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신경계

Nervous system
신경계
TE-Nervous system diagram.svg
인간의 신경계
세부 사항
식별자
라틴어신경계
메슈D009420
TA98A14.0.00.000
FMA7157
해부학적 용어

생물학에서, 신경계의 고전적인 교리는 동물의 몸의 다른 부분과 신호를 전송하여 행동감각 정보를 조율하는 동물의 매우 복잡한 부분이라고 판단한다.신경계는 신체에 영향을 미치는 환경 변화를 감지한 다음 내분비계와 함께 작용하여 그러한 사건에 대응한다.[1]신경조직은 약 5억 5천만년에서 6억년 전에 벌레와 같은 유기체에서 처음 생겨났다.그러나 이 고전주의 교리는 최근 수십 년 동안 식물에서 전기 신호의 존재와 사용에 대한 발견에 의해 도전을 받아왔다.[2]이러한 발견에 기초하여, 몇몇 과학자들은 식물 신경계가 존재하고 식물 신경 생물학이라는 과학 분야가 만들어져야 한다고 제안했다.[3][4]이 제안은 우리가 식물의 신경계에 대해 이야기해야 한다고 생각하는 사람들과 그것에 반대하는 사람들 사이에서 논쟁으로 이어졌다.[5][6]양쪽의 과학적 논쟁에서 입장이 경직되어 토론에 대한 해결책이 제시되었는데, 생리학적 기준만을 사용하여 신경계의 개념을 재정립하고 계통생성적 기준을 회피하는 것으로 구성되었다.[7]

척추동물의 경우 중추신경계(CNS)와 말초신경계(PNS)의 두 가지 주요 부분으로 구성된다.CNS는 척수로 구성되어 있다.PNS는 주로 신체의 다른 모든 부분에 CNS를 연결하는 긴 섬유나 액손의 묶음들을 감싼 신경들로 구성된다.뇌에서 신호를 전달하는 신경을 운동신경 또는 삼출신경이라고 하는 반면, 몸에서 CNS로 정보를 전달하는 신경을 감각신경 또는 다른 신경이라고 한다.척추 신경은 두 기능을 모두 수행하는 혼합 신경이다.PNS는 체신경계, 자율신경계, 장신경계 등 세 개의 분리된 서브시스템으로 나뉜다.체신경은 자발적인 운동을 중재한다.자율신경계는 교감신경계부교감신경계로 더욱 세분된다.교감신경계는 비상시에 활성화돼 에너지를 동원하는 반면 부교감신경계는 유기체가 이완된 상태일 때 활성화된다.장신경계는 위장계를 조절하는 기능을 한다.자율신경계와 장내신경계 모두 무의식적으로 기능한다.두개골에서 빠져나온 신경을 두개신경이라고 하고, 척수에서 빠져나온 신경을 척수신경이라고 한다.

세포 수준에서 신경계는 신경 세포라고도 알려진 뉴런이라고 불리는 특별한 유형의 세포의 존재에 의해 정의된다.뉴런은 다른 세포로 빠르고 정확하게 신호를 보낼 수 있는 특별한 구조를 가지고 있다.그들은 이러한 신호를 액손이라고 불리는 얇은 섬유를 따라 이동하는 전기화학 자극의 형태로 보내는데, 이는 전기 시냅스를 통해 이웃 세포로 직접 전달되거나 화학 시냅스에서 신경전달물질이라는 화학물질이 방출되도록 할 수 있다.뉴런으로부터 시냅스 신호를 수신하는 셀은 흥분, 억제 또는 다른 방법으로 조절될 수 있다.뉴런들 사이의 연결은 신경 경로, 신경 회로, 그리고 유기체의 세계에 대한 인식을 발생시키고 그 행동을 결정하는 더 네트워크를 형성할 수 있다.신경계에는 뉴런과 함께 활엽세포(또는 단순히 활엽세포)라고 불리는 다른 특화된 세포가 들어 있어 구조적이고 신진대사를 뒷받침한다.

신경계는 대부분의 다세포 동물에서 발견되지만 복잡성이 크게 다르다.[8]신경계가 전혀 없는 다세포 동물은 스폰지, 플라코조아, 중생동물로 매우 단순한 신체 계획을 가지고 있다.방사상으로 대칭되는 유기체 세테노포스(ctenophores, 콤비 젤리)와 신디데리안(아네모네, 하이드라스, 산호, 해파리 포함)의 신경계는 확산 신경망으로 구성된다.다른 모든 동물 종은 몇 가지 종류의 벌레를 제외하고 뇌, 중추 코드(또는 두 개의 코드가 병렬로 작동하며 있는 것), 뇌와 중앙 코드에서 방사되는 신경을 포함하는 신경계를 가지고 있다.신경계의 크기는 가장 단순한 벌레에 속하는 수백 개의 세포에서부터 아프리카 코끼리에 있는 약 3,000억 개의 세포까지 다양하다.[9]

중추신경계는 한 세포에서 다른 세포로, 또는 신체의 한 부분에서 다른 세포로 신호를 보내고 피드백을 받는 기능을 한다.신경계의 오작동은 유전적 결함, 외상이나 독성으로 인한 물리적 손상, 감염, 또는 단순히 노쇠의 결과로 발생할 수 있다.신경계의 신경학 연구 장애의 의학 전문이며, 이를 예방하거나 치료할 수 있는 개입을 찾는다.말초신경계에서 가장 흔한 문제는 신경전도의 실패인데 다발성 경화증, 근위축성 측경화증당뇨병성 신경병증과 탈수증 등 다른 원인 때문일 수 있다.신경과학은 신경계 연구에 초점을 맞춘 과학 분야다.

구조

신경계는 뇌와 척수에서 나오는 섬유질(신경세포의 축)의 원통형 묶음인 신경에서 그 이름을 따왔고, 몸의 모든 부분을 내분하기 위해 가지를 반복한다.[10]신경은 고대 이집트인, 그리스인, 로마인에게 인정받았을 정도로 크지만, 현미경으로 검사할 수 있게 될 때까지 내부 구조를 이해하지 못했다.[11][12]저자인 마이클 니코렛세스는 다음과 같이 썼다.[13]

"약 1900년까지 뉴런이 뇌의 기본 단위라는 사실을 몰랐다는 것은 믿기 어렵다. (산티아고 라몬카잘)마찬가지로 놀라운 것은 뇌 속의 화학적 전달의 개념이 1930년경에 이르러서야 알려졌다는 사실이다(헨리 할렛 데일오토 뢰위).우리는 1950년대에 뉴런들이 그들끼리 의사소통하기 위해 사용하는 기본적인 전기 현상, 즉 행동 잠재력을 이해하기 시작했다(Alan Lloyd Hodgkin, Andrew Huxley, John Ecles).우리가 기본적인 뉴런 네트워크가 자극을 어떻게 코드화하고 따라서 기본 개념이 어떻게 가능한지 알게 된 것은 1960년대였다(David H). 허벨토르스텐 비젤).분자혁명은 1980년대에 미국 대학을 휩쓸었다.행동 현상의 분자 메커니즘이 널리 알려진 것은 1990년대였다(에릭 리차드 칸델).

