신경과학은 누가, 무엇을 어떻게 연구하는 학문입니까

 

FAQ

 

신경과학은 누가, 무엇을 어떻게 연구하는 학문입니까

뉴런은 무엇입니까? 두뇌의 크기는 얼마입니까? 얼마나 많은 뉴런이 거기에 있습니까? 두뇌의 크기는 신체의 나머지 부분에 비해서 얼마나 큽니까? 척수은 얼마나 깁니까? 얼마나 빠르게 정보가 여행을 합니까? 신경 과학자는 무엇을 합니까? 최초의 신경과학자는 누구입니까?

The Whats

 

뉴런(neuron)은 무엇입니까?

• 뉴런(neuron)이란 신경 세포를 말합니다. 두뇌는 약 1000 억개의 뉴런으로 이루어졌습니다.

비슷한 점: 뉴런은 신체의 다른 부위의 세포와 어떤 면에서는 비슷하답니다.

1. 뉴런은 막으로 둘러싸여 있습니다.
2. 뉴런에는 유전자를 포함한 핵이 있습니다. - 뉴런에는 세포질(cytoplasm), 미토콘드리아(mitochondria) 및 다른 세포소기관(organelles)이 있습니다.

다른 점: 그러나, 뉴런은 신체 다른 부위의 세포와 어떤 면에서는 다른 기능을 한답니다.

1. 뉴런에는 수상돌기(dendrites) 와 축삭(axons) 같이 분화된 돌기가 있습니다. 수상돌기는 세포체에 정보를 전달하고 축삭은 그 정보를 세포체에서 받습니다.
2. 뉴런은 전기적인 신호를 통해서 서로서로 소통을 합니다.
3. 뉴런 사이에는 “시냅스” 라는 특별한 연결이 있어서 거기에서 “신경전달물질”을 분비합니다.

인간의 두뇌에는 약 1000조개의 시냅스가 있다고 추정하고 있습니다. 이것은 1 세제곱 밀리미터 당 약 5 억개의 시냅스가 있는 것과 동일하답니다.

• Changeux, J-P. and Ricoeur, P. 의 “What Makes Us think?” 통계 인용, 프린스턴 : 프린스턴 대학 출판사, 2000년, 78쪽

뉴런의 종류

흔히 "우리는 우리 두뇌의 10 % 만 사용한다" 라는 말을 하는데, 사실입니까?

아니요 .. 그렇지 않습니다. 우리는 항상 모든 두뇌를 사용합니다. 이에 관련된 질문들은 “인간은 두뇌의 10 % 만 사용하는가” 라는 곳에서 보다 자세하게 다룹니다.

The Hows

 

뇌의 크기는 얼마입니까? 뇌의 무게는 얼마입니까?

 

The Human Brain 인간의 뇌 (이미지는 Mammalian Brain Collection)

성인의 뇌는 무게가 1,300g 에서 1,400g (약 3 파운드)정도 나갑니다. 신생아의 경우는 350g에서 400g 정도 입니다. 비교를 해보자면:

코끼리 뇌 = 6,000g 침팬지 뇌 = 420g 원숭이(rhesus monkey) 뇌 = 95g 개(beagle) 뇌 = 72g 고양이 뇌 = 30g 생쥐(rat) 뇌 = 2g

더 많은 뇌 무게

얼마나 많은 뉴런(신경 세포)이 뇌에 있나요? 크기는?

 

약 1000 억 개(100,000,000,000) 의 뉴런이 인간의 두뇌에 있다고 합니다. 1000억 개가 얼마나 많은지 생각해 보기 위해서:

당신이 1초에 1개의 세포를 셀 수 있다고 가정할 때 1000억 개의 세포를 헤아리기 위해서는 시간이 얼마나 많이 걸릴까요? 계산상으로 무려 3천1백71년 이 걸린답니다!!! 직접 계산해 봅시다. (여기서 힌트 하나 : 1 분에 60 초; 한 시간에 60분; 하루에 24시간 ; 1 년에 365 일 - 단, 윤년은 계산에 넣지 않습니다) 실질적으로 3천1백71년보다 더 오래 걸리는데 이유는 큰 숫자를 말할 때에는 1초 이상이 걸리기 때문입니다.

