신경계의 구조
신경계는 중추신경계와 말초신경계로 이뤄져 있으며 자극의 감지, 정보의 통합, 운동의 실행기능을 한다. 들어온 감각을 분석한 뒤 운동명령을 내리는 중추신경계는 크게 척수와 뇌로 구성돼 있다.
말초신경계는 체성신경계와 자율신경계로 구성돼 있다. 체성신경계는 감각신경과 운동신경을 모두 포함하며, 뇌신경과 척수신경이 속해 있다. 뇌신경은 뇌로 출입하는 신호를 전달하며 눈, 코, 귀 등은 뇌신경으로부터 정보를 받는다. 척수신경은 척수로 출입하는 신호를 전달하며 팔과 다리, 근육과 피부는 척수신경을 포함하고 있다.
자율신경계는 교감신경계와 부교감신경계, 그리고 장신경계로 구성돼 있다. 자율신경계는 운동신경으로만 구성돼 있으며 주로 각종 내장 기관에 분포하고 있고, 의지와 관계없이 자율적으로 기능한다. 특히 교감신경과 부교감신경은 길항적으로 작용해 몸의 항상성 조절에 관여한다. 교감신경은 긴장형으로 위급한 상황에서 에너지 소비를 증대시켜 강한 활동을 하게 한다. 반면 부교감신경은 휴식형으로 안정된 상황에서 에너지 소비를 줄여 몸을 보존하는 활동을 촉진한다. 길항적으로 작용한다는 것은 상반되는 2가지의 작용이 어떤 현상에 동시에 관여하면서 가장 최적의 상태로 항상성을 유지하는 것을 의미한다.
뇌
대뇌는 좌우 2개의 반구로 나뉘며 이들은 뇌량으로 연결돼 있다. 대뇌는 감각, 이성, 학습, 기억, 그리고 언어를 담당한다. 대뇌 피질은 뇌를 둘러싸고 있으며 각 반구마다 전두엽, 두정엽, 후두엽, 측두엽이 있다. 이 중 두정엽에서는 감각 신경을 통해 하위 중추로부터 감각 정보를 받아들인다.
소뇌는 골격근의 수축을 조절한다. 대뇌와 소뇌 사이에 있는 간뇌는 몸의 항상성을 조절하는데 특히 시상은 감각 정보를 대뇌에 전달하고 시상하부는 몸의 항상성 조절을 위한 호르몬 분비에 관여한다. 또 대뇌 반구에서 소뇌를 제외한 나머지 부분인 뇌간은 연수와 뇌교로 구성되며 호흡과 심장박동을 조절하는 중추다. 뇌 중심부에는 변연계가 있어 감정, 욕구, 기억을 관장하는데, 편도체는 공포감을 관장하고 해마는 기억의 저장과 재생을 관장한다.
척수
척수는 중추신경계에 속하며 척추의 마디마다 감각신경과 운동신경이 좌우로 한 쌍씩 연결돼 H자 모양을 이루고 있다. 감각신경은 척수의 등쪽으로 연결돼 있고 운동신경은 척수의 배쪽으로 연결돼 있다. 척수는 척추 안에 있고 중추신경계의 연수에 이어진다. 척수는 말초신경과 뇌 사이의 교량역할을 하고 때로는 반사궁을 통해 직접 정보를 처리하기도 한다.
1. 한 환자가 가벼운 교통사고를 당해 병원에 찾아왔다. 이 환자는 평소 무릎반사는 정상적으로 일어난다고 말했다. 의사는 환자의 눈을 감기고 무릎에 고무망치로 자극을 가해 무릎반사를 관찰했다. 다음 그림은 교통사고를 당한 환자의 무릎반사 자극 전달경로를 모식적으로 나타낸 것이다. 이를 바탕으로 다음 물음에 답하시오.
1) A신경에 문제가 있다면 환자는 어떤 반응을 보일지 설명하시오.
2) B신경에 문제가 있다면 환자는 어떤 반응을 보일지 설명하시오.
3) C신경에 문제가 있다면 환자는 어떤 반응을 보일지 설명하시오.
4) D신경에 문제가 있다면 환자는 어떤 반응을 보일지 설명하시오.
5) E신경에 문제가 있다면 환자는 어떤 반응을 보일지 설명하시오.