현미경 검사를 통해 신경은 주로 액손과 함께 그들을 감싸고 그것들을 박시체로 분리하는 다른 막으로 이루어져 있다는 것을 보여준다.신경을 발생시키는 뉴런은 전적으로 신경 그 자체 안에 있지 않다. 그들의 세포 몸은 뇌, 척수 또는 말초 신경조직 내에 있다.[10]

스펀지보다 더 발달한 모든 동물들은 신경계를 가지고 있다.그러나 심지어 스폰지, 단세포 동물,[14] 그리고 슬라임 몰드와 같은 비동물들도 뉴런의 그것들에 전구체인 세포-세포 신호 전달 메커니즘을 가지고 있다.해파리와 히드라와 같은 방사상으로 대칭되는 동물에서, 신경계는 고립된 세포의 확산망인 신경망으로 구성되어 있다.[15]기존 종의 대부분을 차지하는 다변측정감시 동물에서 신경계는 5억 5천만 년 전 에디아카란 시대 초기에 시작된 공통 구조를 가지고 있다.[16][17]

세포

신경계에는 뉴런활엽세포라는 두 가지 주요 범주나 유형의 세포가 포함되어 있다.

뉴런

전형적인 뉴런의 구조
뉴런

신경계는 특별한 유형의 세포인 뉴런(때로는 "뉴론" 또는 "신경 세포"[10]라고 불리기도 한다)의 존재에 의해 정의된다.뉴런은 여러 가지 방법으로 다른 세포와 구별할 수 있지만, 가장 근본적인 특성은 시냅스를 통해 다른 세포와 의사소통하는 것인데, 시냅스는 전기적 또는 화학적 신호의 빠른 전송을 가능하게 하는 분자 기계를 포함하고 있는 막과 암의 결합물이다.[10]많은 종류의 뉴런은 원형의 돌출인 액손(Axon)을 가지고 있는데, 이는 신체의 먼 부분까지 뻗어 수천 개의 시냅스 접점을 만들 수 있다.[18] 액손은 일반적으로 신경이라고 불리는 묶음으로 몸 전체에 걸쳐 확장된다.

인간과 같은 단일 종의 신경계에서도 수백 가지의 다양한 종류의 뉴런이 존재하며, 그 형태와 기능이 매우 다양하다.[18]여기에는 빛과 소리 같은 물리적 자극을 신경신호로 변환시키는 감각 신경세포와 신경신호를 근육이나 분비선의 활성화로 변환시키는 운동 신경세포가 포함된다. 그러나 많은 종에서 뉴런의 대부분은 중앙집중식 구조(뇌와 갱년기)의 형성에 참여하며 모든 것을 받는다.다른 뉴런들로부터 그들의 입력과 그들의 출력을 다른 뉴런으로 보낸다.[10]

글리알 세포

글라이알 세포(Glerial cells, 그리스어로부터 "glue"로 명명됨)는 비신경계 세포로서 지지와 영양을 제공하고, 동점선을 유지하며, 골수성을 형성하며, 신경계에서의 신호 전달에 참여한다.[19]인간의 뇌에서 총 글리아 수는 뇌 부위가 다르지만 대략 뉴런의 수와 같다고 추정된다.[20]활엽세포의 가장 중요한 기능 중 하나는 뉴런을 지지하고 제자리에 고정시키는 것, 뉴런에 영양분을 공급하는 것, 뉴런을 전기적으로 절연하는 것, 병원균을 파괴하고 죽은 뉴런을 제거하는 것, 그리고 뉴런의 액손들을 그들의 표적으로 유도하는 안내 신호를 제공하는 것이다.[19]매우 중요한 유형의 활엽세포(중앙신경계에서는 올리겐드로시테스, 말초신경계에서는 슈완세포)는 축사를 감싸고 있는 미엘린이라는 지방질의 층을 생성하며, 훨씬 더 빠르고 효율적으로 작용 전위를 전달할 수 있는 절연을 제공한다.최근의 연구결과는 미세글리아와 아스트로사이테스와 같은 글리알 세포가 중추신경계 내에서 중요한 상주 면역세포 역할을 한다는 것을 보여준다.

척추동물의 해부학

척추동물 신경계의 주요 분열을 나타낸 도표.
피부, 두개골, 뇌에 회백질(이 이미지에서 갈색)과 밑바탕에 있는 백질을 보여주는 성인 여성 인간의 머리 수평 부분

척추동물(인간 포함)의 신경계는 중추신경계(CNS)와 말초신경계(PNS)로 나뉜다.[21]

(CNS)는 주요 분열로, 와 척수로 구성되어 있다.[21]척수관에는 척수가 들어 있고, 두개골에는 뇌가 들어 있다.CNS는 dura mater라고 불리는 질기고 가죽이 많은 외층을 포함하여 3겹의 막막 시스템인 메닝에 의해 둘러싸여 보호된다.뇌도 두개골에 의해 보호되고 척수는 척추에 의해 보호된다.

말초신경계(PNS)는 CNS 내에 있지 않은 신경계 구조를 총칭하는 말이다.[22]신경이라고 불리는 액손다발의 대부분은 그들이 뇌나 척수 안에 속해 있는 뉴런의 세포체가 있는 경우에도 PNS에 속하는 것으로 간주된다.PNS는 내장으로 나뉜다.체질은 피부와 관절, 근육을 내향적으로 만드는 신경으로 구성된다.체감신경세포의 세포체는 척수의 등근근강근에 있다.자율신경계라고도 알려진 내장부위에는 내부 장기, 혈관, 분비샘을 내적으로 자극하는 뉴런이 들어 있다.자율신경계 자체는 교감신경계부교감신경계의 두 부분으로 구성된다.일부 저자들은 또한 PNS의 일부로서 세포체가 주변에 있는 감각 신경 세포들을 포함한다. 그러나 다른 저자들은 그것들을 생략한다.[23]