1000 억 개를 상상할 수 있는 다른 방법으로는:

한 개의 뉴런 당 세포체 폭이 10 마이크론이라면 (뉴런은 크기가 서로 다르기 때문에 10마이크론은 단지 가정에 불과함) 1000 억개의 뉴런을 모두 한 줄로 세운다면 그 길이는 얼마나 될까요?

1개의 뉴런 = 10 마이크론

10 개의 뉴런 = 100 마이크론

100개의 뉴런 = 1000 마이크론 = 1mm

1,000개의 뉴런 = 10mm = 1cm

100,000개의 뉴런 = 100cm = 1m

100,000,000개의 뉴런 = 1,000m= 1km

10,000,000,000개의 뉴런 = 100km

100,000,000,000 뉴런 = 1000km (약 600 마일)

비록 모든 뉴런을 줄지어 나란히 늘이면 1,000km 길이가 된다고 해도, 폭은 불과 10 마이크론 밖에 되지 않으므로 육안으로는 보이지 않습니다!

뉴런 하나의 크기가 얼마나 작은지 생각해 보기 위해서는:

오른 쪽 영문자 “i” 윗 부분 점의 직경이 약 0.5mm (500 마이크론 또는 0.02 인치)이므로 점 하나를 가로지르면 폭 10마이크론인 뉴런 50 개가 위치합니다. 하지만 만약 폭이 100 마이크론인 대형 뉴런의 경우는 5개가 위치하게 됩니다.

뉴런의 길이는 얼마입니까?

일부 뉴런은 아주 짧아서 길이가 1mm 이하인 경우도 있습니다. 반면, 어떤 뉴런은 아주 길어서 1m 이상인 경우도 있지요! 척수에 있는 운동 뉴런 축삭의 경우, 발 근육으로 신경이 분포되는데 그 길이는 약 1m(3 피트) 정도 입니다.

운동 뉴런의 길이가 얼마나 긴지 생각해 봅시다. 운동 뉴런의 세포체는 직경이 약 100 마이크론 (0.1mm) 이고, 축삭의 경우 길이가 약 1 미터 (1,000mm) 입니다. 따라서,운동 뉴런의 축삭은 그 길이가 세포체 폭의 1만배 입니다. 탁구 공(직경 = ~ 3.8cm 또는 1.5 인치)을 세포체로 비유하자면, 축삭은 그 길이가 38,000cm (380 미터) 또는 1,247피트가 됩니다. 농구공(직경 = ~ 24cm 또는 9.5 인치)을 세포체로 비유하자면, 축삭의 길이는 무려 240,000cm (2.4 킬로미터) 또는 7,874피트 (1.49마일)에 해당하게 됩니다!

두뇌의 크기는 다른 신체 부위에 비해 얼마나 큽니까?

평균 사람의 몸무게는 150 파운드(주:1 파운드는 약 453g 따라서 150 파운드는 약 70kg)이고 뇌의 무게는 평균 3파운드이므로 두뇌는 총 체중의 2 % 를 차지합니다.

척수의 길이와 무게는 얼마입니까?

평균 척수의 길이는 남성의 경우 45cm, 여성의 경우 43cm 입니다. 무게는 약 35g 입니다.

정보가 얼마나 빨리 신경계를 지나가나요?

 

정보는 서로 다른 종류의 신경 세포 내에서 다른 속도로 이동합니다. 정보 전달 속도는 느리면 0.5m/초, 빠르면 120m/초 정도입니다. 120m/초 의 속도로 이동한다는 것은 한시간 동안 268마일을 가는 것과 동일하답니다 (주: 한시간에 약 429km)! 세부 사항은 신경계에서 신호 전달 속도에 관하여 를 참고하세요.

More Whats and some Whos, Whys and Hows

 

신경과학자는 무엇을 연구합니까?

