[심리학] 신경과학과 행동

1. 신경계의 기본 구조

• 뉴런(neuron): 신경계의 기본 단위로, 정보 전달을 담당합니다. 뉴런은 수상돌기(dendrites), 세포체(cell body), 축색(axon)으로 구성되며, 수초(myelin sheath)에 의해 절연됩니다. 뉴런 간 정보 전달은 시냅스(synapse)를 통해 이루어지며, 신경전달물질에 의해 화학적 정보가 전달됩니다.

2. 신경 신호의 전달 과정

• 전기적 신호: 뉴런 내부에서 전기적 활동으로 신호가 이동합니다. 이때 활동전위(action potential)가 발생하며, 이는 실무율(all-or-none law)을 따릅니다. 즉, 자극이 임계치를 넘으면 신호가 발생하고, 그렇지 않으면 발생하지 않습니다.
• 화학적 신호: 시냅스 간의 정보 전달은 신경전달물질이 방출되고 수용기에 결합함으로써 이루어집니다.

3. 중추신경계와 말초신경계

• 중추신경계(Central Nervous System, CNS): 뇌와 척수로 구성되며, 모든 신경 신호의 처리와 통합을 담당합니다. 뇌는 대뇌피질(cerebral cortex), 소뇌(cerebellum), 간뇌(diencephalon) 등으로 구성되며, 각각 감각, 운동, 정서 조절과 같은 다양한 기능을 수행합니다.
• 말초신경계(Peripheral Nervous System, PNS): **체성신경계(somatic nervous system)**와 **자율신경계(autonomic nervous system)**로 구분됩니다. 체성신경계는 자발적인 근육 운동을, 자율신경계는 심장, 소화기 등 자동화된 신체 기능을 제어합니다.

4. 뇌의 주요 부위와 기능

• 전뇌(종뇌, 대뇌): 고차원적인 사고, 의사결정, 감정 조절, 학습과 기억을 담당합니다.
  • 대뇌피질은 전두엽, 두정엽, 측두엽, 후두엽으로 나뉘며, 각각 운동, 감각, 언어, 시각 처리에 관련됩니다.
  • 기저핵과 변연계는 감정 조절과 운동 통제를 담당합니다.
• 간뇌(사이뇌): **시상(thalamus)**과 **시상하부(hypothalamus)**가 있어 감각 정보 중계와 자율 신경계 조절을 합니다.
• 중뇌와 후뇌: 감각 반응과 운동 조절에 관여하며, 생명 유지에 필수적인 기능을 수행합니다.

5. 활동가능성과 신경전달

 

활동가능성 :

정의: 활동 전위는 뉴런의 축삭을 따라 이동하는 빠른 전기 자극으로, 다른 뉴런, 근육 또는 분비샘에 정보를 전달할 수 있습니다.

 

활동가능성의 메커니즘 :

1. 휴식 전위: 휴식 상태에서 뉴런 내부는 외부에 비해 음전하를 띠며 일반적으로 약 -70mV입니다. 이 상태는 나트륨(Na+) 이온을 세포 밖으로, 칼륨(K+) 이온을 세포 안으로 적극적으로 운반하는 나트륨-칼륨 펌프에 의해 유지됩니다.
2. 탈분극: 뉴런이 충분히 강한 자극(역치 이상)을 받으면 나트륨 채널이 열리고 Na+ 이온이 뉴런으로 넘치게 됩니다. 이러한 유입은 세포 내부를 덜 음성(보다 양성)으로 만들어 막 전위의 급격한 변화를 가져옵니다.
3. 재분극: 잠시 후 칼륨 채널이 열리고 K+ 이온이 세포 밖으로 흘러나와 내부 음전하가 복원됩니다.
4. 과분극: 때때로 너무 많은 칼륨이 세포를 떠나 정상으로 돌아오기 전에 휴면 전위보다 일시적으로 더 부정적인 상태가 됩니다.

 

신경 전달(시냅스 전달) :
전기 신호: 정보는 활동 전위라고 불리는 전기 신호로 뉴런 내에서 이동합니다.

화학물질 전달:
시냅스: 한 뉴런의 축삭 말단(시냅스 전)과 다음 뉴런의 수상돌기 또는 세포체(시냅스 후) 사이의 간격입니다.
신경전달물질 방출: 활동 전위가 축삭 말단에 도달하면 소포에 저장된 신경전달물질의 방출이 촉발됩니다.

신경전달물질 결합: 이러한 화학적 전달자는 시냅스 틈을 건너 시냅스후 세포의 수용체에 결합하여 신경전달물질과 수용체 유형에 따라 흥분성 또는 억제성 반응을 유발합니다.

신호 종료: 신경 전달 물질이 재흡수(재흡수)되거나, 효소에 의해 분해되거나, 시냅스에서 확산되면 신호가 종료됩니다.

 

6. 교감신경 및 부교감신경

자율신경계는 비자발적인 신체 기능을 조절하며 교감신경과 부교감신경의 두 가지로 나누어지며 서로 반대 효과를 나타냅니다.

교감신경계(SNS):

기능: "투쟁-도피" 반응을 활성화하여 스트레스나 긴급 상황에 대처할 수 있도록 신체를 준비시킵니다.

효과:
1) 심박수와 혈압이 증가합니다.
2) 시력을 향상시키기 위해 동공을 확장합니다.
3) 소화 및 기타 필수적이지 않은 기능을 억제합니다.
4) 에너지를 위한 포도당 방출을 자극합니다.
5) 호흡률을 증가시키고 기도를 열어줍니다.

예: 갑작스러운 큰 소음과 같은 위험에 직면했을 때 SNS는 신속하고 자동으로 반응하여 경계심을 높이고 조치를 준비합니다.

부교감신경계(PNS):

기능: "휴식과 소화" 반응을 촉진하여 에너지를 보존하고 장기적인 건강을 유지합니다.

효과:
1) 심박수를 늦추고 혈압을 감소시킵니다.
2) 소화와 영양분 흡수를 자극합니다.
3) 휴식과 회복을 촉진합니다.

예: 식사 후에는 PNS가 더욱 활성화되어 소화를 돕고 심박수를 늦추어 신체의 에너지 보존을 돕습니다.

 

뉴런 구조의 개략도