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소개
뉴런의 구조
출생
마이그레이션
차별화
죽음
연구를 통한 희망
소개
최근까지 대부분의 신경 과학자들은 우리가 가질 모든 뉴런을 가지고 태어 났다고 생각했습니다. 뇌의 다른 영역 사이의 정보 고속도로 역할을-라는 신경 회로-어린이로서 우리는 경로를 구축 할 수 있도록 몇 가지 새로운 뉴런을 생성 할 수 있습니다. 그러나 과학자들은 일단 신경 회로가 생기면 새로운 뉴런을 추가하면 정보의 흐름을 방해하고 뇌의 통신 시스템을 비활성화 할 것이라고 믿었습니다.
1962 년 과학자 조셉 알트만은 해마라고 불리는 성인 쥐의 뇌 영역에서 신경 발생(뉴런의 탄생)의 증거를 보았을 때이 믿음에 도전했습니다. 그는 나중에 신생아 뉴런이 해마의 출생지에서 뇌의 다른 부분으로 이동했다고보고했습니다. 1979 년 또 다른 과학자 마이클 카플란은 쥐의 뇌에서 알트만의 발견을 확인했고,1983 년에는 성인 원숭이의 전뇌에서 신경 전구체 세포를 발견했다.
성인 뇌의 신경 발생에 대한 이러한 발견은 인간에게 사실이 될 수 있다고 생각하지 않은 다른 연구자들에게는 놀라운 일이었다. 그러나 1980 년대 초,새가 어떻게 노래하는 법을 배우는지 이해하려는 과학자는 신경 과학자들이 성인 뇌의 신경 발생을 다시보고 그것이 어떻게 이해 될 수 있는지 알아보기 시작한다고 제안했습니다. 일련의 실험에서 페르난도 노테 봄과 그의 연구팀은 짝짓기 시즌 동안 수컷 카나리아의 앞면에있는 뉴런의 수가 극적으로 증가했다는 것을 보여주었습니다. 새들은 암컷을 끌어 들이기 위해 새로운 노래를 배워야했습니다.
왜이 새의 뇌는 학습에 중요한시기에 뉴런을 추가 했습니까? 노테봄은 신선한 뉴런이 복잡한 행동을 제어하는 뇌 영역 인 전뇌의 신경 회로 내에 새로운 노래 패턴을 저장하는 데 도움이 되었기 때문이라고 믿었습니다. 이 새로운 뉴런은 학습을 가능하게했습니다. 새들이 새로운 뉴런을 만들어 그들이 기억하고 배울 수 있도록 도와준다면,노테봄은 포유류의 뇌도 그럴 수 있다고 생각했다.
다른 과학자들은 이러한 발견이 포유류에게 적용될 수 없다고 믿었지만,엘리자베스 굴드는 나중에 원숭이에서 뇌의 별개의 영역에서 신생아 뉴런의 증거를 발견했으며,프레드 게이지와 피터 에릭손은 성인 인간의 뇌가 비슷한 영역에서 새로운 뉴런을 생산한다는 것을 보여 주었다.
일부 신경 과학자들에게 성인 뇌의 신경 발생은 여전히 입증되지 않은 이론이다. 그러나 다른 사람들은 증거가 학습과 기억에서 성인 생성 뉴런의 역할에 대한 흥미로운 가능성을 제공한다고 생각합니다.
뉴런
중추 신경계(뇌와 척수를 포함)는 뉴런(1)과 아교 교세포의 두 가지 기본 유형으로 구성됩니다(4) & (6). 신경교세포는 뇌의 일부 부분에서 신경세포보다 많지만,신경세포는 뇌의 핵심적인 역할을 합니다.
뉴런은 정보 메신저입니다. 그들은 전기 자극과 화학 신호를 사용하여 뇌의 다른 영역 사이,그리고 뇌와 나머지 신경계 사이에 정보를 전송합니다. 우리가 생각하고 느끼고 행하는 모든 것은 뉴런과 그지지 세포,성상 세포(4)와 희소 돌기 아교 세포(6)라고 불리는 신경 교세포의 작용 없이는 불가능할 것입니다.
뉴런은 세 가지 기본 부분을 가지고 있습니다:세포체와 축삭(5)과 수상 돌기(3)라고 불리는 두 개의 확장. 세포 몸 안에 세포의 활동을 통제하고 세포의 유전 물질을 포함하는 핵(2)가 있습니다. 축삭은 긴 꼬리처럼 보이는 세포에서 메시지를 전송. 수상 돌기는 나무의 가지처럼 셀에 대한 메시지를받을 수 있습니다. 뉴런은 인접한 뉴런의 축삭과 수상 돌기 사이의 시냅스라고 불리는 작은 공간을 가로 질러 신경 전달 물질이라고 불리는 화학 물질을 보냄으로써 서로 통신합니다.