<;전문가 클리닉>; 무릎반사는 반사궁을 거치는 대표적인 작용입니다. 단순한 반사궁으로 돼 있기 때문에 자극의 전달경로를 설명하기 적절합니다. 반사궁 또는 척수에 문제가 발생하면 어떤일이 일어나는지 자극의 전달경로를 따라가면서 설명합니다.
<;예시답안>; 1) A신경은 말초신경계의 감각신경이다. 감각신경은 감각기로부터 자극을 받아 중추신경계로 신호를 전달한다. 따라서 A신경에 문제가 있을 경우, 감각기에 신호자극은 오지만 신경으로 더 이상 신호가 전달되지 않을 것이다. 환자는 무릎에 자극이 와도 신호가 전달되지 않으므로 무릎반사가 일어나지 않으며, 대뇌로 가는 자극 전달도 일어나지 않아 환자는 의사가 무릎을 쳤는지 알 수 없다. 이를 통해 의사는 A신경에 이상이 생긴 것을 추론하고 다른 검사를 진행할 수 있다.
2) B신경은 중추신경계인 척수의 연합신경이다. 감각신경으로부터 신호를 받아 대뇌로 신호를 전달하는 역할을 한다. 따라서 B신경에 문제가 있을 경우, 무릎에 자극이 오면 신호는 반사궁의 경로를 따라 A→D→E로 전달되고 무릎반사 행동을 보일 것이다. 하지만 B신경으로 신호가 전달되지 않아 대뇌에는 신호가 도달하지 않으며, 환자는 의사가 무릎을 쳤는지 알 수 없을 것이다. 이를 통해 의사는 B신경에 이상이 생긴 것을 추론하고 다른 검사를 진행할 수 있다.
3) C신경은 중추신경계인 척수의 연합신경이다. 대뇌에서 전달되는 신호를 운동신경으로 전달하는 역할을 한다. 따라서 C신경에 문제가 있을 경우, 무릎에 자극이 오면 신호는 반사궁의 경로를 따라 A→D→E로 이동하고 무릎반사 행동을 보일 것이다. 또 B신경으로 신호가 전달돼 대뇌에 신호가 도달하고 환자는 의사가 무릎을 쳤는지 알게 된다. 하지만 대뇌에서 무릎의 근육으로 이어지는 C신경에 문제가 있으므로 대뇌의 명령이
근육으로 전달되지 않는다. 따라서 스스로 다리를 움직일 수 없다. 이를 통해 의사는 C신경에 이상이 생긴 것을 추론하고 다른 검사를 진행할 수 있다.
4) D신경은 중추신경계인 척수의 반사궁을 이루는 연합신경이다. D신경에 문제가 있을 경우, 무릎에 자극이 오면 신호는 반사궁의 경로를 따라 이동하지 못해 무릎반사 행동을 나타내지 못할 것이다. 한편 B신경으로 신호가 전달돼 대뇌에는 신호가 도달하고 환자는 의사가 무릎을 쳤는지 알 수 있으며, 스스로 다리를 움직일 수 있다. 이를 통해 의사는 D신경에 이상이 생긴 것을 추론하고 다른 검사를 진행할 수 있다.
5) E신경은 말단신경계의 운동신경으로서 중추신경계로부터 오는 정보를 받아 근육으로 신호를 전달한다. E신경에 문제가 있는 경우, 무릎에 자극이 오면 신호는 반사궁의 경로를 따라 이동하지 못해 무릎반사 행동을 보이지 못할 것이다. 또 환자는 스스로 다리를 움직일 수 없을 것이다. 하지만 B신경으로 신호가 전달돼 대뇌에는 신호가 도달하고 환자는 의사가 무릎을 쳤는지 알 수 있다. 이를 통해 의사는 E신경에 이상이 생긴 것을 추론하고 다른 검사를 진행할 수 있을 것이다.
2. 척수반사와 연수반사의 공통점과 차이점에 대해 설명하시오.
