[코싸인의 인지과학 이야기] 감각과 지각(2)
[1주차 신경생물학팀] 2. 시각(1부)
지난 시간에는 신호가 전달되는 원리를 이해하기 위해 뉴런의 구조와 기능, 뉴런에서 신호가 전달되는 구체적인 과정 등에 대해 알아보았습니다. 이번 시간부터는 지난번에 배웠던 내용을 바탕으로 다양한 감각들이 전달되는 원리를 알아보도록 하겠습니다.
우리가 흔히 알고 있는 오감(Five Senses) 중에 가장 복잡한 감각은 ‘시각’이라고 할 수 있습니다. 이번 글에서는 시각신호가 전달되는 과정을 구체적으로 다룰 것입니다.
눈의 구조
[그림 1] 눈의 구조 [1]시각수용체 (Photoreceptor)
[그림 2] 시각수용체 [2]시각수용체는 크게 원뿔세포(원추세포, cone)와 막대세포(간상세포, rod)로나눌 수 있습니다. 원뿔세포는 망막 중심부에 많이 분포하고, 빛이 강할 때 작용하며, 색깔을 구분하는 역할을 합니다. 막대세포는 망막 주변부에 많이 분포하고, 어두운 곳에서 약한 명암을 감지하는 역할을 합니다. 원뿔세포는 현재 흡수하는 빛의 파장에 따라 세 가지로 분류된다고 알려져 있습니다. 19세기에 토마스 영(Thomas Young)과 헤르만 폰 헬름홀츠(Hermann von Helmholtz)는 시각수용체가 각각 빨간색, 초록색, 파란색 범위의 파장을 흡수하는 수용체로 분류된다는 이론을 제시하였고, 그 이론이 인간을 포함한 다른 몇몇 포유류의 삼색형 색각(trichromacy) 현상을 설명하는 데에 주된 이론이 되고 있습니다. 막대세포에 함유되어 있는 빛을 감지하는 단백질은 로돕신(Rhodopsin)이고, 로돕신은 막대세포가 어두운 환경에서 빛을 감지하는 데에 매우 중요한 역할을 합니다.
암전류(Dark Current)
뉴런에 대해 배운 사람들은 흔히 자극이 입력되면 뉴런은 흥분하기 시작할 것이라고 생각합니다. 이는 대부분의 감각계에서는 맞는 말이지만, 망막에서는 예외적으로 빛에 의한 자극이 탈분극되어 활동전위 (action potential)를 발생시키는 것이 아니라 세포를 과분극시켜 억제하는 방식으로 작동합니다. 시각수용체는 평소 어두운 환경에서 막전위가 약-40mV정도인 탈분극 상태로 존재하므로 외부 자극이 없어도 꾸준히 전류가 흐르고 있고 신경전달물질을 분비하고 있습니다. 이러한 이유로 이 부분을 암전류(Dark Current)라고 부르게 됩니다. 하지만 수용체가 빛의 자극을 받게 되면 막전위가 -65mV로 내려가는 과분극상태가 되고, 이에 따라 신경전달물질이 분비되는 속도가 느려지기 때문에 보통의 신경세포와는 달리 활성이 감소하는 방식으로 신호를 전달합니다. [코싸인 신경생물학팀]
