신경계의 구성

인간의 신경계는 약 1000억개이상의 뉴런으로 구성되어 있다고 추정한다. 그리고 하나의 뉴런은 적게는 수십개에서 많게는 수만개의 다른 뉴런들과 연결되어 있다. 따라서 우리 신경계 내의 가능한 신경연결의 수는 가히 천문학적이라 할 수 있다. 실제 신경연결의 수가 얼마가 되든지 인간의 신경계는 매우 논리적이며, 또한 아주 매력적이다.

 

1. 말초신경계

우리가 환경으로부터 자극을 받아 적절한 반응을 보이게 되는 일반적인 정보전달의 과정은 다음과 같다. 우선 환경자극이 감각기관에 들어오면 그에 대한 신경신호가 감각신경을 통해 척수를 경유하든 아니면 직접적이든 결국 뇌에 전달되며 뇌는 그 신호를 분석하고 통합한 후 최종 정보처리의 결과를 운동신경을 통해 근육이나 분비선으로 보내게 된다. 여기서 뇌와 척수를 중추신경계라 하고 신체의 각 부분을 중추신경계와 연결해 주는 뉴런들을 말초신경계라 한다.

기능적으로 말초신경계는 체성신경계와 자율신경계라는 두 부분으로 구분된다.

 

체성신경계는 감각기관에서 정보를 받아들이는 감각신경과 골격근의 운동을 통제하는 운동신경으로 구성되어 있다.

말초신경계의 나머지 부분은 자율신경계로서 내장의 평활근, 심장근육 그리고 분비선을 조절한다.

 

자율신경계는 다시 해부학적으로나 기능적으로 서로 다른 두개의 신경계로 구분된다. 하나는 교감신경계로서 이것은 우리가 유해자극이나 스트레스를 받을 때 우리의 신체를 방어해 주는 기능을 담당한다. 예를 들어 어떤 일로 공포를 느끼거나 화가나게 되면, 교감신경계는 우리의 심방박동을 빠르게 하고, 소화작용을 늦추게 되며, 혈당을 높이고 동맥을 확장시키며, 땀을 분비하여 몸을 식혀주고, 경계심을 일깨워 주며, 행동한 분비 태세를 갖추도록 한다.

다른 하나는 부교감신경계로서 일반적으로 교감신경계와 반대되는 기능을 담당한다. 예를 들어, 스트레스가 진정되면, 부교감신경계는 심장박동을 느리게 하고, 혈당을 낮추는 등 에너지를 보존하는 기능을 한다. 건강한 사람의 경우 이러한 교감신경계와 부교감신경계가 서로 균형을 이루고 있어 신체가 내적으로 안정상태를 유지하게 된다. 그러나 만약 우리가 장기적인 스트레스를 받게 되면, 교감신경계가 과도하게 활성화되면서 이들의 균형이 깨어지고, 그 결과 소화기 궤양, 고혈압, 편두통등 다양한 스트레스성 질환이 나타난다.

 

한편, 해부학적으로 말초신경계는 척수신경과 뇌신경으로 구분할 수도 있다. 척수신경은 척수와 신체 각 부분을 연결시켜 주는 신경들로서, 인간의 경우 31쌍의 척수신경이 있다. 뇌신경은 주로 머리 부분이나 내장기관을 직접 뇌로 연결시켜주는 신경들로서, 인간의 뇌신경은 모두 12쌍으로 되어 있다.

 

2. 중추신경계

중추신경계는 뇌와 척수로 구성되어 있다. 인간의 척수는 새끼손가락 정도 굵기의 원추형 구조물로서, 성인의 경우 길이가 40~45cm 정도다. 척수의 바깥쪽은 백질로서 말초에서 뇌로 올라가는 감각신경과 뇌에서 척수로 내려오는 운동신경의 다발로 구성되어 있다. 척수의 내부는 회백질로서 뇌에서 내려온 출력을 받아 근육이나 분비선을 통제하는 운동신경의 세포체와 척수 내의 정보처리를 위한 개제뉴런으로 구성되어 있다. 척수의 일차적인 기능은 체감각정보를 뇌로 전달해 주고, 뇌의 명령을 받아 분비선이나 근육에 운동신경을 보내는 것이다.

하지만 척수는 뇌의 통제 없이 그 자체로 반사와 같은 단순한 행동을 통제할 수 있다. 예를 들어 뾰족한 물체가 손에 닿게 되면, 뾰족한 물체에 의해 흥분을 일으키는 신경활동이 감각뉴런을 통하여 척수로 들어간다. 그곳에 있는 개재뉴런을 경유하거나 또는 직접 팔 근육의 운동을 통제하는 운동뉴런을 활성화하여 손을 떼게 된다.

반사통로는 감각정보가 척수로 들어가서 바로 그곳에 있는 운동신경을 흥분시키기 때문에 뇌가 관여하지 않는다. 따라서 우리는 고통을 인식하기 전에 뾰족한 물체로부터 손을 뗄 수 있는 것이다. 뇌는 척수와 뇌신경을 통해 환경자극을 받아들이며, 이러한 감각정보가 뇌의 여러 영역에서 처리과정을 거친 다음 비로소 우리는 감각이나 감정을 느끼게 된다. 뇌는 이들 감각정보를 서로 통합하고, 신체 내부의 상태에 관한 정보들, 과거 경험에 의해 기억에 저장되어 있는 정보들, 신체 내부의 상태에 관한 정보들, 과거 경험에 의해 기억에 저장되어 있는 정보들, 우리의 기대 등을 바탕으로 행동계획을 수립한다. 이러한 매우 복잡한 정보처리의 최종 결과가 운동중추에 전달되면 그 정보가 척수를 통해 근육이나 분비선으로 전달되어 외적 행동이 나타난다.

뇌는 매우 복잡한 구조로 되어 있으며, 인간이 생각하고 느끼고 행동하는 모든활동이 바로 뇌의 여러 영역이 활성화된 결과이기 때문에 뇌의 각 하위 영역의 기능 또한 매우 복잡하고 다양하다.

자율신경계