<;전문가 클리닉>; 척수반사와 연수반사는 무조건반사입니다. 무조건반사의 공통점은 정도의 차이는 있지만 생명유지와 연관돼 있다는 점입니다. 척수반사는 척수가 반사의 중심이 되며 자극이 대뇌로 전달되지만(이 과정에서 연수를 통과한다), 대뇌가 반사의 중심이 되지는 않습니다. 연수반사는 연수가 반사의 중심이 되며 장기의 위치나 신호의 종류(자극 또는 이완)에 따라 척수를 통과하거나 통과하지 않을 수 있습니다.
<;예시답안>; 척수는 뇌와 말초신경 사이의 흥분전달 통로이며, 척수반사는 무릎반사, 발한, 배뇨, 배변 등의 반사를 말한다. 척수를 통한 반사는 척수 반사궁을 거쳐서 일어나며 먼저 반사행동으로 자극이 반응기에 전달된 뒤 대뇌에 자극이 전달된다.
연수반사는 호흡운동, 심장박동, 소화운동, 재채기, 하품, 기침, 침 분비, 눈물 분비 등의 반사를 말하며 반사행동이 일어난 것을 자신도 모를 수 있다. 연수반사의 종류는 특히 체내 항상성과 생명 유지에 관계된 것이 많다. 척수반사와 연수반사는 모두 무조건반사에 해당하며 경험과 관계없이 선천적으로 태어나면서부터 갖고 있는 반사행동이다.
3. 인간의 반사행동 중에는 맛있게 먹었던 음식을 보면 침이 나오는 행동도 있다. 이와 같은 반사와 무릎반사의 차이점을 설명하시오.
<;전문가 클리닉>; 과거의 경험을 토대로 일어나는 반사를 ‘조건반사’라고 부릅니다. 조건반사와 무조건반사는 서로 다른 것이지만 조건반사는 무조건반사와 연합될 수도 있습니다.
<;예시답안>; 음식을 입에 넣었을 때 침이 나오는 것은 연수반사로서 무조건반사지만, 맛있게 먹었던 음식을 보면 침이 나오는 것은 과거의 경험을 조건으로 일어나는 행동이다. 이러한 것을 조건반사라고 부른다. 조건반사는 과거의 기억을 바탕으로 하므로 대뇌가 중추가 되고, 후천적인 반사이므로 무릎반사와 같이 선천적인 반사 행동과는 다르다.
신경계는 중추신경계와 말초신경계로 이뤄져 있으며 자극의 감지, 정보의 통합, 운동의 실행기능을 한다. 들어온 감각을 분석한 뒤 운동명령을 내리는 중추신경계는 크게 척수와 뇌로 구성돼 있다.
말초신경계는 체성신경계와 자율신경계로 구성돼 있다. 체성신경계는 감각신경과 운동신경을 모두 포함하며, 뇌신경과 척수신경이 속해 있다. 뇌신경은 뇌로 출입하는 신호를 전달하며 눈, 코, 귀 등은 뇌신경으로부터 정보를 받는다. 척수신경은 척수로 출입하는 신호를 전달하며 팔과 다리, 근육과 피부는 척수신경을 포함하고 있다.
자율신경계는 교감신경계와 부교감신경계, 그리고 장신경계로 구성돼 있다. 자율신경계는 운동신경으로만 구성돼 있으며 주로 각종 내장 기관에 분포하고 있고, 의지와 관계없이 자율적으로 기능한다. 특히 교감신경과 부교감신경은 길항적으로 작용해 몸의 항상성 조절에 관여한다. 교감신경은 긴장형으로 위급한 상황에서 에너지 소비를 증대시켜 강한 활동을 하게 한다. 반면 부교감신경은 휴식형으로 안정된 상황에서 에너지 소비를 줄여 몸을 보존하는 활동을 촉진한다. 길항적으로 작용한다는 것은 상반되는 2가지의 작용이 어떤 현상에 동시에 관여하면서 가장 최적의 상태로 항상성을 유지하는 것을 의미한다.
뇌
대뇌는 좌우 2개의 반구로 나뉘며 이들은 뇌량으로 연결돼 있다. 대뇌는 감각, 이성, 학습, 기억, 그리고 언어를 담당한다. 대뇌 피질은 뇌를 둘러싸고 있으며 각 반구마다 전두엽, 두정엽, 후두엽, 측두엽이 있다. 이 중 두정엽에서는 감각 신경을 통해 하위 중추로부터 감각 정보를 받아들인다.
