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스스로 변하는 놀라운 능력 – 뇌 가소성

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물리학적으로 가소성(plasticity)이란 외부에서 주어진 힘에 의해 물체가 변형되었을 때 다시 원상태로 복원되지 않는 특성을 말합니다. 모든 물체는 자신만의 탄성 한계를 가지고 있습니다. 예를 들어 용수철을 적당한 세기로 잡아 당겼다가 놓으면 원상태로 돌아갑니다. 하지만 용수철을 세게 잡아당겨 완전히 늘려버리면 용수철의 탄성한계를 넘어섰기 때문에 원상태로 돌아가지 않습니다. 이처럼 탄성한계를 벗어난 힘에 의해 원상태로 돌아가지 못하는 성질을 가소성이라고 합니다. 뇌의 경우에는 외부에서 가해지는 물리적인 힘이란 없습니다. 힘의 개념보다는 정보의 개념이 중요하다고 할 수 있습니다. 뇌는 감각 신경에 의해 전송되어지는 정보에 따라 스스로 자신의 신경망을 새롭게 구축하면서 그 형태를 바꿔나갑니다. 이것이 마치 물리적인 가소성과 비슷하기 때문에 뇌 가소성이라고 부르는 것입니다.

이러한 신경계 손상 후 기능적인 재 조직화를 촉진하는 세 가지 형태의 신경 가소성 현상으로는

탈신경 초민감성(denervation supersensitivity)

측부 발아(collateral sprouting)

잠재적 시냅스 발현(unmasking of silent synapses)이 있습니다

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탈신경 초민감성은 여러 부위의 뇌구조로부터 정보입력이 소실되었을 때 나타나며, 신경전달물질 분비량의 증가로 인해 자극에 대한 반응을 더 커지게 되는 것입니다. 따라서 시냅스 후 신경원은 신경전달물질에 더 민감하게 반응하게 되고, 반응하는 수용기 수도 이전보다 많아지게 됩니다. 측부 발아는 손상부위 주위 신경원에서 나타나는데, 이 신경원에서 싹이 돋아나온 가시돌기가 세포괴사로 인해 소실된 시냅스에 가서 연결을 시도하는 것입니다.  잠재성 시냅스 발현은 기존에 기능을 하지 않던 신경원이 새로운 연결을 형성하려고 할 때 나타납니다.  신경계 가소성에 관한 연구는 과거부터 많이 진행 되어 왔습니다. 특히 동물을 대상으로 연구들이 진행되어 왔고, 현재는 사람을 대상으로 연구를 진행 중에 있습니다.

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동물 대상 뇌가소성 연구에서는 영장류를 대상으로 한 연구가 주로 이루어 졌습니다.  Merzenich와 Jenkins(1993)는 뇌의 가소성을 증명하기 위하여 부엉원숭이를 대상으로 실험을 하였습니다. 먼저 부엉원숭이의 대뇌겉질(그림A) 에서 손가락 움직임을 담당하는 영역을 측정하였습니다(그림B). 이어서 부엉 원숭이의 세 번째 손가락을 절단 하였습니다. 그리고 두 달 후 손가락 움직임을 담당하는 영역을 측정하였습니다(그림C). 측정 결과 대뇌겉질에서 3번째 손가락 움직임을 담당하는 영역이 사라지고 나머지 손가락 움직임을 담당하는 영역이 확장 되어 3번째 손가락 움직임을 담당하는 영역을 대신하고 있었습니다.

이와 같이 우리의  뇌는 구조적으로나 기능적으로  변화하고 스스로 재구성될 수 있는 능력을 가지고 있습니다.

 

 

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