뉴런의 세 가지 클래스가 있습니다:
- 감각 뉴런은 감각 기관(예:눈 및 귀)에서 뇌로 정보를 전달합니다.
- 운동 뉴런은 말하기와 같은 자발적인 근육 활동을 제어하고 뇌의 신경 세포에서 근육으로 메시지를 전달합니다.
- 다른 모든 뉴런을 인터 뉴런이라고합니다.
과학자들은 뉴런이 신체에서 가장 다양한 종류의 세포라고 생각합니다. 이 세 가지 종류의 뉴런에는 각각 특정 메시지 전달 능력을 가진 수백 가지 유형이 있습니다.
이 뉴런들이 연결함으로써 서로 소통하는 방식은 우리가 생각하고 느끼고 행동하는 방식에서 우리 각자를 독특하게 만드는 것입니다.
출생
뇌에서 새로운 뉴런이 생성되는 정도는 신경 과학자들 사이에서 논란의 대상이다. 비록 우리가 태어날 때까지 대부분의 뉴런이 이미 뇌에 존재하지만,신경 발생(뉴런의 탄생에 대한 과학적 단어)이 평생 과정이라는 것을 뒷받침 할 증거가 있습니다.
뉴런은 신경 전구체 세포(신경 줄기 세포라고도 함)의 농도가 풍부한 뇌 영역에서 태어납니다. 이 세포들은 뇌에서 발견되는 다양한 유형의 뉴런과 아교 교체의 대부분을 생성 할 수있는 잠재력을 가지고 있습니다.
신경 과학자들은 신경 전구체 세포가 실험실에서 어떻게 행동하는지 관찰했다. 이 세포가 뇌에있을 때 정확히 어떻게 행동하지는 않을 수도 있지만,뇌의 환경에있을 때 어떻게 행동 할 수 있는지에 대한 정보를 제공합니다.
줄기 세포의 과학은 여전히 매우 새로운,그리고 추가 발견으로 변경 될 수 있지만,연구자들은 신경 줄기 세포가 뇌의 다른 세포를 생성하는 방법을 설명 할 수있을 정도로 충분히 배웠다. 그들은 그것을 줄기 세포의 혈통이라고 칭하고 가계도와 원칙적으로 유사합니다.
신경 줄기세포는 2 개로 나누어 2 개의 새로운 줄기세포 또는 2 개의 초기 전구 세포 또는 각각 1 개를 생성함으로써 증가한다.
줄기 세포가 다른 줄기 세포를 생산하기 위해 분열 할 때,그것은 자기 갱신이라고합니다. 이 새로운 세포는 더 많은 줄기 세포를 만들 수있는 잠재력을 가지고 있습니다.
줄기 세포가 분열하여 초기 전구 세포를 생성 할 때 분화한다고합니다. 분화는 새로운 세포가 형태와 기능에 더 전문화되어 있음을 의미합니다. 초기 조상 세포는 많은 다른 유형의 세포를 만드는 줄기 세포의 잠재력을 가지고 있지 않습니다. 그것은 특정 혈통에서만 세포를 만들 수 있습니다.
초기 전구 세포는 두 가지 방법 중 하나로자가 갱신되거나 갈 수 있습니다. 한 가지 유형은 성상 세포를 일으킬 것입니다. 다른 유형은 궁극적으로 뉴런 또는 희소 돌기 아교 세포를 생성합니다.
이동
뉴런이 태어나면 뇌의 일을 할 장소로 이동해야합니다.
뉴런은 어디로 가야하는지 어떻게 알 수 있습니까? 거기에 도착하는 데 도움이되는 것은 무엇입니까?
과학자들은 뉴런이 적어도 두 가지 다른 방법을 사용하여 여행하는 것을 보았습니다.:
- 일부 뉴런은 방사상 아교라고 불리는 세포의 긴 섬유를 따라 이동합니다. 이 섬유는 내부 층에서 뇌의 외부 층으로 확장됩니다. 뉴런은 목적지에 도달 할 때까지 섬유를 따라 미끄러집니다.
- 뉴런은 또한 화학 신호를 사용하여 이동합니다. 과학자들은 뉴런의 표면에 특별한 분자 인 접착 분자를 발견했습니다.이 분자는 근처의 신경교 세포 또는 신경 축삭에서 유사한 분자와 결합합니다. 이 화학 신호는 뉴런을 최종 위치로 안내합니다.
모든 뉴런이 여행에서 성공한 것은 아닙니다. 과학자들은 3 분의 1 만이 목적지에 도달한다고 생각합니다. 일부 세포는 신경 발달 과정에서 죽습니다.
일부 뉴런은 여행에서 살아남지 만 그렇지 않은 곳에서 끝납니다. 이동을 제어하는 유전자의 돌연변이는 어린 시절 간질 등의 장애를 일으킬 수 있습니다 잘못 또는 이상한 형성 뉴런의 영역을 만들 수 있습니다. 일부 연구자들은 정신 분열증과 학습 장애 난독증이 부분적으로 잘못된 뉴런의 결과라고 의심합니다.