소뇌는 골격근의 수축을 조절한다. 대뇌와 소뇌 사이에 있는 간뇌는 몸의 항상성을 조절하는데 특히 시상은 감각 정보를 대뇌에 전달하고 시상하부는 몸의 항상성 조절을 위한 호르몬 분비에 관여한다. 또 대뇌 반구에서 소뇌를 제외한 나머지 부분인 뇌간은 연수와 뇌교로 구성되며 호흡과 심장박동을 조절하는 중추다. 뇌 중심부에는 변연계가 있어 감정, 욕구, 기억을 관장하는데, 편도체는 공포감을 관장하고 해마는 기억의 저장과 재생을 관장한다.
척수
척수는 중추신경계에 속하며 척추의 마디마다 감각신경과 운동신경이 좌우로 한 쌍씩 연결돼 H자 모양을 이루고 있다. 감각신경은 척수의 등쪽으로 연결돼 있고 운동신경은 척수의 배쪽으로 연결돼 있다. 척수는 척추 안에 있고 중추신경계의 연수에 이어진다. 척수는 말초신경과 뇌 사이의 교량역할을 하고 때로는 반사궁을 통해 직접 정보를 처리하기도 한다.
1. 한 환자가 가벼운 교통사고를 당해 병원에 찾아왔다. 이 환자는 평소 무릎반사는 정상적으로 일어난다고 말했다. 의사는 환자의 눈을 감기고 무릎에 고무망치로 자극을 가해 무릎반사를 관찰했다. 다음 그림은 교통사고를 당한 환자의 무릎반사 자극 전달경로를 모식적으로 나타낸 것이다. 이를 바탕으로 다음 물음에 답하시오.
1) A신경에 문제가 있다면 환자는 어떤 반응을 보일지 설명하시오.
2) B신경에 문제가 있다면 환자는 어떤 반응을 보일지 설명하시오.
3) C신경에 문제가 있다면 환자는 어떤 반응을 보일지 설명하시오.
4) D신경에 문제가 있다면 환자는 어떤 반응을 보일지 설명하시오.
5) E신경에 문제가 있다면 환자는 어떤 반응을 보일지 설명하시오.
<;전문가 클리닉>; 무릎반사는 반사궁을 거치는 대표적인 작용입니다. 단순한 반사궁으로 돼 있기 때문에 자극의 전달경로를 설명하기 적절합니다. 반사궁 또는 척수에 문제가 발생하면 어떤일이 일어나는지 자극의 전달경로를 따라가면서 설명합니다.
<;예시답안>; 1) A신경은 말초신경계의 감각신경이다. 감각신경은 감각기로부터 자극을 받아 중추신경계로 신호를 전달한다. 따라서 A신경에 문제가 있을 경우, 감각기에 신호자극은 오지만 신경으로 더 이상 신호가 전달되지 않을 것이다. 환자는 무릎에 자극이 와도 신호가 전달되지 않으므로 무릎반사가 일어나지 않으며, 대뇌로 가는 자극 전달도 일어나지 않아 환자는 의사가 무릎을 쳤는지 알 수 없다. 이를 통해 의사는 A신경에 이상이 생긴 것을 추론하고 다른 검사를 진행할 수 있다.
2) B신경은 중추신경계인 척수의 연합신경이다. 감각신경으로부터 신호를 받아 대뇌로 신호를 전달하는 역할을 한다. 따라서 B신경에 문제가 있을 경우, 무릎에 자극이 오면 신호는 반사궁의 경로를 따라 A→D→E로 전달되고 무릎반사 행동을 보일 것이다. 하지만 B신경으로 신호가 전달되지 않아 대뇌에는 신호가 도달하지 않으며, 환자는 의사가 무릎을 쳤는지 알 수 없을 것이다. 이를 통해 의사는 B신경에 이상이 생긴 것을 추론하고 다른 검사를 진행할 수 있다.