신경과학자가 무슨 연구를 하는지 설명할 수 있는 최선의 방법은 아마도 어떠한 “수준”의 연구를 하는지 목록을 적어보는 것입니다 :

1. 행동 수준(behavioral level): 행동의 신경적 기초를 연구합니다. 즉, 사람이나 동물이 취하는 행동이 어떤 원인으로 인한 것인지 연구합니다.
2. 계 수준(system level) : 시각이나 청각계와 같은 신경계의 다양한 부분을 연구합니다. 두뇌의 어떤 부분이 다른 부분에 연결되었는지를 연구하는 것도 연구에 포함됩니다.
3. 국소 회로 수준(local circuit level) : 뉴런 (신경 세포) 묶음의 기능을 연구합니다.
4. 단일 뉴런 수준(single neuron level) : 개별 뉴런이 어떠한 사건과 어떻게 관련하는지를 연구합니다. 또한 개별 뉴런 안에 무엇이 들어있는가 (신경 전달 물질)도 연구합니다.
5. 시냅스 수준(synapse level) : 시냅스(synapse)에서는 어떠한 일이 일어나는가를 연구합니다.
6. 막 수준(membrane level) : 뉴런 세포 막에 위치한 이온 통로에서 어떠한 일이 일어나는지를 연구합니다.
7. 유전자 수준(genetic level) : 뉴런 기능의 유전적 기초를 연구합니다.

어떻게 하면 신경과학자가 될 수 있습니까? 얼마나 오래 학교를 다녀야 하나요?

1. 우선, 고등학교를 마치려면 1학년부터 12학년 까지 (우리나라 고 3 에 해당)12년이 걸립니다.
2. 둘째, 학사 학위를 받기 위해서는 최소 4년간 대학을 다녀야 합니다.
3. 셋째, 박사 학위를 취득하기 위해 대학원에 진학하거나 의사가 되기 위하여 의과 대학(의학전문대학원)에 입학하면 또 다시 적어도 4 년 정도가 소요됩니다.

지금까지 계산한 것을 모두 합해봅시다 - 12 년 + 4 년 + 4 년 = 20 년

모두 20년이 걸립니다! 대학원이나 의과 대학에 있는 동안에는 신경과학자가 아니라 “신경과학교육생(neuroscientist in training)“이라고 할 수 있습니다. 박사 학위를 받거나 의사가 되고 나서야 자신을 “신경과학자”라고 부를 수 있게 됩니다. 어떤 의사들은 다시 학교로 돌아가 박사 학위를 취득하기도 합니다. 대부분의 사람들은 박사학위나 의사 자격증을 취득한 후에도 다른 곳에서 훈련을 계속합니다. 이러한 기간을 박사후연구교육과정이라고 하며 일반적으로 2~4년 기간 동안 새로운 기술과 방법을 학습하게 됩니다. 대부분 신경과학자들의 희망은 박사후연구교육과정을 마치고 나서 대학, 병원 또는 회사에 직업을 얻는 것입니다. 신경과학자가 되기 위한 더욱 자세한 방법을 알고 싶다면 다른 날, 다른 신경을 읽어보세요. 저자가 Genentech Acess Excellence 웹 사이트에 기고한 짧은 에세이입니다

자, 그럼 학교를 모두 졸업하고 훈련을 마친 후에는 어떤 종류의 일을 할 수 있습니까?

신경과학 일자리

신경과학자들은 왜 그러한 일을 합니까?

서로 다른 신경과학자들이 이 일을 하게 된 데에는 서로 다른 이유가 있습니다. 그러나 일부 과학자들은 뇌에 대해 보다 많은 것을 배우고자 하는 호기심이 발동했기 때문이라고 생각합니다. 신경과학자는 신경계에 영향을 주는 질병을 치료하거나 치료법을 찾아내고 싶어 합니다. 매년 5000 만명 이상의 미국인들이 신경계 질환을 앓고 있으며 - 이로 인하여 매년 수십억 달러의 비용이 듭니다. 여기에 주요 신경계 질환 일부에 대한 보다 자세한 내용이 있습니다. (참고: Brain Facts , Society for Neuroscience, 1997 다른 출처는 The American Academy of Neurology 를 참고함) .

