신경계 구성 단위 뉴런 중추, 말초 신경계와 반사

1. 신경계의 구성단위

신경계는 크게 중추신경계(뇌와 척수)와 말초신경계(뇌 및 척수 이외의 신경) 두 부분으로 구성되어 있습니다.

신경계의 기본 단위는 신경 세포(뉴런)입니다. 신경 세포는 큰 세포체와 다음과 같은 두 종류의 신경섬유로 구성되어 있습니다.

(1) 뉴런

뉴런의 구조

 

자극을 전달하는 신경계의 기본 단위로 한 개의 세포로 구성

• 신경세포체 : 핵이 있는 뉴런의 본체로, 뉴런의 생장과 물질대사 조절
• 축삭 돌기 : 신경 세포에서 돌출되어 다른 신경 세포와 근육에 전기 충격으로 메시지를 전송할 수 있는 길고 가느다란 신경 섬유
• 가지 돌기 : 다른 뉴런이나 감각 기관으로 부터 전기 충격을 받는 신경 세포 가지

한 뉴런의 축삭 돌기 말단은 다른 뉴런의 가지 돌기나 신경세포체와 약간의 간격을 두고 연결되어 있는데, 이것을 시냅스라고 합니다. 자극을 전달하는 화학 물질은 축삭 돌기 말단에서만 분비되므로, 자극은 한쪽 방향으로만 전달됩니다.

 

(2) 뉴런의 종류

감각 뉴런	연합 뉴런	운동 뉴런
●감각 신경 구성 ●감각 기관에서 받은 자극을 뇌나 척수로 전달	●뇌와 척수를 구성 ●자극에 대해 판단하여 명령을 내림	●운동 신경을 구성 ●뇌와 척수의 명령을 운동 기관으로 전달

(3) 신경의 자극 전달

자극 → 감각 기관 → 감각 뉴런 → 연합 뉴런 → 운동 뉴런 → 운동 기관 → 반응

신경의 종류과 연결

※ 신경계와 전화, 컴퓨터의 비교

신경계	전화	컴퓨터
감각 기관	송화기	키보드
감각 신경	전화선	케이블
연합 신경	교환기	CPU
운동 신경	전화선	케이블
운동 기관	수화기	모니터
		프린터

 

2. 중추 신경계와 말초 신경계

(1) 중추 신경계

뇌의 구조

 

▶ 뇌

대뇌

• 고등 정신 작용(기억, 추리, 판단, 의지)의 중추
• 자극의 감각과 판단, 명령
• 표면에 많은 주름이 있고, 좌우 2개의 반구로 구성
• 감각령, 연합령(고등 정신 작용), 운동령으로 나누어 짐
• 회백질 : 겉질, 신경세포체가 모인 곳
• 백질 : 속질로 축삭 돌기가 모인 곳

※ 사람의 기억 용량

사람의 노는 컴퓨터의 용량과 비교되지 않을 정도로 무한한 능력을 가지고 있습니다. 성능이 좋은 컴퓨터의 경우 10의 10 제곱비트 정도라고 하는데, 사람의 뇌가 가지는 기억의 총량은 10의 15~18 제곱 비트 정도입니다. 그러므로 사람뇌의 용량은 컴퓨터에 비해 10만 ~ 100만 배에 달합니다. 즉, 사람의 뇌에 해당하는 능력을 가지려면 적어도 10만~100만 대의 컴퓨터가 필요한 셈입니다.

 

간뇌

• 체온과 혈당량 조절 => 항상성 유지
• 물질대사 조절

중간뇌

• 눈동자 운동
• 홍채의 수축과 이완(동공반사) 조절

소뇌

• 대뇌와 함께 근육 운동 조절
• 몸의 균형 유지

연수

• 뇌와 척수에서 오는 좌우 신경이 교차되는 곳
• 소화, 순환, 호흡과 같은 생명활동의 중추
• 침 분비, 재채기와 같은 무조건 반사의 중추

▶ 척수

• 척추 중심 부분에 있으며 무조건 반사의 중추
• 뇌와 말초 신경 사이의 흥분 전달 통로

 

(2) 말초 신경계

말초 신경계

 

중추 신경에서 뻗어 나와 온몸에 퍼져 있는 신경계

① 체성 신경계 : 감각 기관의 자극을 중추로 전달하고, 중추의 명령을 운동 기관으로 전달하는 신경계로, 뇌신경과 척수 신경으로 구성되고, 각각 감각 신경과 운동신경이 짝을 이룹니다.

