오늘은 '인간의 생물학적인 기초'에 대해 공부하려고 합니다.
심리학 개론
5. 인간의 생물학적 기초(1)
심리학은 인간에 대한 학문입니다. 인간의 마음과 의식, 인식 과정과 행동과 결과만을 공부하는 학문이 아니라, 인간의 생물학적인 내용도 공부합니다. 어쩌면 인간도 생명체이기 때문에, 생명체의 기초적 특징을 먼저 알고서 인간의 내면과 행동을 연구하는 것이 훨씬 질서 있는 공부법이 아닌가 생각이 듭니다.
1) 생리 심리학과 뉴런의 구조와 기능
생리 심리학
: 인간의 행동에 영향을 미치는 다양한 생물학적 요인을 찾아내고, 인간의 정신 활동과 내면의 움직임들을 신경 세포의 활동으로 설명하는 심리학의 분야입니다. 생물학적인 요소도 많이 포함하고 있습니다.
: 인간의 의식(consciousness)은 머리 속에서 이루어지는 활동입니다. 생각도 머리 속에서 이루어집니다. 하지만 의식의 흐름이나 생각을 과학적으로 설명해 내거나 표현할 방법이 없습니다. 그래서 이러한 의식과 생각의 과정을 생물학의 신경계 활동으로 설명하려고 합니다.
: 하지만 복잡하고 다양한 인간의 생각과 의식과 그에 따른 결과물로 발생하는 여러 행동들을 단순히 생물학적 변인으로 설명하기에는 많은 부족함이 있습니다. 그래서 더 많은 연구가 필요한 분야입니다.
신경계의 세포: 뉴런(Neuron)
(1) 세포체(soma or cell body)
- 형태학적으로나 기능적으로 뉴런의 핵심부에 해당합니다.
- 뉴런 전체의 생명을 유지시키는 역할을 합니다.
- 수상돌기를 통해 들어오는 정보를 통합해 축색으로 전달하는 역할을 합니다.
- 대부분의 신경전달물질(neurotransmitter) 또는 선구 물질을 생성하는 역할을 합니다.
(2) 가지돌기(dendrite)
- 나뭇가지 모양의 기관입니다.
- 외부의 다른 뉴런들로부터 정보를 받아들이는 역할을 합니다.
- 수용기에 신경전달물질을 결합시키는 방식으로 메시지를 받아들입니다. 일종의 화학 반응을 하는 부분입니다. 나무로 치면 뿌리의 부분으로, 물과 영양분을 흡수하듯, 정보를 담은 신경전달물질을 흡수합니다.
(3) 축색 혹은 축삭 (axon)
- 세포체의 경계 부분(축색소구, axon hillock)에서 시작하는 길고 가는 신경 섬유를 말합니다.
- 유수초(절연체) 축색, 무수초 축색 등으로 나눌 수 있습니다.
- 인간을 포함한 포유류의 신경계 축색의 대부분은 유수초 축색입니다. 즉, 축색의 겉을 수초가 감싸고 있는 축색이란 뜻입니다.
- 축색 내부의 중심부는 여러 개의 미세관이 있는데 이를 통하여 세포체에서 합성된
신경전달물질이 종말 단추까지 전달합니다.
- 전선처럼 전기적 신호를 전달하는 전도체와 같은 역할을 합니다.
- 축색소구에서 발생한 전기적 신경 신호의 일종인 활동 전위를 종말 단추까지 전달합니다.
- 수초가 없는 마디들: 랑비에 결절들(nodes of Ranvier) : 수초로 둘러 싸인 부분은 수초가 절연체 역할을 하기에 외주와 전자의 이동이 불가능합니다. 하지만 랑비에 결절은 수초로 쌓여 있지 않기 때문에, 외부에 노출되어 전자의 이동이 가능해 신경 전달이 가능합니다.
- 활동 전위가 수초 부분을 따라 내려오는 동안 점점 약해지다가 이곳에서 이온을 교환함으로써
원래의 크기로 회복하게 됩니다.
(4) 종말 단추 (terminal button)
- 축색의 끝부분을 말합니다.
- 축색 종말(axon terminal), 신경 말단 (nerve ending) 및 시냅스 손잡이(synaptic knob)로 구성되어 있습니다.
- 합성된 신경전달물질을 소낭에 담아 저장하고 활동 전위의 도움을 받아 이를 외부로 방출하는
장소입니다.
뉴런 내에서 정보의 전달 : 안정전위
- 신경 전달의 전기생리학적 원리 : 신경 화학적 작용과 전기생리학적 작용의 연합으로 이루어집니다.
(1) 분극 상태/안정전위
- 오징어의 무수초 축색
- 세포외부는 나트륨 이온(Na+)과 염소 이온(Cl-) |세포내부는 칼륨 이온(K+)과 유기 음이온(A-)
- 분극상태(polarization): 세포막 외부(양전하이온)| 세포막 내부(음전하이온)가 나누어진 상태입니다.