척추동물 신경계는 또한 회백질백질이라고 불리는 영역으로 나눌 수 있다.[24]회백질(보존된 조직에서는 회백색에 불과하며, 살아있는 조직에서는 분홍색이나 연한 갈색으로 더 잘 묘사된다)은 뉴런의 세포체 중 높은 비율을 포함하고 있다.백색 물질은 주로 몰인드 액손(myelin)으로 구성되며, 몰인(myelin)에서 그 색을 취한다.백색 물질은 모든 신경과 뇌와 척수 내부의 많은 부분을 포함한다.회색 물질은 뇌와 척수에 있는 뉴런의 군집과 그들의 표면에 선을 이루는 피질층에서 발견된다.뇌나 척수에 있는 뉴런의 군집을 이라고 하는 해부학적 관습이 있는 반면, 주변부에 있는 뉴런의 군집을 갱년기라고 부른다.[25]그러나 이 규칙에는 몇 가지 예외가 있는데, 특히 전뇌의 일부인 기저성 갱년기(basal ganglia)를 포함한다.[26]

비교 해부학 및 진화

해면체의 신경전구체

스펀지시냅스 접합에 의해 서로 연결된 세포, 즉 뉴런이 없고 따라서 신경계가 없다.그러나 그들은 시냅스 기능에 중요한 역할을 하는 많은 유전자의 동음이의어를 가지고 있다.최근 연구에 따르면 스펀지 세포는 함께 뭉쳐 시냅스 후 밀도(시냅스의 신호 수신 부분)와 유사한 구조를 형성하는 단백질 그룹을 표현하고 있다.[14]그러나 이 구조물의 기능은 현재 불분명하다.스펀지 세포는 시냅스 전달을 보이지 않지만 칼슘 파동과 다른 자극을 통해 서로 의사소통하는데, 이것은 전신 수축과 같은 간단한 작용을 중재한다.[27]

라이다타

해파리, 빗살, 그리고 관련 동물들은 중추신경계가 아닌 신경망을 확산시킨다.대부분의 해파리에서 신경망은 몸 전체에 다소 고르게 퍼져있다; 빗살에서는 입 근처에 집중되어있다.신경망은 화학적, 촉각적, 시각적 신호를 포착하는 감각 신경세포와 체벽의 수축을 활성화시킬 수 있는 운동 신경세포, 감각 신경세포의 활동 패턴을 감지하고 이에 대응해 운동 신경세포 그룹에 신호를 보내는 중간 신경세포로 구성되어 있다.어떤 경우에는 중간 뉴런의 집단이 분리된 갱년기로 뭉쳐진다.[15]

방사선의 신경계 발달은 비교적 구조화되지 않았다.다변측정학자와 달리 방사선은 내측세포외측세포라는 두 개의 원시세포층만 가지고 있다.뉴런은 특별한 일련의 외피 전구세포로부터 생성되는데, 이 세포들은 다른 모든 외피 세포 유형의 전구체 역할을 하기도 한다.[28]

다변측정학

A rod-shaped body contains a digestive system running from the mouth at one end to the anus at the other. Alongside the digestive system is a nerve cord with a brain at the end, near to the mouth.
다변측정감지 동물의 신경계, 부분적 확대가 있는 신경줄 형태, 앞쪽에 "두뇌"가 있다.

현존하는 동물의 대다수는 다변측정감시자로, 서로 거울에 비친 대략적인 이미지의 좌우측면을 가진 동물을 의미한다.모든 다변측정감시는 5억 5천만~6억년 전 에디아카란 시대에 나타난 공통의 벌레 같은 조상으로부터 유래된 것으로 생각된다.[16]기본 다변측정학 체형은 입에서부터 항문까지 이어지는 속이 빈 내강이 있는 관과 각 체절마다 확대('갱글리온')가 있는 신경줄로, 특히 앞쪽에 '뇌'라고 불리는 큰 갱절이 있다.

각 척수신경에 의해 내향된 인체 표면 부위

인간을 포함한 포유류도 신경계 수준에서 분절된 다변측정감시체 계획을 보여준다.척수에는 일련의 구획성 골반이 들어 있으며, 각각 신체 표면과 밑바닥 근골의 일부를 내향적으로 만드는 운동신경과 감각신경이 생기게 된다.팔다리에는 내경 무늬의 배치가 복잡하지만, 몸통에는 일련의 좁은 띠가 생기게 된다.상위 3개 부문은 뇌에 속해 전뇌, 중뇌, 후뇌가 발생한다.[29]

다변측정학자는 배아발달 초기에 매우 일찍 일어나는 사건을 바탕으로 원생동물중수생물로 불리는 두 집단(수퍼필라)으로 나눌 수 있다.[30]중수체 중수체에는 척추동물뿐만 아니라 에치노데름, 헤미코다테스(주로 도토리벌레), 제노투르벨리단 등이 포함된다.[31]프로토스톰은 더 다양한 집단으로 절지동물, 연체동물, 수많은 종류의 벌레를 포함한다.신체의 신경계 배치에서 두 그룹 사이에는 기본적인 차이가 있다: 원자는 신체의 복측(대개 아래) 쪽에 신경줄을 가지고 있는 반면, 중수체에서는 신경줄이 등측(대개 위) 쪽에 있다.실제로 등축-통풍 구배를 보여주는 여러 유전자의 표현 패턴을 비롯해 두 집단 사이에 수많은 신체 양상이 반전된다.현재 대부분의 해부학자들은 원생동물과 중수체들이 서로에 대해 "죽여 있다"고 생각하는데, 이는 제프로이 생힐라르가 척추동물에 비해 곤충을 위해 처음 제안한 가설이다.따라서 곤충은 예를 들어 몸의 복측 중선을 따라 흐르는 신경줄을 가지고 있는 반면, 모든 척추동물은 등측 중선을 따라 흐르는 척수를 가지고 있다.[32]

웜스

지렁이 신경계.상단: 웜 전면의 측면도아래쪽: 위에서 본, 격리된 신경계

지렁이는 가장 단순한 다변측정감시 동물로, 가장 직접적인 방법으로 다변측정감시 신경계의 기본 구조를 드러낸다.일례로 지렁이는 몸길이를 따라 흐르는 이중 신경줄을 가지고 있으며 꼬리와 입에서는 합쳐진다.이 신경줄은 사닥다리의 렁그렁그렁한 소리처럼 횡신경으로 연결되어 있다.이 횡신경들은 동물의 양쪽을 조정하는 데 도움을 준다.머리에 있는 두 개의 갱년기("너브 링") 엔드 기능은 단순한 와 유사하다.동물의 눈구멍에 있는 광수용체는 빛과 어둠에 대한 감각 정보를 제공한다.[33]

