신경계와 심리학

포유류의 신경계는 복잡한 생물학적 기관으로, 인간을 포함한 많은 동물들이 조정된 방식으로 기능할 수 있도록 해줍니다.

 

포유류의 신경계 시스템

이 시스템의 원래 디자인은 진화를 통해 많은 동물들에 걸쳐 보존되어 있어 적응적인 생리적 기능과 행동적 기능은 많은 동물 종에 걸쳐 유사합니다. 여러 동물의 신경계에서 생리적 기능을 비교 연구하는 것은 그들의 행동과 정신 처리에 대한 통찰력을 제공하고 인간의 뇌와 행동을 이해하는 데 도움을 줍니다. 또한 성장하는 인간의 신경계 발달을 연구하는 것은 그 형태와 행동의 변화에 대한 풍부한 정보를 제공합니다. 신경계는 중추신경계와 말초신경계로 나뉘며, 그 둘은 서로 심하게 상호 작용합니다. 말초신경계는 뇌신경과 척수신경을 사용하여 자발적(체성신경계) 행동과 비진찰적(자율신경계) 행동을 제어합니다. 중추신경계는 전뇌, 중뇌, 후뇌로 나뉘는데, 각 분과에서는 감각 정보를 수집하고, 지각과 기억을 위한 정보를 처리하며, 들어오는 정보와 고유한 정보를 기반으로 반응을 생성하는 감각, 운동, 연상 영역을 수용하는 등 다양한 작업을 수행합니다. 신경계를 연구하기 위해 시간이 지남에 따라 뇌 병변 검사, 현미경 검사, 전기 생리학, 뇌파 검사 및 많은 스캔 기술이 있습니다.

 

신경계의 진화

 

많은 과학자와 사상가 (Cajal, 1937; Crick & Koch, 1990) 에델만(Edelman, 2004)은 인간의 신경계가 인간에게 알려진 가장 복잡한 기계라고 믿습니다. 그 복잡성은 부정할 수 없는 한 가지 사실을 나타냅니다. 신경계의 진화는 우리가 이 복잡한 생물학적 구조에 감탄할 수 있기 때문이 아니라 훨씬 덜 복잡한 신경계의 오랜 역사를 물려받고 있으며(그림 1), 인간 이외의 생명체에서 관찰되는 적응 행동의 기록을 기록하고 있기 때문에 흥미롭습니다. 따라서 신경계의 진화 연구는 중요하며, 신경계의 설계, 작동 및 환경과의 기능적 경계를 이해하는 첫 단계입니다.

그림1

 

유인원, 원숭이 및 설치류와 같은 일부 동물의 뇌는 구조적으로 인간과 유사하지만, 그렇지 않은 동물(예: 무척추동물, 단세포 생물)도 있습니다. 이러한 뇌의 해부학적 유사성은 이러한 종에서 나타나는 행동도 유사하다는 것을 시사합니까? 실제로, 많은 동물들이 인간과 유사한 행동을 보이는데, 예를 들어, 유인원은 인간의 비언어적 의사소통 형태와 유사한 손과 팔로 비언어적 의사소통 신호를 사용합니다(Gardner & Gardner, 1969; Goodall, 1986; Knapp & Hall, 2009). 우리가 개별 뉴런에 의한 생리적 반응과 같은 매우 단순한 행동을 연구하면, 무척추동물의 뇌 기반 행동(Kandel & Schwartz, 1982)은 인간과 매우 유사해 보이는데, 이는 초기부터 그러한 기본적인 행동이 많은 단순한 동물 형태의 뇌에서 보존되었으며 실제로는 나중에 진화한 동물에서 더 복잡한 행동의 기초임을 시사합니다(Bullock, 1984). 미세 해부학적 수준에서도, 우리는 개별 뉴런의 복잡성이 동물 종에 따라 다르다는 것에 주목합니다. 인간의 뉴런은 다른 동물보다 더 복잡한 복잡성을 보이는데, 예를 들어, 인간의 뉴런 과정(덴드라이트)은 더 많은 분기점, 분기점, 가시를 가지고 있습니다. 신경계 구조의 복잡성은 거시적이고 미시적인 수준 모두에서 복잡한 행동을 일으킵니다. 우리는 유인원과 인간의 비언어적 의사소통에서처럼 팔다리의 움직임을 관찰할 수 있지만, 인간의 손을 사용하는 비언어적 행동의 다양성과 복잡성은 유인원을 능가합니다.

