뇌신경과학의 기본적인 연구방법

** 신경과학의 연구방법들 **

신경해부학(neuroanatomy), 신경약리학(neuropharmacology), 신경생리학(neuropharmacology).. 기술, 방법 그리고 절차들. 신경과학자들은 화학, 생리학, 심리학 그리고 해부학과 같은 분야들로부터의 다양한 기술을 활용합니다. 아래의 표는 신경과학자들이 매일 사용하곤 하는 몇 가지 방법들을 열거하고 있습니다.

일을 하는 방법

신경 과학 연구를 하는 방법: 뇌과학 연구실에서 사용되는 기기들과 장치들.

행동주의적 뇌과학 

행동주의적 뇌과학 행동의 신경학적 기초를 연구하기 위한 기술들.
방법	설명
입체적 외과술	뇌 안의 영역들의 위치를 3개 공간 면으로 보여주는 아틀라스 판(判)을 활용한 수술.
병변(病變) 제작	뇌의 특정 부분을 파괴시킴. 병변(lesion)은 전극을 통과하는 전류 (직류 혹은 교류) 혹은 뉴런을 파괴하는 카이닉 산(kainic acid)이나 6-하이드록시도파민(6-hydroxydopamine)과 같은 화학물질을 흘려보냄으로서 만들어질 수 있습니다. 병변은 또한 뇌의 일부를 흡인하여 제거하거나 관을 절개함으로써 외과적으로 만들어질 수도 있습니다. 가역 병변은 뇌의 일부를 냉각 (이후 재가열함)하거나 리도카인(lidocaine)과 같은 약물을 주사함으로써 만들어낼 수 있습니다.
전기적 뇌 자극	전극을 통해 전류를 흘려보냄으로써 뇌의 한 영역을 자극함.
미세(微細)주사	뇌의 특정 영역으로 소량의 약물이나 신경전달물질을 주입하는 것.

신경해부학 

신경해부학 신경계의 구조를 연구하기 위한 기술들.
방법	설명	예시
세포 덩어리 염색	개개의 뉴런(신경세포들) 혹은 뉴런 연합을 보기 위해 염색하는 것.	크리슬 바이올렛(cresyl violet) 염색; 뉴트럴 레드(neutral red) 염색; 골지체(golgi) 염색
관(말이집) 염색	통로를 보기 위해 신경 섬유를 염색하는 것.	바일 법(Weil method); 바이게르트(Weigert) 말이집 염색; 마르키(Marchi) 염색
관 추적	신경계의 한 부분에서 또 다른 부분으로의 투사를 추적하는 것. 이때의 추적은 역행 혹은 순행 둘 다 가능합니다.	홍당무과산화수소(HRP)법; 형광 미세구(微細球); PHA-L(Phaseolus vulgaris-leucoagglutinin) 기법; 플루오로-골드(Fluoro-Gold); 콜레라 B-독소; 이요오드화염(DiI); 삼중수소 아미노산(tritiated amino acids)
면역세포화학	특정 뉴런 내부에서 특정 화학물질 (신경전달물질 혹은 단백질)을 국소화하는 것.
제자리부합법(In situ hybridization)	뉴런 내에서 단백질 혹은 펩타이드의 합성을 국소화하는 것.
c-Fos	c-Fos는 발생직후 혹은 초기 유전자의 단백질 산물이며 각기 다양한 자극에 의해 활성화되는 뇌의 영역들에 대한 표시자로 사용되어 왔습니다. c-Fos를 보기 위해서는 면역세포화학적 기술이 반드시 사용되어야 합니다.
데옥시글루코오스(deoxyglucose) 섭취	활동 상태에 있는 뉴런들은 포도당(글루코오스)을 사용합니다. 데옥시글루코오스를 주사함으로써, 포도당을 사용하는 세포들은 데옥시글루코오스 역시 섭취하게 됩니다. 하지만, 데옥시글루코오스는 뉴런 내부의 효소에 의해 분해되지 않으므로 뉴런 안에 남아있게 됩니다. 데옥시글루코오스를 방사선으로 (찾아내) 표시함으로써, 신경과학자들은 특정 행동 혹은 사건 중에 뇌의 어느 영역이 활성화되는지를 찾아낼 수 있습니다.
여기 홍당무과산화효소(HRP)라 불리우는 화학물질을 사용하는 관 추적 방식의 예가 있습니다. 조그만 주사기를 이용하여, 신경과학자들은 HRP를 뇌의 어느 조그만 영역에 위치시킵니다. 이 영역에 투사되는 뉴런들은 HRP를 “집어 낼” 것이고 이를 세포체로 재전송할 것입니다. 이것은 일종의 역전송인데, 이는 뉴런 말단부에서 세포체로 물질을 “거꾸로” 전송함으로써 뇌의 어떤 영역을 다른 영역들과 연결시킬 것인가를 결정하게 되는 까닭입니다.

신경생리학

신경생리학 신경계의 기능을 이해하기 위한 기술들.
방법	설명
클램프 부착포 기술(Patch Clamp Technique)	한 뉴런의 단일 이온 통로로부터의 흐름을 기록하는 것.
세포내 기록	하나의 뉴런의 내부로부터의 전기(電氣) 기록.
세포밖 기록	하나 혹은 몇 개의 뉴런 외부로부터의 전기를 이용한 기록.
다개체(多個體) 기록	일군의 뉴런들의 외부로부터의 전기를 이용한 기록.
유발된 잠재력	한 사건에 대해 동기화된 뇌의 전기적 활동.
뇌파검사(Electroencephalography, EEG)	두피 혹은 뇌의 전극을 이용해 기록된 뇌의 전자적 활동.

신경약리학

신경약리학 신경계의 화학작용을 이해하기 위한 기술들.
방법	설명
미세(微細)이온영동(永動)	전류를 통과시킴으로써 신경세포 조직에 약물이나 신경 전달 물질과 같은 소량의 화학물질을 주입하는 것.

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신영록 번역. 배정옥 검토.

 

청소년을 위한 신경과학 (tistory.com)

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