신경세포에 의해 분비되는 화학물질은 연접후막의 활동전위를 억제 또는 촉진시키는 역할을 한다. 대뇌는 머리뼈 안의 대부분을 차지하는 구조물로서 왼-오른 2개의 반구로 구성되어 있다. 대뇌는 겉질과 속질로 구분되고 겉(바깥)의 회색질과 속층의 백색질로 구성되어 있으며 부위에 따라 기능이 다르다. 운동, 감각, 언어, 기억 및 고등 정신 기능뿐 아니라 생명 유지에 필요한 각성, 자율신경계 조절, 호르몬 생성, 항상성 유지 등의 기능을 수행한다. 성인의 뇌는 중량이 1,300~1,500g 정도이고 신생아의 뇌는 무게는 체중의 10%이다. 뇌는 앞뒤로 긴 형태를 띄고 있고 머리뼈와 뇌척수액이 차있는 거미막밑공간에 의해 분리되어 있다. 뇌의 발육 및 성장 속도는 출생 후 5년간 다른 기관에 비해 가장 빠르게 진행되는데 출생 시 400g 정도의 뇌는 1년 후 2배, 3년 후에는 3배 정도로 성장한다. 대뇌반구는 뇌 무게의 80%를 차지하는 1쌍의 기관으로 앞쪽이 가름한 둥근 모양이다. 대뇌반구는 기능학적으로 대뇌세로틈세에 의해 왼-오른 대뇌반구로 나누어지고 맞교차섬유인 뇌들보에 의해 연결된다. 대뇌는 표면에 불규칙한데 안으로 들어간 깊은 골은 틈새, 얕은 골은 고랑, 골 사이에 볼록하게 튀어나온 부위는 이랑이라고 한다. 또한 틈새와 고랑은 각 반구를 엽으로 나누는 경계선이 된다. 그리고 이러한 경계에 의해 나누어지는 엽에는 머리뼈의 위치에 따라 이마엽, 마루엽, 관자엽, 그리고 뒤통수엽이 있다. 각 엽들은 고랑과 틈새로 나누어지는데, 중심고랑은 반구의 중앙을 수직으로 내려와 이마엽과 마루엽을 경계 짓는다. 가쪽틈새는 반구의 가쪽면을 대각선으로 내려와 이마엽과 마루엽으로부터 관자엽을 경계 짓는다. 마루뒤통수틈새와 마루뒤통수패임을 연결하는 선은 마루엽과 관자엽으로부터 뒤통수엽을 경계 짓는다. 대뇌반구의 안쪽에는 대뇌반구의 왼-오른쪽을 연결하는 구조물인 뇌들보가 있다. 뇌들보는 가쪽뇌실의 위쪽을 지나가는 백색맞교차섬유띠이며, 띠고랑은 뇌들보와 평행하게 지나가며 띠이랑과 뇌들보를 나누는 경계가 된다. 새발톱고랑은 뒤통수엽을 가로질러 마루뒤통수틈새까지 이어지는데 대부분의 시각과 관련된 영역을 경계 짓는다. 대뇌반구의 가쪽면은 관자엽, 이마엽, 마루엽으로 이루어져 있으며 일부는 대뇌섬을 싸는 덮개를 형성하고 있다. 가쪽면에는 엽을 구분하기 위하여 가쪽고랑과 중심고랑이 있다. 중심고랑은 이마엽과 마루엽을 나누고, 가쪽고랑은 앞쪽에서는 관자엽과 이마엽을, 뒤쪽에서는 관자엽과 마루엽을 경계 짓는 고랑이다. 이마엽은 사람에게서 잘 발달되어 있고 이마뼈 아래, 눈 위쪽에 위치하며 대뇌반구 전체 표면적의 36%를 차지한다. 가쪽면에는 수직으로 중심앞고랑, 수평으로 위이마고랑, 아래이마고랑이 있다. 인지, 고도의 정신기능, 말하기, 운동조절과 같은 기능을 수행한다. 손상 시 반사회적인 행동, 판단력 장애, 정서불안, 무감각, 무관심, 추상적 사고불능 등이 나타난다.