아주 작은 한 마리의 회충인 선충의 신경계는 시냅스를 포함한 코넥텀에서 완전히 지도화되었다.모든 뉴런과 세포 혈통이 기록되었고, 전부는 아니더라도 대부분의 신경 연결부가 알려져 있다.이 종에서 신경계는 성적으로 이형성이며, 남성과 여성 헤르마프로디테스라는 두 성의 신경계는 성별로 특정한 기능을 수행하는 뉴런과 뉴런의 수가 다르다.C. 엘레간에서 수컷은 정확히 383개의 뉴런을 가지고 있는 반면, 헤르마프로디테는 정확히 302개의 뉴런을 가지고 있다.[34]

절지동물

거미의 내부 해부학, 신경계를 파란색으로 표시

곤충이나 갑각류와 같은 절지동물은 일련의 갱단으로 이루어진 신경계를 가지고 있으며, 배 길이를 따라 흐르는 두 개의 평행 연결체로 이루어진 복측신경줄로 연결되어 있다.[35]전형적으로, 각각의 신체 부위는 각각의 면에 하나의 갱년기를 가지고 있지만, 어떤 갱년기는 융합되어 뇌와 다른 큰 갱년기를 형성한다.머리 부분에는 초자연적 갱단으로도 알려진 뇌가 포함되어 있다.곤충 신경계에서는 뇌가 해부학적으로 원체세포, 디우토세레브룸, 트리토세레브룸으로 나뉜다.뇌의 바로 뒤쪽에 세 쌍의 융합된 강낭으로 구성된 아음속 강낭이 있다.그것은 입 부분, 침샘, 그리고 특정 근육을 조절한다.많은 절지동물들은 시력을 위한 복합 눈후각페로몬 감각의 더듬이를 포함하여 잘 발달된 감각기관을 가지고 있다.이 기관들에서 나온 감각 정보는 뇌에 의해 처리된다.

곤충의 경우, 많은 뉴런들은 뇌의 가장자리에 위치해 있고 전기적으로 수동적인 세포체를 가지고 있다. 세포 몸은 신진대사를 지원하기 위한 역할만 하고 신호 전달에는 참여하지 않는다.원형질 섬유는 세포 본체와 가지에서 많이 흘러나와 일부 부품은 신호를, 다른 부품은 신호를 수신한다.따라서 곤충뇌의 대부분의 부분은 주변부를 중심으로 수동적 세포체가 배열되어 있는 반면, 신경신호처리는 신경일이라고 불리는 원소섬유들의 뒤엉킨 내부에서 이루어진다.[36]

"식별된" 뉴런

뉴런은 위치, 신경전달물질, 유전자 발현 패턴, 연결성 등 동일한 동물의 다른 모든 뉴런과 구별되는 성질을 가지고 있는지, 그리고 동일한 종에 속하는 모든 개별 유기체가 동일한 성질을 가진 하나의 뉴런과 단 하나의 뉴런만을 가지고 있는지 여부를 확인한다고 한다.[37]척추동물 신경계에서는 이러한 의미에서 뉴런이 거의 "식별"되지 않지만, 인간에게는 없는 것으로 믿어지고 있다. 그러나 단순한 신경계에서는 일부 뉴런이나 모든 뉴런이 이와 같이 독특할 수 있다.신경계가 어떤 동물의 신경계 중에서 가장 철저하게 묘사되어 있는 회충 C.선충에서, 몸 안의 모든 뉴런은 모든 개별적인 웜에서 동일한 위치와 동일한 연결을 가지고, 독특하게 식별할 수 있다.이 사실의 한 가지 주목할 만한 결과는 C.엘레건스 신경계의 형태가 게놈에 의해 완전히 규정되고 경험에 의존하는 가소성이 없다는 것이다.[34]

많은 연체동물과 곤충들의 뇌는 또한 상당수의 확인된 뉴런을 포함하고 있다.[37]척추동물에서, 가장 잘 알려진 뉴런은 물고기의 거대한 마우트너 세포다.[38]모든 물고기는 뇌줄기 아래쪽에 왼쪽과 오른쪽에 각각 하나씩 있는 두 개의 마우트너 세포를 가지고 있다.각각의 마우트너 세포는 동일한 뇌 수준에서 내측 뉴런을 교차시킨 다음 척수를 통해 아래로 이동하면서 그것이 진행되는 동안 수많은 연결을 만드는 액손(Axon)을 가지고 있다.마우트너 세포에 의해 생성되는 시냅스는 매우 강력해서 하나의 행동 잠재력이 주요한 행동 반응을 일으킨다: 물고기는 몇 밀리초 안에 몸을 C자 모양으로 구부렸다가 곧게 펴서 빠르게 앞으로 나아간다.기능적으로 이것은 물고기의 횡선 기관에 충돌하는 강한 음파나 압력파에 의해 가장 쉽게 촉발되는 빠른 탈출 반응이다.마우트너 세포는 물고기에서 유일하게 확인된 뉴런이 아니다. 각 척수 부분핵에 있는 "마우트너 세포 아날로그" 쌍을 포함하여 약 20종이 더 있다.마우트너 셀은 개별적으로 탈출 반응을 일으킬 수 있지만, 일반적인 행동의 맥락에서 다른 유형의 셀은 대개 응답의 진폭과 방향을 형성하는 데 기여한다.

마우트너 세포는 명령 뉴런으로 묘사되어 왔다.명령 뉴런은 특정 행동을 개별적으로 운전할 수 있는 뉴런으로 정의되는 식별된 뉴런의 특별한 유형이다.[39]이러한 뉴런들은 오징어의 빠른 탈출 회로에 참여하기 때문에 신경생리학의 선구자 실험에 사용되는 오징어 거대 액손오징어 거대 시냅스 등 다양한 종의 빠른 탈출 시스템에서 가장 흔하게 나타난다.그러나, 명령 뉴런의 개념은 처음에는 설명에 맞는 것으로 보이는 몇몇 뉴런들이 제한된 환경에서만 반응을 불러일으킬 수 있다는 것을 보여주는 연구들 때문에 논란이 되고 있다.[40]

함수

가장 기본적인 수준에서 신경계의 기능은 한 세포에서 다른 세포로, 또는 신체의 한 부분에서 다른 세포로 신호를 보내는 것이다.한 셀이 다른 셀로 신호를 보낼 수 있는 방법은 여러 가지가 있다.하나는 호르몬이라는 화학물질을 내부 순환에 방출하여 먼 곳으로 확산시키는 것이다.이러한 "방송" 신호 방식과는 대조적으로 신경계는 "점대점" 신호를 제공한다. 즉, 신경계는 축을 특정 표적 영역에 투사하고 특정 표적 셀과 시냅스 연결을 한다.[41]그러므로 신경 신호는 호르몬 신호보다 훨씬 높은 수준의 특수성을 가질 수 있다.그것은 또한 훨씬 더 빠르다: 가장 빠른 신경 신호는 초당 100미터를 넘는 속도로 이동한다.