차별화
일단 뉴런이 목적지에 도달하면,그것은 작동하기 위해 정착해야합니다. 이 분화의 마지막 단계는 신경 발생의 가장 잘 이해되지 않는 부분입니다.
뉴런은 뇌 세포 사이의 정보를 전달하는 화학 물질 인 신경 전달 물질의 수송과 흡수를 담당합니다.
위치에 따라 뉴런은 특정 신경 전달 물질을 보내고받는 감각 뉴런,운동 뉴런 또는 뉴런 간의 작업을 수행 할 수 있습니다.
발달중인 뇌에서 뉴런은 성상 세포와 같은 다른 세포의 분자 신호에 의존하여 그 모양과 위치,그것이 생성하는 송신기의 종류 및 다른 뉴런에 연결할 것을 결정합니다. 이 갓 태어난 세포는 신경 회로 또는 뉴런을 뉴런과 연결하는 정보 경로를 확립합니다.
그러나 성인 뇌에서는 신경 회로가 이미 개발되어 있으며 뉴런이 들어갈 수있는 방법을 찾아야합니다. 새로운 뉴런이 침전 할 때,그것은 주변 세포처럼 보이기 시작합니다. 그것은 축삭 및 수상 돌기를 개발하고 이웃과 의사 소통을 시작합니다.
죽음
뉴런은 신체에서 가장 긴 살아있는 세포이지만,많은 수의 뉴런은 이동과 분화 중에 죽습니다.
일부 뉴런의 생명은 비정상적인 변화를 취할 수 있습니다. 뇌의 일부 질병은 뉴런의 부 자연스러운 죽음의 결과입니다.
-파킨슨 병에서 신경 전달 물질 인 도파민을 생성하는 뉴런은 신체의 움직임을 제어하는 뇌 영역 인 기저핵에서 죽습니다. 이로 인해 운동을 시작하는 데 어려움이 있습니다.
-헌팅턴 병에서 유전 적 돌연변이는 기저핵의 뉴런을 죽이는 글루타메이트라는 신경 전달 물질의 과잉 생산을 유발합니다. 그 결과,사람들은 통제 할 수없이 비틀고 몸부림 친다.
-알츠하이머 병에서 특이한 단백질은 기억을 제어하는 뇌의 일부인 신피질과 해마의 뉴런 안팎에 축적됩니다. 이 뉴런이 죽으면 사람들은 기억 능력과 일상적인 작업을 수행 할 수있는 능력을 잃습니다. 뇌 및 중추 신경계의 다른 부분에 대한 물리적 손상은 또한 뉴런을 죽이거나 비활성화 할 수 있습니다.
-뇌에 타격을 가하거나 뇌졸중으로 인한 손상은 뉴런을 완전히 죽이거나 생존에 필요한 산소와 영양분을 천천히 굶어 죽을 수 있습니다.
-척수 손상은 뉴런이 손상 부위 아래에있는 축삭과의 연결을 잃을 때 뇌와 근육 사이의 통신을 방해 할 수 있습니다. 이 뉴런은 여전히 살 수 있지만 의사 소통 능력을 상실합니다.
연구를 통해 희망
과학자들은 뉴런의 삶과 죽음에 대해 더 많이 이해함으로써 수백만 명의 미국인의 삶에 영향을 미치는 뇌 질환 및 장애에 대한 새로운 치료법,심지어는 치료법을 개발할 수 있기를 희망합니다.
가장 최근의 연구는 신경 줄기 세포가 뇌와 신경계에서 발견되는 다양한 유형의 뉴런을 모두 생성 할 수 있다고 제안합니다. 실험실에서 이러한 줄기 세포를 특정 유형의 뉴런으로 조작하는 방법을 배우면 사망하거나 손상된 세포를 대체 할 수있는 새로운 뇌 세포 공급을 생성 할 수 있습니다.
치료는 또한 새로운 뉴런을 만들기 위해 전구체 세포를 말해 뇌 내부의 성장 인자 및 기타 신호 메커니즘을 활용하기 위해 생성 될 수있다. 이를 통해 뇌를 내부에서 수리,모양 변경 및 갱신 할 수 있습니다.
국립 신경 장애 및 뇌졸중 연구소가 자금을 지원하는 기타 신경 장애 또는 연구 프로그램에 대한 자세한 내용은 연구소의 뇌 자원 및 정보 네트워크(뇌)에 문의하십시오.
뇌
사서함 5801
20824
(800) 352-9424
www.ninds.nih.gov
상단
준비:
통신 및 공공 연락 사무소
국립 신경 장애 및 뇌졸중 연구소
국립 보건원
베데스다,메릴랜드 20892
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