• 뇌신경(12쌍) : 뇌에서 나와 얼굴에 분포
• 척수 신경(31쌍) : 척수에서 나와 온몸에 분포

② 자율 신경계 : 내장 기관에 분포하는 신경으로, 대뇌의 직접적인 명령을 받지 않고 자율적으로 내장의 작용을 조절합니다. 또한 교감 신경과 부교감 신경으로 구성되며 모두 운동신경입니다.

구분	심장 박동	호흡	동공	혈관	소화
교감 신경	촉진	촉진	확대	축소	억제
부교감 신경	억제	억제	축소	확대	촉진

 

3. 반사

(1) 조건 반사와 무조건 반사

① 조건 반사 : 과거의 경험이 조건이 되어 나타나는 무의식적인 반응으로 중추는 대뇌입니다.

 예) 레몬을 보거나 레몬을 떠올리면 침이 나오는 현상, 파블로프의 실험

② 무조건 반사 : 외부의 자극에 대해 대뇌와 관계없이 무의식적으로 일어나는 반응이며, 중추는 척수, 연수, 중뇌입니다.

• 척수 반사 : 무릎 반사, 배변, 뜨거운 것에 손이 닿았을 때 재빨리 손을 떼는 행동
• 연수 반사 : 재채기, 하품, 침 분비, 구토, 딸꾹질, 눈앞에 물체가 날아올 때 순간적으로 눈을 감는 행동
• 중뇌에 의해 일어나는 동공 반사도 무조건 반사

(2) 조건 반사의 경로

자극 → 감각 기관 → 감각 신경 → 대뇌 → 운동 신경 → 운동 기관 → 반응

(3) 무조건 반사의 경로

자극 → 감각 기관 → 감각 신경 → 척수나 연수 → 운동 신경 → 운동 기관 → 반응

※ 무릎 반사

 

자극(무릎 두드림) → 감각 기관(피부) → 감각 신경 → 척수 → 운동 신경 → 반응 기관(근육) → 반응(발이 들림)

(척수 반사는 주로 목 아래에서, 연수 반사는 주로 얼굴에서 일어납니다.)

 

 

파블로프의 실험

과정

고기가루가 들어있는 그릇을 준비하고 개를 격리한 후 개의 침 분비량을 기록한다.

파블로프와 개

 

1. 개가 있는 방의 앞쪽 창문에 불을 밝힌다. → 침을 흘리지 않는다.
2. 몇 초 후 그릇에 고기가루를 담고, 불을 끈다. → 개는 침을 많이 흘린다.
3. 이 과정을 반복한다.
4. 창문에 불을 밝히지만 고기가루를 주지 않는다. → 개는 침을 흘린다.

결과 및 정리

개는 고기가루와 불빛을 연합시키는 학습을 하게 된 것입니다. 불빛만 보고도 고기가루를 연상할 수 있게 되었기 때문에 불빛만 보고도 침을 흘린 것입니다. 이러한 반응을 바로 조건 반사라고 합니다.

 

추가 실험

쥐에게 물과 설탕물을 주면서 선택하도록 한다. → 쥐는 설탕물을 좋아한다.

쥐가 설탕물을 마실 때마다 방사선에 노출시킨다. 방사선에 노출되면 구역질을 나게 된다. → 쥐는 더 이상 설탕물을 선택하지 않는다. 더 센 방사선을 쏘일수록 설탕물을 더욱 싫어하게 되었다. 이것도 조건 반사이다.

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