보다 통합적인 차원에서 신경계의 1차적인 기능은 신체를 통제하는 것이다.[10]감각수용체를 이용하여 환경으로부터 정보를 추출하고, 이 정보를 인코딩하는 신호를 중추신경계로 보내고, 정보를 처리하여 적절한 반응을 결정하고, 출력신호를 근육이나 분비선에 보내 반응을 활성화시킴으로써 이를 행한다.복합신경계의 진화로 인해 다양한 동물 종들이 시각, 복잡한 사회적 상호작용, 장기계의 신속한 조정, 동시 신호의 통합 처리 등 진보된 지각 능력을 가질 수 있게 되었다.인간에게 있어서 신경계의 정교함은 언어, 개념의 추상적 표현, 문화의 전달, 그리고 인간의 두뇌 없이는 존재할 수 없는 인간 사회의 많은 다른 특징들을 갖는 것을 가능하게 한다.

뉴런과 시냅스

시냅스 전송의 주요 요소.작용전위라고 불리는 전기화학파는 뉴런을 따라 이동한다.파동이 시냅스에 도달하면 소량의 신경전달물질 분자가 방출되는데, 이는 대상 세포의 막에 있는 화학수용체 분자와 결합한다.

대부분의 뉴런은 액슬을 통해 신호를 보내지만 어떤 타입은 디엔드라이트와 덴드라이트의 통신을 할 수 있다.(사실, 아마크린 세포라고 불리는 뉴런의 종류는 액손이 없으며, 오직 그들의 덴드라이트를 통해서만 의사소통을 한다.)신경 신호는 액손 단자가 다른 세포와 시냅스 접촉을 하는 지점에서 셀 대 셀 신호를 생성하는 작용 전위라고 불리는 전기화학파의 형태로 액손에 전파된다.[42]

시냅스는 전기 또는 화학 물질일 수 있다.전기 시냅스는 뉴런 사이에 직접적인 전기적 연결을 만들지만 화학 시냅스는 훨씬 더 흔하고 기능도 훨씬 다양하다.[43][44]화학적 시냅스에서 신호를 보내는 셀을 프리시냅스(presynaptic)라고 하고, 신호를 받는 셀을 포스트 시냅스(post synaptic)라고 한다.시냅스 전 영역과 시냅스 후 영역 모두 신호 전달 과정을 수행하는 분자 기계로 가득 차 있다.시냅스 전 영역에는 신경전달물질 화학물질이 가득 들어 있는 시냅스 베실라 불리는 작은 구형 혈관이 다수 포함되어 있다.[42]전시냅스 단자가 전기적으로 자극을 받으면 막에 내장된 분자의 배열이 활성화되어 시냅스 절개라고 하는 전시냅스막과 후시냅스막 사이의 좁은 공간으로 방출되게 된다.신경전달물질은 이후 시냅스 막에 내장된 수용체와 결합하여 활성 상태로 들어가게 한다.[44]수용체의 종류에 따라, 시냅스 후 세포에 미치는 결과는 흥분성, 억제성 또는 더 복잡한 방법으로 조절될 수 있다.예를 들어 운동신경세포근육세포 사이의 시냅스 접촉에서 신경전달물질 아세틸콜린이 분비되면 근육세포의 빠른 수축을 유도한다.[45]시냅스 후 셀에 대한 영향이 훨씬 더 오래 지속될 수 있지만(시냅스 신호가 메모리 트레이스의 형성으로 이어지는 경우라도 무한정) 전체 시냅스 전송 프로세스는 겨우 1밀리초밖에 걸리지 않는다.[18]

일반적인 화학 시냅스의 구조

말 그대로 수백 가지의 시냅스가 있다.실제로 알려진 신경전달물질은 백 가지가 넘으며, 이들 중 다수는 여러 종류의 수용체를 가지고 있다.[46]많은 시냅스들은 둘 이상의 신경전달물질을 사용한다. 일반적인 배열은 글루탐산염이나 GABA와 같이 빠르게 반응하는 작은 분자 신경전달물질과 더불어 느리게 반응하는 조절 역할을 하는 하나 이상의 펩타이드 신경전달물질을 사용하는 것이다.분자 신경과학자들은 일반적으로 수용기를 화학적으로 게이트된 이온 채널과 두 번째 메신저 시스템의 두 가지 광범위한 그룹으로 나눈다.화학적으로 게이트된 이온 채널이 활성화되면 특정 유형의 이온이 막을 가로질러 흐를 수 있는 통로를 형성한다.이온의 종류에 따라 대상 세포에 미치는 영향은 흥분성 또는 억제성일 수 있다.두 번째 메신저 시스템이 활성화되면 대상 세포 내부에서 일련의 분자 상호작용이 시작되는데, 이는 궁극적으로 자극에 대한 세포의 민감도를 증가시키거나 감소시키거나 심지어 유전자 전사까지 바꾸는 등 매우 다양한 복합적인 효과를 발생시킬 수 있다.

알려진 예외가 몇 가지 없는 데일의 원리라는 규칙에 따르면, 뉴런은 모든 시냅스에서 동일한 신경전달물질을 방출한다.[47]그러나 이것은 뉴런이 모든 대상에 동일한 효과를 발휘한다는 것을 의미하는 것은 아니다. 시냅스의 효과는 신경전달물질에 의존하는 것이 아니라 뉴런이 활성화하는 수용체에 의존하기 때문이다.[44]대상마다 다른 유형의 수용체를 사용할 수 있기 때문에(그리고 자주) 뉴런은 하나의 표적 세포 집합에 대한 흥분 효과, 다른 대상 세포에 대한 억제 효과, 그리고 다른 대상에게 여전히 복잡한 조절 효과를 가질 수 있다.그럼에도 불구하고 가장 널리 사용되는 두 가지 신경전달물질인 글루탐산염GABA는 각각 대체로 일관된 효과를 가지고 있다.글루탐산염은 몇 가지 광범위하게 발생하는 수용체를 가지고 있지만, 모두 흥분성 또는 조절성이 있다.마찬가지로 GABA는 여러 가지 광범위하게 발생하는 수용체 유형을 가지고 있지만 모두 억제형이다.[48]이러한 일관성 때문에 글루타마테라믹 세포를 흔히 '흥분 뉴런'이라고 하고, GABAERGic 세포를 '침묵적 뉴런'이라고 부른다.엄밀히 말하면, 이것은 용어 남용이다. 뉴런이 아니라 흥분적이고 억제적인 수용체들이다. 그러나 그것은 학술적인 출판물에서도 흔히 볼 수 있다.