3) C신경은 중추신경계인 척수의 연합신경이다. 대뇌에서 전달되는 신호를 운동신경으로 전달하는 역할을 한다. 따라서 C신경에 문제가 있을 경우, 무릎에 자극이 오면 신호는 반사궁의 경로를 따라 A→D→E로 이동하고 무릎반사 행동을 보일 것이다. 또 B신경으로 신호가 전달돼 대뇌에 신호가 도달하고 환자는 의사가 무릎을 쳤는지 알게 된다. 하지만 대뇌에서 무릎의 근육으로 이어지는 C신경에 문제가 있으므로 대뇌의 명령이
근육으로 전달되지 않는다. 따라서 스스로 다리를 움직일 수 없다. 이를 통해 의사는 C신경에 이상이 생긴 것을 추론하고 다른 검사를 진행할 수 있다.
4) D신경은 중추신경계인 척수의 반사궁을 이루는 연합신경이다. D신경에 문제가 있을 경우, 무릎에 자극이 오면 신호는 반사궁의 경로를 따라 이동하지 못해 무릎반사 행동을 나타내지 못할 것이다. 한편 B신경으로 신호가 전달돼 대뇌에는 신호가 도달하고 환자는 의사가 무릎을 쳤는지 알 수 있으며, 스스로 다리를 움직일 수 있다. 이를 통해 의사는 D신경에 이상이 생긴 것을 추론하고 다른 검사를 진행할 수 있다.
5) E신경은 말단신경계의 운동신경으로서 중추신경계로부터 오는 정보를 받아 근육으로 신호를 전달한다. E신경에 문제가 있는 경우, 무릎에 자극이 오면 신호는 반사궁의 경로를 따라 이동하지 못해 무릎반사 행동을 보이지 못할 것이다. 또 환자는 스스로 다리를 움직일 수 없을 것이다. 하지만 B신경으로 신호가 전달돼 대뇌에는 신호가 도달하고 환자는 의사가 무릎을 쳤는지 알 수 있다. 이를 통해 의사는 E신경에 이상이 생긴 것을 추론하고 다른 검사를 진행할 수 있을 것이다.
2. 척수반사와 연수반사의 공통점과 차이점에 대해 설명하시오.
<;전문가 클리닉>; 척수반사와 연수반사는 무조건반사입니다. 무조건반사의 공통점은 정도의 차이는 있지만 생명유지와 연관돼 있다는 점입니다. 척수반사는 척수가 반사의 중심이 되며 자극이 대뇌로 전달되지만(이 과정에서 연수를 통과한다), 대뇌가 반사의 중심이 되지는 않습니다. 연수반사는 연수가 반사의 중심이 되며 장기의 위치나 신호의 종류(자극 또는 이완)에 따라 척수를 통과하거나 통과하지 않을 수 있습니다.
<;예시답안>; 척수는 뇌와 말초신경 사이의 흥분전달 통로이며, 척수반사는 무릎반사, 발한, 배뇨, 배변 등의 반사를 말한다. 척수를 통한 반사는 척수 반사궁을 거쳐서 일어나며 먼저 반사행동으로 자극이 반응기에 전달된 뒤 대뇌에 자극이 전달된다.
연수반사는 호흡운동, 심장박동, 소화운동, 재채기, 하품, 기침, 침 분비, 눈물 분비 등의 반사를 말하며 반사행동이 일어난 것을 자신도 모를 수 있다. 연수반사의 종류는 특히 체내 항상성과 생명 유지에 관계된 것이 많다. 척수반사와 연수반사는 모두 무조건반사에 해당하며 경험과 관계없이 선천적으로 태어나면서부터 갖고 있는 반사행동이다.
3. 인간의 반사행동 중에는 맛있게 먹었던 음식을 보면 침이 나오는 행동도 있다. 이와 같은 반사와 무릎반사의 차이점을 설명하시오.
<;전문가 클리닉>; 과거의 경험을 토대로 일어나는 반사를 ‘조건반사’라고 부릅니다. 조건반사와 무조건반사는 서로 다른 것이지만 조건반사는 무조건반사와 연합될 수도 있습니다.
<;예시답안>; 음식을 입에 넣었을 때 침이 나오는 것은 연수반사로서 무조건반사지만, 맛있게 먹었던 음식을 보면 침이 나오는 것은 과거의 경험을 조건으로 일어나는 행동이다. 이러한 것을 조건반사라고 부른다. 조건반사는 과거의 기억을 바탕으로 하므로 대뇌가 중추가 되고, 후천적인 반사이므로 무릎반사와 같이 선천적인 반사 행동과는 다르다.