- 안정전위(resting potential): 분극상태가 약 -70 mV의 전압을 가집니다.
(2) 감분극 상태/전위 및 활동전위
- 안정전위 상태에서 세포내부에 (+)자극(예, Na+)을 주입합니다.
- 분극상태가 감소 : 감분극 상태(depolarization), 감분극 전위(depolarized potential)
- 0 mV 또는 양전압
- 흥분성 전위(excitatory potential): 뉴런을 흥분시키는 활동전위(action potential)에 더
근접해지기거나 활동전위를 발생시킬 가능성이 증가하기 때문에 흥분하게 됩니다.
- 감분극 전위가 극대(100%, 40-50mV): 활동전위
- 신경전달물질을 방출합니다.
(3) 과분극 상태/전위
- 세포내부에 (-) 자극(예, Cl-)을 주입→과분극 상태입니다.
- 과분극 전위(hyperpolarized potential): 억제성 전위(inhibitory potential)입니다.
뉴런 간 정보전달: 시냅스 전달
(1) 시냅스의 구성과 작용 원리
- 활동 전위가 축색 종말에 도착합니다.
- 축색 종말의 시냅스 소낭이 터지면서 신경전달물질이 방출됩니다.
- 방출된 신경전달물질이 시냅스 후막의 수용기와 결합하게 됩니다.
- 시냅스 후막에 막전위의 변화가 일어납니다.
(2) 신경 통합의 원리
- 하나의 시냅스 후 뉴런에서 흥분성 + 억제성 시냅스전위통합이 됩니다.
- 신경통합의 전위 값이 흥분역치 이상이 되면 종말단추까지 전달되게 됩니다.
2) 신경전달물질의 유형과 기능
아세틸콜린(acetylcholine: ACH)
- 뇌에 분비하여 주의, 기억, 각성을 담당하는 신경전달물질입니다.
- 알츠하이머 병과 관련이 있습니다.
: 기억과 관련하여 아세틸콜린이 역할을 한다는 연구의 근거가 있습니다.
: 해마와 대뇌 피질에 투사하는 아세틸콜린성 뉴런이 변화하게 되어 생기는 병이 알츠하이머 입니다.
: 아세틸콜린의 방출이 감소하거나 소멸하여 증상이 나타납니다.
- 골격근 수축을 가져 오는 신경전달물질입니다.
- 큐라레: 근육마비 유발할 수 있습니다.
- 보튤린독: 호흡할 때 쓰이는 근육에 마비를 일으킵니다.
- 니코틴: 아세틸콜린 수용기에 영향을 줄 수 있습니다.
도파민(dopamine)
- 모노아민 계통의 신경전달물질입니다.
- 도파민성 뉴런은 세포체를 주로 뇌간에 두고 있습니다.
- 분비부위는 기저핵, 변연계, 전두피질 등의 전뇌 부분입니다.
- 중뇌 흑질에서 발원하여 기저핵에서 끝이 나며, 운동 조육에 관여하는 신경전달물질입니다.
: 파킨슨 병 : 기저핵에서 도파민의 방출이 감소되어 몸이 떨리게 되고, 걷기와 같은 운동이 어려워지는 운동 장애를 일으키는 병입니다.
- 변연계/전두피질로 투사(정서조율 및 강화)합니다.
: 과다 활성화되면, 망상증과 같은 정신분열을 일으키기도 합니다.
노르에피네프린(norepinephrine)
- 뇌에서는 주로 경계 및 각성을 담당하여 공포나 불안을 활성화하는 신경전달물질입니다.
- 응급 또는 위협 상태에 보다 더 잘 대처하기 위한 반응을 보이는 물질이기도 합니다.
- 기분을 조절하는 물질이기에 만일 뇌에서 분비가 감소하게 되면 우울증을 유발할 수도 있습니다.
세로토닌(serotonin)
- 중추에서 수면과 각성, 기분 조절을 담당하는 신경전달물질입니다.
- 분비가 감소하면 우울증을 유발할 수 있습니다.
- 연수→척수 종지까지는 세로토닌성 뉴런입니다.
: 척수 수준에서 통각 조절합니다.
: 유기체의 통각을 감소시킬 수도 있습니다.
특히 신경전달물질은, 정신과 치료에 있어서 매우 중요한 부분을 차지하고 있습니다. 처방 받아 복용하는 정신과적 약들은 위의 신경전달물질의 양을 조절하거나 통제하는 역할을 함으로써 치료에 큰 도움을 준다고 할 수 있습니다.
그러므로, 정신과적인 문제는 과거에 "미쳤다"라고 표현하는 부분이 아닙니다. 감기나 심장병과 같은 "질병"으로 이해해야 합니다. 적절한 치료와 약물을 통하여 호전될 수 있기 때문입니다.
정신과적인 문제도 질병으로 바라보는 인식의 개선이 필요하다고 봅니다.
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