시냅스의 매우 중요한 부분집합은 시냅스 강도의 오래 지속되는 활동 의존적 변화를 통해 기억 흔적을 형성할 수 있다.[49]가장 잘 알려진 신경 기억의 형태는 장기 전위작용(약칭 LTP)이라고 불리는 과정으로, NMDA 수용체라고 알려진 특수한 유형의 수용체에 작용하는 신경전달물질 글루탐산염을 사용하는 시냅스에서 작용한다.[50]NMDA 수용체에는 "연관적" 특성이 있는데, 시냅스와 관련된 두 개의 세포가 모두 거의 동시에 활성화되면 칼슘이 대상 세포로 흐를 수 있는 채널이 열린다.[51]칼슘 진입은 두 번째 메신저 폭포를 개시하여 궁극적으로 대상 세포의 글루타민 수용체 수의 증가로 이어져 시냅스의 유효 강도를 증가시킨다.이러한 힘의 변화는 몇 주 또는 그 이상 지속될 수 있다.1973년 LTP의 발견 이후, 다양한 조건에 의해 유도되고 가변적인 시간 동안 지속되는 시냅스 강도의 증가 또는 감소를 수반하는 많은 다른 형태의 시냅스 메모리 트레이스가 발견되었다.[50]예를 들어 바람직한 행동을 강화하는 보상 시스템은 신경전달물질로 도파민을 사용하는 보상신호 경로에서 나오는 추가 입력에 따라 조건화되는 LTP의 변형된 형태에 따라 달라진다.[52]이러한 모든 형태의 시냅스 변형능력은 집합적으로, 신경계의 가소성, 즉 신경계가 환경의 변화에 적응할 수 있는 능력을 발생시킨다.

신경 회로 및 시스템

다른 세포에 신호를 보내는 기본적인 뉴런 기능은 뉴런들이 서로 신호를 교환하는 기능을 포함한다.뉴런의 상호연결된 그룹에 의해 형성된 네트워크는 특징검출, 패턴생성, 타이밍 등 매우 다양한 기능을 할 수 있으며,[53] 정보처리가 가능한 종류가 수없이 많은 것으로 보인다.워렌 맥컬로치월터 피츠는 1943년에 뉴런의 수학적 추상화로 형성된 인공신경망보편적 연산이 가능하다는 것을 보여주었다.[54]

레네 데카르트인간 논문에서 나온 진통로의 삽화

역사적으로 여러 해 동안 신경계의 기능에 대한 지배적인 견해는 자극-반응 연관자로써 있었다.[55]이 개념에서 신경 처리는 감각 뉴런을 활성화시키는 자극으로 시작하여 척수와 뇌의 연결망을 통해 전파되는 신호를 생성하여 결국 운동 뉴런의 활성화와 그에 따른 근육 수축, 즉 공공연한 반응을 일으킨다.데카르트는 언어와 같은 높은 인지적 기능도 기계적으로 설명할 수 없다고 믿었지만 동물의 모든 행동, 그리고 인간의 대부분의 행동은 자극 반응 회로의 관점에서 설명될 수 있다고 믿었다.[56]찰스 셰링턴, 그의 영향력 있는 1906년 책의 통합 관리는 신경 System,[55]의 훨씬 더 상세한에서, 그리고 행동 주의의 생각 그것은 20세기의 가운데를 관통하여 심리학을 차지했던 학교, stimulus-respon에 인간 행동의 모든 측면을 설명하려고 시도했다 자극 반응 메커니즘의 개념을 개발했다.의심조건들[57]

그러나 20세기 초에 시작하여 1940년대까지 높은 생산성에 도달한 전기생리학의 실험적 연구들은 신경계가 외부 자극이 필요 없이 세포의 흥분성을 유지하고 본질적으로 활동 패턴을 생성하기 위한 많은 메커니즘을 포함하고 있다는 것을 보여주었다.[58]뉴런은 완전히 격리된 상태에서도 규칙적인 행동전위, 즉 버스트의 시퀀스를 생성할 수 있는 것으로 밝혀졌다.[59]본질적으로 활동적인 뉴런들이 복잡한 회로에서 서로 연결될 때, 복잡한 시간적 패턴을 발생시킬 가능성은 훨씬 더 광범위해진다.[53]현대의 개념은 신경계의 기능을 부분적으로는 자극-반응 사슬의 관점에서, 부분적으로는 본질적으로 생성된 활동 패턴 측면에서 본다. 두 유형의 활동들은 행동의 완전한 레퍼토리를 생성하기 위해 서로 상호작용한다.[60]

반사 및 기타 자극 반응 회로

기초신경계 기능의 단순화된 스키마 : 감각수용체에 의해 신호를 집어들어 척수와 뇌로 보내는데, 여기서 처리가 일어나면 척수로 다시 전달된 다음 운동 뉴런으로 전달되는 신호가 발생한다.

가장 단순한 형태의 신경회로는 감각적 입력에서 시작하여 일련의 신경회로를 거쳐 모터 출력으로 끝나는 반사호다.[61]이는 뜨거운 난로를 건드린 후 손을 홱 뒤로 젖히는 "끌어 당기는 반사작용"에서 확인할 수 있다.회로는 해로운 수준의 열에 의해 활성화되는 피부의 감각 수용기로 시작된다: 막에 내장된 특별한 형태의 분자 구조는 열을 막 전체의 전기장을 변화시키게 한다.만약 전위 변화가 주어진 임계값을 통과할 정도로 크면, 그것은 수용체 세포의 축을 따라 전달되는 작용 전위를 척수로 환기시킨다.거기서 액손은 다른 세포와 흥분성 시냅스 접촉을 하는데, 그 중 일부는 척수의 같은 부위에 투영(축출력을 보내는 것)하고, 다른 일부는 뇌로 투영한다.한 대상은 팔 근육을 조절하는 운동 신경세포에 투영되는 척추내과다.내동맥류는 운동 뉴런을 흥분시키고, 흥분력이 충분히 강하면 운동 뉴런 중 일부는 운동 전위를 생성하는데, 이 전위는 근육 세포와 흥분성 시냅스 접촉을 할 정도로 축을 따라 이동한다.흥분 신호는 근육 세포의 수축을 유도하고, 이로 인해 팔의 관절 각도가 변화하여 팔을 떼어낸다.

실제로 이 직설적인 스키마는 수많은 합병증을 겪는다.[61]가장 단순한 반사작용에는 감각 신경세포에서 운동 신경세포에 이르는 짧은 신경 경로가 있지만, 회로에 참여하고 반응을 조절하는 다른 근방의 신경세포도 있다.게다가, 뇌에서 척수에 이르는 돌출부들은 반사작용을 강화하거나 억제할 수 있다.