 

신경계와 인지능력

미국 수화(ASL)를 사용하는 청각 장애인과 우둔한 사람들은 영어로 그들 자신을 표현하는데, 그들은 ASL의 많은 억양이 존재할 정도로 매우 섬세한 그라데이션과 함께 이 언어를 사용합니다(Walker, 1987). 신경계, 특히 대뇌 피질의 복잡성이 증가함에 따라 행동의 복잡성은 호모 속에서 관찰될 수 있습니다 (그림 2). 만약 우리가 호모 하빌리스 (200만년 전; 뇌 부피 ~650cm3)와 호모 사피엔스 (300,000년 전부터 지금까지; 뇌 부피 ~1400cm3)의 물질 문화의 정교함을 비교한다면, 그 증거는 호모 하빌리스가 도시를 세우고, 문자 언어를 개발하고, 우주 여행을 시작하고, 그녀 자신을 연구하기 위해 호모 사피엔스가 사용했던 현대 도구와 비교하여 조잡한 석기 도구를 사용했다는 것을 보여줍니다. 이 모든 것은 신경계의 복잡성이 증가하기 때문입니다.

 

 

무엇이 진화를 통해 뇌와 신경계의 복잡성을 행동과 인지의 향상으로 이끌었는가? 다윈(1859, 1871)은 이러한 변화의 배경이 되는 작업 엔진으로 자연 선택과 성적 선택의 두 가지 힘을 제안했습니다. 그는 "심리학은 새로운 기반에 기초할 것이고, 졸업에 의해 각 정신력과 능력을 필요로 하는 것" 즉, 심리학은 진화에 기초할 것이라고 예언했습니다.(Rosenzweig, Bridlove, & Leiman, 2002).

 

 

신경계의 발달

 

뉴런의 신경계 변화에 대한 연구가 매우 매혹적인 가운데, 개인의 발달 동안 단일 뇌의 변화를 연구하는 것도 마찬가지로 매력적인 일입니다. 많은 면에서 개체의 신경계의 개체발생(발달)은 많은 동물 종에서 관찰되는 이 구조의 진화적 발전을 모방합니다. 발달 과정 중에 신경 조직은 외배엽(포유류 배아의 세 층 중 하나)에서 신경 유도 과정을 통해 나옵니다. 이 과정으로 인해 로스트로코달(머리에서 꼬리까지) 평면으로 연장되는 신경관이 형성됩니다. 속이 비어 있는 이 관은 로스트로코달 방향으로 솔기(seaming)됩니다. 일부 질병 상황에서는 신경관이 꼬리 부분을 닫지 않고 척추동물이라고 불리는 이상을 초래합니다. 이 병리학적 상태에서는 척수의 요추와 천골 분절이 파괴됩니다. 임신이 진행됨에 따라 신경관 풍선이 로스트랄 끝에서 위로(두개)되고, 전뇌, 중뇌, 후뇌, 척수가 시각적으로 묘사될 수 있습니다(40일째). 임신 약 50일 후에 해부학적으로 6개의 두뇌 영역을 식별할 수 있습니다(이 영역에 대한 자세한 설명은 아래 참조). 신경관의 안감(신경상피)을 형성하는 전구 세포(신경아세포)는 중추신경계의 모든 뉴런과 신경교세포를 생성합니다.

 

이러한 발달의 초기 단계에서 신경아세포는 많은 다양한 신경세포와 신경교세포로 빠르게 분열하고 전문화되지만, 이러한 세포의 증식은 신경관을 따라 균일하지 않기 때문에 우리는 전뇌와 후뇌가 중뇌보다 더 큰 두뇌 조직으로 확장되는 것을 볼 수 있습니다. 신경상피는 또한 신경관 외부로 이동하여 신경 능선을 형성하는 특수 세포 그룹을 생성합니다. 이러한 구조는 말초신경계에서 감각 및 자율 신경세포를 생성합니다