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제목 뇌 신경망의 형성, 자폐증의 불가사의
작성자 장광호 (ip:)
  • 작성일 2020-02-11 14:16:03
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774p 유전자와 환경, 태아기나 유아기의 바이러스 감염이 산모의 영양결핍과 함께 유력한 원인 중 하나로 알려져 있다.

외부 황경으로부터의 스트레스는 일생에 걸쳐 이 질환을 악화시키는 요인으로 알려져 있다.

유전적으로 취약한 청소년들에 있어 마리화나 사용이 조현병 발생의 위헙을 정가시킨다는 일련의 연구들이 있다.

 

조현병 환자의 대뇌피질에서는 대뇌피질의 두께는 감소하고 신경세포의 비정상적인 군집이 있다는 것이다.

조현병 환자에서 시냅스나 여러 신경전달계의 이상 또한 연관되어 있다는 연구 결과도 알려져 있다.

시냅스성 신경전달의 이상에 특히 관심이 모아지고 있다. 뉴런의 예가 바로 대뇌피질 GABA 계열 뉴런들이다.

 

이 뉴런에 있는 NMDA[Ca 2+ ] 수용체를 억제하게 되면 사고와 감각정보 처리에 와해를 야기하게 된다.

분명한 것은 조현병 환자들의 뇌에 대한 사후 연구 결과, 상당수의 인터뉴런이 결핍된 소견이 관찰된다.

약물들로 입술이나 턱이 불수의적으로 움직이는 증상이 특이적인 자발성 운동장애가 발생하기도 한다.

정신과적 질환에 대한 괄목할만한 발전에도 불구하고 우리는 요즘의 치료법이 뇌안에서 신비하게 작용하는

원리에 대한 이해는 여전히 부족하다.

785p 23장   뇌 신경망의 형성

우리 뇌의 대부분의 기능은 약 850억 개의 뉴런 간의 놀랍도록 정밀한 상호 연결에 기인한다.

피질층에 존재하는 뉴런들은 다른 피질층에 있는 뉴런들과 아주 특이적인 연결을 만들어 양안 시각이나 대비 경계의

탐지 등을 가능하게 한다. 이러한 연결이 어떻게 이뤄질 수 있을까? 앞서 배아기와 태아기의 신경계 발달을 통해 발생 초기의

단순한 판 모양 조직이 성체의 뇌와 척수로 변화하는 과정을 살펴 보았다. 이 장에서는 뇌의 성숙함에 따라

신경 연결이 어떻게 이뤄지고 또 어떻게 변형되는가의 관점에서 뇌 발달을 살펴 본다. 이를 통해 대부분의 뇌 신경망 발달은

축삭의 경로와 종점의 선택을 가능하게하는 유전적 프로그램을 통해 아뤄진다는 것을 알게될 것이다.

그러나 신경망 발달의 마지막 NMDA:[Ca 2+ ] 이온을 통과시킨다는 것을 기억하라.

단계에서 작지만 중요한 일부 과정을 유아기에 얻어지는 우리를 둘러싼 세계에 대한 감각정보에 의존하여 일어난다.

이렇게 '선천적 요소와 후천적 요소'는 모두 신경계의 최종적 구조와 기능의 완성에 기여한다.

뉴런의 발생, 신경망 구조는 세포의 증식, 세포의 이동, 세포의 분화 등 주요한 세 단계를 거쳐 발달한다.

세포의 핵이 뇌실 표면으로부터 연막 쪽으로 이동한다. 이때 DNA가 복제된다.

786p 방사상교세포 자체가 중추신경계의 대부분의 뉴런을 만들어 낸다는 사실이 밝혀졌다. 다분화능줄기세포

[여러 가지 다른 세포로 분화할 수 있음을 뜻함]들은 신경전구세포의 수를 늘리기 위해 대칭분활이라 불리는 과정을 통해 분열한다.

신피질 뉴런들이 임신 5주차에서 5개월차 사이에 생선되는데, 최고조에 이르면 분당 25만 개의 새로운 뉴런이 태어나는 놀라운 속도를 보인다.

이러한 세포 증식은 대부분 출생 이전에 완료되지만 성체에서도 몇몇 제한적인 영역에서는 어느정도의 뉴런 생성 능력을 유지한다.

787p 글상자) 성인기의 신경발달

성체의 뇌에서도 신경전구세포에 의해 새로운 뉴런들이 지속적으로 만들어진다는 사실리 받아들이고 있다.

해마의 뉴런은 이와달리 생존기간 내내 계속해서 말들어졌음이 이 분석결과를 통해 확인되었다. 이들의 계산에 따르면,

성인 뇌에서는 매일 700개의 새로운 뉴런들이 해마에서 만들어 진다. 이와 동시에 거의 같은 수의 뉴런이 사라져

전체 해마 세포의 수는 대락 동일하게 유지된다. 한 해로 따지면 거의 2%의 뉴런이 교체된다고 할 수 있다.

그러니까 오늘 우리의 해마는 일 년 전의 그것과 동일한 것이라 볼 수 없다.

792p 글상자)  마음의 지도 만들기

'다른 기관과 달리 대뇌피질은 특정 기능을 수행하도록 매우 정교하게 연결된 서로 다른 영역들의 지도와 같다.

한번 제거되면 다시는 교체되거나 재생될 수 없기 때문에' 대뇌피질을 절개할 때는 극도로 보수적이어야

[손상을 최소화하도록] 한다고 반복해서 주의를 주곤 했다. 어떻게 뇌실 구간과 뇌실하 구간의 증식 영역에서 2차원적 층구조를 가진


신경줄기세포들이 분열하여 복잡한 3차원적 구조의 피질 조직으로 발달하는가를 설명하고자 했다.