비록 가장 단순한 반사작용은 전적으로 척수 안에 있는 회로에 의해 매개될 수 있지만, 더 복잡한 반응은 뇌의 신호 처리에 의존한다.[62]예를 들어, 시각장 주변부에 있는 물체가 움직이며, 그 물체를 바라볼 때, 신호 처리의 많은 단계가 시작된다.눈의 망막에서 초기 감각반응, 그리고 뇌간에서 일어나는 오쿨로모터 핵에서 최종 운동반응은 단순한 반사작용에서와 크게 다르지 않지만 중간단계는 완전히 다르다.한두 단계의 처리 체인이 아닌 시각 신호는 아마도 십여 개의 통합 단계를 통과하는데, 이는 시상하부, 대뇌피질, 기저신경절, 우월한 콜리큘러스, 소뇌, 그리고 몇 개의 뇌계핵을 포함한다.이들 영역은 형상 검출, 지각 분석, 기억 회수, 의사결정운동 계획을 포함하는 신호 처리 기능을 수행한다.[63]

특징검출은 감각신호의 조합으로부터 생물학적으로 목적적합한 정보를 추출하는 능력이다.[64]예를 들어, 시각 체계에서, 눈의 망막에 있는 감각 수용체는 오직 개별적으로 외부 세계에서의 "빛의 점"을 감지할 수 있을 뿐이다.[65]2차 시각 뉴런은 1차 수용체 그룹에서 입력, 2차 뉴런 그룹에서 입력 등을 받아 처리 단계의 계층을 형성한다.각 단계에서 신호 앙상블에서 중요한 정보를 추출하고 중요하지 않은 정보는 폐기한다.이 과정이 끝날 무렵, "빛의 지점"을 나타내는 입력 신호는 주변 세계의 물체와 그 성질의 신경 표현으로 변형되었다.가장 정교한 감각 처리는 뇌 내부에서 발생하지만 복잡한 특징 추출은 척수와 망막과 같은 말초 감각 기관에서도 일어난다.

내인성 패턴 생성

자극-반응 메커니즘이 가장 이해하기 쉽지만, 신경계도 내부적으로 생성된 활동 리듬을 이용하여 외부 자극이 필요 없는 방법으로 신체를 조절할 수 있다.뉴런의 막에 삽입될 수 있는 전압에 민감한 이온 채널의 다양성 때문에, 많은 종류의 뉴런은 고립된 상태에서도 동작 전위의 리듬적 시퀀스나 고율 폭발과 정지 사이의 리듬적 교대작용이 가능하다.본질적으로 리듬이 있는 뉴런들이 흥분성 시냅스나 억제성 시냅스에 의해 서로 연결될 때, 결과적 네트워크는 유인기 역학, 주기성, 심지어 혼돈까지 포함한 매우 다양한 역동적인 행동을 할 수 있다.그 내부 구조를 이용하여 그에 상응하는 일시적 구조적인 자극을 요구하지 않고 일시적으로 구조화된 출력을 생성하는 뉴런의 네트워크를 중심 패턴 발생기라고 한다.

내부 패턴 생성은 밀리초에서 몇 시간 또는 그 이상에 이르는 광범위한 시간 척도에서 작동한다.시간적 패턴의 가장 중요한 유형 중 하나는 순환적 리듬성, 즉 약 24시간의 리듬성이다.연구된 모든 동물들은 신경활동의 순환변동을 보여주는데, 신경활동은 수면-웨이크 사이클과 같은 행동의 순환변동을 조절한다.1990년대부터 시작된 실험연구에 따르면 하루의 경과에 따라 발현 수준이 오르락내리락하는 특별한 유전자 집합으로 구성된 '유전자 시계'에 의해 순환기 리듬이 생성된다.곤충이나 척추동물처럼 다양한 동물들은 유사한 유전적 시계 체계를 공유한다.서커디언 시계는 빛의 영향을 받지만 빛의 수준이 일정하게 유지되고 다른 외부 시간 단서가 없을 때에도 계속 작동한다.시계 유전자는 신경계의 많은 부분뿐만 아니라 많은 말초기관에서도 발현되지만, 포유류에서는 이러한 '티슈 시계'가 모두 초프라치즘핵이라고 불리는 뇌의 아주 작은 부분에 있는 마스터 타임키퍼로부터 나오는 신호에 의해 동시에 유지된다.

미러 뉴런

거울 뉴런은 동물이 행동할 때와 동물이 다른 동물이 수행하는 동일한 행동을 관찰할 때 모두 발화하는 뉴런이다.[66][67][68]따라서 뉴런은 관찰자 자체가 행동하는 것처럼 상대방의 행동을 "미러움"한다.그러한 뉴런은 영장류에서 직접 관찰되어 왔다.[69]새들은 모방적인 공명 행동을 가지고 있는 것으로 보여지고 신경학적 증거는 어떤 형태의 미러링 시스템의 존재를 암시한다.[69][70]인간에서 거울 뉴런의 그것과 일치하는 뇌 활동은 전전 피질, 보조 운동 영역, 일차 소마토센서리 피질, 하두정피질에서 발견되었다.[71]거울 시스템의 기능은 많은 추측의 대상이다.인지신경과학과 인지심리학의 많은 연구자들은 이 시스템이 인식/행동 커플링을 위한 생리학적 메커니즘을 제공한다고 생각한다(공통 코딩 이론 참조).[68]그들은 거울 뉴런이 다른 사람들의 행동을 이해하고, 모방을 통해 새로운 기술을 배우는 데 중요할 수 있다고 주장한다.일부 연구자들은 또한 거울 시스템이 관찰된 행동을 시뮬레이션하여 정신 기술 이론에 기여할 수 있다고 추측하는 반면,[72][73] 다른 연구자들은 거울 뉴런을 언어 능력과 연관시킨다.[74]그러나 현재까지 거울 뉴런 활동이 어떻게 모방과 같은 인지 기능을 지원하는지를 설명하기 위해 널리 받아들여진 신경이나 계산 모델은 제시되지 않았다.[75]거울 뉴런의 역할에 대한 주장이 적절한 연구에 의해 뒷받침되지 않는다고 경고하는 신경과학자들이 있다.[76][77]

개발

척추동물에서 배아 신경 발달의 랜드마크는 줄기세포 전구체에서 뉴런탄생분화, 미성숙 뉴런의 출생지에서 최종 위치로 이동, 뉴런에서 차축의 성장, 배아를 통한 운동성 성장 원뿔의 배아를 시냅스 후 동반자로 안내하는 것을 포함한다.이 액손들과 그들의 시냅스 이후의 파트너들 사이의 시냅스의 세대 그리고 마침내 학습과 기억의 기초가 되는 것으로 여겨지는 시냅스의 평생의 변화들.[78]