주요 신경계 질환
질병	건수	연간 비용
만성 통증	97,000,000	1천억 달러
청각 손실	28,000,000	5백60억 달러
우울 장애	20,500,000	4백40억 달러
알츠하이머병	4,500,000	1천억 달러
뇌졸중	4,700,000	5백10억 달러
간질	2,500,000	35억 달러
외상 두부 손상	5,000,000	5백6십3억 달러
헌팅턴 병	30,000	20억 달러
정신분열증	2,000,000	3백2십5억 달러
파킨슨병	1,000,000 ~ 2,000,000	2백50억달러
다발성경화	2,500,000	95억 달러
외상 척수 손상	250,000	1백억 달러
참고: Brain Facts , Washington D.C.: Society for Neuroscience, 2005.

최초의 신경과학자는 누구입니까?

흠 …. 아마도 이 질문에 정확히 대답할 수 있는 사람은 아무도 없을 것 같습니다. 제 의견은 이렇습니다. 최소 1만년은 되었을 일부 두개골에서 비정상적인 구멍이 발견되었습니다. 과학자들은 이러한 구멍이 “나쁜 영혼을 내보내기 위해” 의도적으로 뚫렸다고 봅니다. 이것은 당시 사람들이 머리나 뇌가 건강과 안녕에 중요한 역할을 한다고 믿었다는 것을 의미합니다. 아마 당시 사람들을 최초의 신경과학자로 생각할 수도 있겠습니다.

최초로 “뇌”라는 단어를 처음 사용한 기록은 고대 이집트에 있습니다. “뇌”라든가 “신경”이라는 단어가 에드윈 스미스 서지컬 파피루스 (Edwin Smith Surgical Papyrus)에서 발견되었으며, 이것은 기원전 약 1700 년경에 미상의 이집트 외과의사가 쓴 것입니다.

소크라테스 (기원전 469-399)와 아리스토텔레스 (기원전 384 - 322)는 두뇌와 정신에 관한 글을 쓴 초기의 “사상가” 였습니다. 그러나, 아리스토텔레스는 지능에 중요한 역할을 하는 것은 두뇌가 아니라 심장이라고 생각했습니다. 갈렌 (Galen, 129 - 199)은 또 다른 초기 신경과학자입니다. 레오나르도 다빈치 (Leonardo da Vinci, 1452-1519)는 이 사람들보다 훨씬 나중에 태어난 신경과학자라고 볼 수 있습니다. 만약 신경과학 역사에 대해 관심이 많다면 신경 과학 연구의 획기적인 사건들 을 찾아보세요.

매년 뇌와 관련된 연구 논문은 얼마나 출판됩니까?

2006 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search) 을 해본 결과 46,823 편의 논문이 출판되었습니다.

2005 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search)을 해본 결과 45,820 편의 논문이 출판되었습니다.

2004 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search)을 해본 결과 41,759 편의 논문이 출판되었습니다.

2003 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search)을 해본 결과 39,150 편의 논문이 출판되었습니다.

2002 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search)을 해본 결과 36,529 편의 논문이 출판되었습니다.

2001 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search)을 해본 결과 36,218 편의 논문이 출판되었습니다.

2000 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search)을 해본 결과 36,370 편의 논문이 출판되었습니다.

1999 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search)을 해본 결과 34,331 편의 논문이 출판되었습니다.

1998 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search)을 해본 결과 33,027 편의 논문이 출판되었습니다.

1997 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search)을 해본 결과 32,112편의 논문이 출판되었습니다.

1996 년 “뇌” 라는 단어를 쳐서 펍메드 검색(PubMed Search)을 해본 결과 31,040 편의 논문이 출판되었습니다.

신경 과학자가 사용하는 방법과 기술에는 무엇이 있습니까?

방법을 알고 싶나요? 여기를 보세요.

 

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