대뇌피질은 우리 인간을 다른 종들관 다른 존재로 만드는 비밀을 간직하고 있을 뿐 아니라, 우리가 아직 완전히 이해하지

못하는 비극적인 정신 질환들이 발생하는 장소이기 때문이다.

810p 글상자) 왜 중추신경계 축삭들은 재생되지 않을까?

말초신경이 끊어지는 깊은 자상을 입은 적이 있다면, 신경이 없어진 피부의 감각이 결국 되돌아온다는 사실을

이미 알고 있을 것이다. 이러한 일이 가능한 것은 말초신경계의 축삭들이 재생되어 먼거리까지 다시 자라날 수 있기 때문이다.

801p  21세기에는 손상된 인간의 뇌와 척수에서 축삭의 재생을 촉진하는 치료법의 개발 가능성이 있을 것이라는 희망을 가지게 된다.

세포사멸, 상당 부분의 뉴런들이 경로 형성 과정에서 세포 예정사라고 알려진 현상에 의해 제거된다. 축삭이 목포물에 도달해

시냅스 현상이 시작된 후, 시냅스전 축삭과 세포들이 점진적으로 감소하게 된다. 세포 사멸은 세포들이 생명유지에 필수적인 영양인자에 대해

경쟁하는 결과로 나타나는데, 영양인자는 목표물 세포들에 의해 제한적인 양으로 분비된다.

신경성장인자라고 불리는 펩타이드는 1940년대에 이탈리아 생물학자가 처음으로 영양인자라는 것을 밝혔다.

신경영양인자는 특정 세포막 수용체들과 결합하여 효과를 낸다. 대부분의 수용체는 신경영양인자에 의해 활성화되는

인산화효소들로서 -crk 수용체라 불리는데, 이들은 각각의 기질 단백질의 티로신 잔기를 인산화한다.

알츠하이머병이나 근육위축성 축삭경화증 등 퇴행성 신경질환들이 진행될 때 죽어가는 뉴런들을 되살릴 수 있을지 모른다는

희망이 더욱 가속되고 있다. 그들은 시냅스 용양이 유아기에서 청소년기 직전에 이르기까지 놀랍도록 일정하게 유지된다는 사실을 발견하였다.

그런데 청소년기에 들어서면서 시냅스 용양은 급속히 감소하여 2년 남짓한 짧은 시간에 걸쳐 거의 50%의 시냅스가 사라진다는 것을 알아냈다.


804p 글상자) 자폐증의 불가사의,

자폐증을 가지는 아이들은 출생시에는 정상적으로 보이지만 출생 후 3년 이내에 증상들이 점차 나타나기 시작한다.

부모들이 처음 인지하는 증상들은 16개월이 되도록 말을하지 못하고, 눈을 잘 맞추지 않는다는 것, 장난감을 가지고 놀지 못하며,

한 가지 장난감이나 물건에 강박적인 집착을 보이는 것 그리고 웃지 않는 것 등이 있다.


부모의 정자나 난자에서 산발적으로 돌연변이가 일어나는 경우이다. 이러한 산발성 돌연변이에 영향을 미치는 위험인자 한 가지는 부모,

아버지의 노령이다. 또 다른 경우에서는 부모로부터 물러받은 여러 개의 돌연변이 가운데 '더블 히트'를 가지는 경우에 ASD가

발현되는 것 같다. 유전되거나 산발적으로 생긴 많은 돌연변이들이 발견되었다. 돌연변이가 발견된 유전자의 수는 수백 개에 이르므로,


이는 뇌 발달 과정 중의 여러 다른 세포 기전들의 손상이 ASD를 일어킬 수 있음을 시사한다. 최근 자폐 아동들의 사후 조직 연구로부터

전두엽의 작은 영역들에서 피질층 구조가 망가져 있는 것이 발견되었다. 자폐증 유아의 뇌에 너무 많은 뉴런과 축삭이 존재함을 암시한다.

804p  또한 교세포들의 변화도 배제할 수 없다. 발생의 증가 또는 소멸의 감소를 초래하는 돌연변이들에 의해 이러한 균형이 깨지게 되면


결국 행동, 소통, 사회적 상호작용 등 자폐증의 전형적 증상을 불러오는 비정상적 뇌 성장으로 이어질 수 있다.

시냅스 변화와 신경망의 재구성은 중추신경의 손상후 회복에 대한 가능성을 제공한다. 그러나 그러한 회복은 실망스럽게도 성체 뇌에서는 매우

제한적이다. 반면에 시냅스 제구성이 광범위하게 일어나고 있는 미성숙한 신경계 안에서는 뇌 손상 후에도 거의 100%에 가까운 기능적


회복을 이를 수 있다. 그러므로, 정상적인 발생 과정에서 가소성이 어떻게 조절되는지에 대한 이해는 발생 과정 이후에 입은 손상으로보터의

회복을 촉진하는 방법을 제시해 줄지도 모른다. 우리의 뇌는 오직 유전자에 의해서만 결정되는 산물이 아니라 우리가 태어나고 자라나는

환경을 제공하는 이 세계의 산물이기도 하다고 할 수 있다. 발달과정에 일어나는 결정적 시기의 종료가 뇌에서 일어나는 모든 경험,

의존적 시냅스 가소성의 종료를 의미하지는 않는다. 실제로, 환경이 일생을 통해 뇌를 변화시키지 않는다면 기억의 형성도 없을 것이다.

포스파티딜콜린은 뇌 세포도 만들고, 뇌 에너지이니 믿음을 가지고, 다양한 뇌 영양 감소로 발생되는 분들에게

지속적으로 사용하면 좋은 변화가 반듯이 찾아옵니다. 


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