발달 초기 다변측정학 동물들은 모두 미식을 형성하는데, 한쪽 끝은 동물성 장대, 다른 쪽 끝은 식물성 장대라고 한다.위스룰라는 세 겹의 세포가 있는 원반 모양을 하고 있는데, 대부분의 내부 장기의 안감을 일으키는 내피라고 불리는 내피층, 뼈와 근육을 일으키는 중간층, 그리고 외피와 신경계를 일으키는 외피층이다.[79]

인간 배아, 신경 홈을 보여준다.
인간 배아에서 신경관 발달의 4단계

척추동물의 경우 신경계의 첫 번째 징후는 신경판이라고 불리는 등 중앙을 따라 가는 얇은 세포 줄무늬의 출현하는 것이다.신경판의 내측(중간선을 따라)은 중추신경계(CNS), 말초신경계(PNS)의 외측부가 될 수밖에 없다.개발이 진행되면서 중간선을 따라 신경 홈이라고 불리는 접힌 부분이 나타난다.이렇게 접으면 깊어졌다가 상단에서 닫힌다.이 지점에서 미래의 CNS는 신경관이라고 불리는 원통형 구조로 나타나는 반면, 미래의 PNS는 신경관 위로 길게 뻗어 있는 신경마루라고 불리는 두 개의 조직 조각으로 나타난다.신경판에서부터 신경관, 신경마루에 이르는 단계의 순서를 뉴런이라고 한다.

20세기 초, 한스 슈페만과 힐데 망골드의 일련의 유명한 실험은 조직자 지역이라고 불리는 중피세포 집단의 신호에 의해 신경조직의 형성이 "유인"된다는 것을 보여주었다.[78]그러나 수십 년 동안, 신경 유도의 본질은 그것을 알아내기 위한 모든 시도를 물리쳤고, 마침내 1990년대에 유전적 접근에 의해 해결되었다.신경조직의 유도는 소위 골형유전성 단백질, 즉 BMP에 대한 유전자의 억제를 필요로 한다. 특히 단백질 BMP4가 관여하는 것으로 보인다.노긴(Noggin)과 코딘(Coddin)이라고 불리는 두 개의 단백질은 둘 다 중뇌에 의해 분비되는 BMP4를 억제할 수 있어 엑토더름이 신경조직으로 변하도록 유도할 수 있다.척추동물뿐만 아니라 절지동물을 포함한 매우 상이한 형태의 동물들에게도 유사한 분자 메커니즘이 관여하고 있는 것으로 보인다.그러나, 어떤 동물들에서는, FGF 또는 FGF라고 불리는 또 다른 종류의 분자가 유도에 중요한 역할을 할 수도 있다.

신경조직의 유도는 신경블라스트라고 불리는 신경전구세포의 형성을 일으킨다.[80]드로소필라에서는 신경블라스트가 비대칭적으로 갈라져 있어 한 제품은 '갱글리온 모세포'(GMC)이고, 다른 제품은 신경블라스트다.GMC는 한 쌍의 뉴런이나 한 쌍의 글리알 세포를 발생시키기 위해 한 번 분열한다.전체적으로, 신경블라스트는 무한정 많은 뉴런이나 글리아를 발생시킬 수 있다.

2008년 연구에서 보듯이, 모든 쌍방 유기체(인간 포함)에게 공통적인 한 요인은 뉴런의 성장과 생존을 조절하는 신경트로핀이라고 불리는 분비 신호 분자의 가족이다.[81]주 외 연구진은 파리에서 발견된 최초의 신경트로핀인 DNT1을 확인했다.DNT1은 알려진 모든 신경트로핀과 구조적 유사성을 공유하며, 드로소필라에서 뉴런의 운명의 핵심 요인이다.현재 척추동물과 무척추동물 모두에서 신경트로핀이 확인되었기 때문에, 이 증거는 신경트로핀이 양쪽 유기체에 공통적인 조상 안에 존재했고 신경계 형성을 위한 공통적인 메커니즘을 나타낼 수 있음을 시사한다.

병리학

뇌와 척수를 보호하는 층들이지

중추신경계는 주요한 물리적, 화학적 장벽에 의해 보호된다.물리적으로 뇌와 척수는 단단한 뇌막으로 둘러싸여 있고, 두개골척추의 뼈에 둘러싸여 있어 이 두개가 합쳐져 강한 신체적인 방패를 형성한다.화학적으로 뇌와 척수는 혈액-뇌 장벽에 의해 격리되어 대부분의 화학물질이 혈류에서 CNS 내부로 이동하는 것을 막는다.이러한 보호는 많은 면에서 PNS보다 CNS에 덜 취약하게 만든다. 그러나 다른 면은 CNS에 대한 손상이 더 심각한 결과를 초래하는 경향이 있다는 것이다.

신경은 팔꿈치 관절 근처의 척골신경 등 몇 군데를 제외하고는 피부 깊숙이 눕는 경향이 있지만, 여전히 육체적인 손상에 상대적으로 노출되어 있어 통증이나 감각 상실 또는 근육 조절의 상실을 초래할 수 있다.손목터널증후군처럼 신경이 촘촘한 뼈 통로를 통과하는 곳에서는 붓거나 멍이 들기도 한다.만약 신경이 완전히 뒤틀린다면, 그것은 종종 재생될 것이지만, 긴 신경의 경우 이 과정을 완료하는 데 수개월이 걸릴 수도 있다.말초신경증은 신체적 손상 외에도 유전적 조건, 당뇨병과 같은 대사 조건, 길레인-바레 증후군과 같은 염증적 조건, 비타민 결핍증, 나병이나 대상포와 같은 전염병, 중금속과 같은 독소에 의한 중독 등 다른 많은 의학적 문제로 인해 발생할 수 있다.많은 경우들은 식별될 수 있는 원인이 없으며, 특발성 요법이라고 일컬어진다.또한 신경이 일시적으로 기능을 상실하여 뻣뻣함에 따라 감각이 마비될 수도 있다. 일반적인 원인은 기계적 압력, 온도 저하 또는 리도카인 같은 국소 마취제와의 화학적 상호작용을 포함한다.

척수에 물리적 손상은 감각 상실이나 움직임을 초래할 수 있다.척추의 부상이 붓는 것보다 더 나쁜 것을 만들어내지 못하면 그 증상은 일시적일 수 있지만 척추의 신경섬유가 실제로 파괴되면 대개 기능 상실은 영구적인 것이다.실험 연구 결과 척수신경섬유가 신경섬유와 같은 방법으로 재생을 시도하지만 척수에서는 조직파괴가 보통 재생신경에 의해 침투할 수 없는 흉터조직을 생성한다.

참고 항목

참조

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