H3의 생명과학 이야기

인간의 뇌는 수십억 개의 신경세포와 이를 지지하는 아교세포가 얽혀 있는 가장 복잡한 기관이다. 과거에는 정신질환이나 퇴행성 뇌 질환을 단순히 추상적인 '마음의 병' 혹은 노화의 피할 수 없는 결과로 치부했으나, 현대 신경과학은 이러한 질환들이 분자 수준에서 발생하는 명확한 생물학적 기전에 근거함을 밝혀냈다. 특정 신경전달물질의 과잉이나 결핍, 비정상적인 단백질의 응집, 그리고 뇌 회로의 물리적 변형은 인간의 사고와 행동, 그리고 운동 능력을 파괴하는 중추신경계 질환의 핵심 원인이다. 본 고에서는 조현병, 우울증, 약물 중독, 알츠하이머병, 파킨슨병의 분자적 배경을 심층 분석하고, 이를 극복하기 위한 줄기세포 치료의 가능성을 고찰한다.1. 조현병(정신분열증): 도파민과 글루탐산의 부조화조현병은 환각, 망상..

생명과학 2026. 2. 9. 02:22

인간의 뇌는 고정된 회로판이 아니라, 경험과 학습에 의해 끊임없이 자신을 재구성하는 역동적인 장기이다. 우리가 어제 배운 단어를 오늘 기억하고, 반복된 연습을 통해 악기 연주법을 익히는 것은 뇌 속의 신경세포들이 물리적, 화학적으로 변화했음을 의미한다. 이러한 변화의 핵심은 신경세포 사이의 접점인 '시냅스'에 있으며, 이를 신경 가소성(Neuroplasticity)이라 부른다. 기억은 특정한 세포 안에 저장되는 정적인 기록이 아니라, 시냅스 연결 강도의 변화를 통해 형성되는 동적인 회로의 패턴이다. 본 고에서는 신경 가소성의 원리부터 기억의 분류, 그리고 기억 형성의 핵심 분자 기전인 장기상승작용(LTP)에 대해 학술적으로 심층 분석한다.1. 신경 가소성(Neuroplasticity): 변화하는 뇌의 설..

생명과학 2026. 2. 8. 20:50

인간을 포함한 고등 포유류의 뇌에서 가장 눈에 띄는 진화적 성취는 단연 대뇌피질(Cerebral Cortex)의 팽창이다. 대뇌의 가장 바깥층을 형성하는 이 회색질 조직은 수조 개의 시냅스 연결을 통해 단순한 감각 수용을 넘어 복잡한 인지, 언어, 감정, 그리고 자아 의식이라는 고차원적 기능을 수행한다. 대뇌피질은 신체의 수의적 운동을 정밀하게 제어하는 명령 센터인 동시에, 외부 세계에 대한 주관적 경험을 구성하는 정보 처리의 종착지이다. 본 고에서는 대뇌피질의 정보 처리 원리부터 언어 중추의 메커니즘, 기능적 좌우 분화, 그리고 현대 신경과학의 최대 화두인 감정과 의식의 발현 기작에 대해 학술적으로 심층 분석한다.1. 대뇌피질에서의 정보 처리: 감각 통합과 운동 명령대뇌피질은 크게 전두엽, 두정엽, 측..

생명과학 2026. 2. 8. 17:42

척추동물의 뇌는 단순히 신경세포들이 모여 있는 덩어리가 아니라, 각 부위가 생존에 필수적인 생리 조절부터 고도의 지적 활동에 이르기까지 정밀하게 역할을 분담하는 기능적 전문화의 결정체이다. 배아 발생 과정에서 앞뇌(Forebrain), 중간뇌(Midbrain), 뒷뇌(Hindbrain)의 세 가지 영역으로 시작된 뇌는 진화를 거치며 각 영역이 세분화되고 확장되어 왔다. 특히 대뇌 피질의 팽창과 각 부위 간의 유기적인 연결은 척추동물이 변화하는 환경 속에서 단순한 반사 작용을 넘어 복잡한 학습과 추론을 가능케 한 원동력이 되었다. 본 고에서는 뇌간, 소뇌, 간뇌, 대뇌로 이어지는 각 부위별 특화된 기능을 분석하고, 척추동물의 인지 기능이 진화해 온 학술적 경로를 고찰한다.1. 뇌간(Brainstem): 생..

생명과학 2026. 2. 8. 11:35

생명체의 생존과 적응은 외부 자극을 수용하고 이를 통합하여 적절한 반응을 도출하는 능력에 달려 있다. 이러한 고등 기능을 수행하는 신경계(Nervous system)는 단순한 세포들의 집합을 넘어, 고도로 전문화된 신경세포(뉴런)와 이들의 생존 및 활동을 보조하는 지지세포(아교세포)가 복잡하게 얽힌 거대한 회로망이다. 척추동물의 신경계는 그 위치와 역할에 따라 중추신경계(CNS)와 말초신경계(PNS)로 나뉘며, 각 체계는 고유의 세포학적 구성과 생리적 메커니즘을 통해 신체의 항상성을 유지한다. 본 고에서는 척추동물 신경계의 전반적인 구성과 중추신경계 내 아교세포의 다양성, 그리고 말초신경계의 세부 분화 체계를 학술적 관점에서 심층적으로 고찰한다.1. 척추동물 신경계의 구조적 기초와 구성척추동물의 신경계는..

생명과학 2026. 2. 8. 06:27

신경계의 정보 처리는 개별 신경세포 내에서 일어나는 전기적 신호의 전도에만 의존하지 않는다. 축삭을 타고 내려온 활동전위가 말단에 도달하면, 이 신호는 다음 신경세포로 전달되어야 한다. 이때 두 뉴런이 만나는 접점인 시냅스(Synapse)에서 정보의 형태는 전기적 에너지에서 화학적 메시지로 전환되며, 이 과정을 통해 고도의 복잡한 연산과 가소성이 가능해진다. 본 고에서는 시냅스후 전위의 생성과 합산 기전, 수용체를 통한 간접적 신호 전달 경로, 그리고 신경전달물질의 다양한 분자적 범주에 대해 학술적으로 심층 분석한다.1. 시냅스후 전위의 생성: 이온통로형 수용체의 역할화학적 시냅스에서 신호 전달은 시냅스 전 뉴런의 말단에서 신경전달물질이 방출됨으로써 시작된다. 방출된 물질이 시냅스 후 뉴런의 막에 존재하..

생명과학 2026. 2. 8. 02:17

신경계의 가장 본질적인 기능은 정보를 한 지점에서 다른 지점으로 신속하고 정확하게 전달하는 것이다. 앞서 고찰한 휴지막전위가 에너지를 비축한 '대기 상태'라면, 활동전위(Action potential)는 그 에너지를 폭발적으로 방출하여 장거리를 이동하는 실제 '신호'에 해당한다. 활동전위는 신경세포의 축삭(Axon)을 따라 전도되는 일시적이고 급격한 막전위의 역전 현상으로, 자극의 세기가 아닌 '빈도'를 통해 정보를 부호화한다. 본 고에서는 활동전위가 발생하는 생리학적 원리와 그 기저에 깔린 이온 통로의 분자적 개폐 기작, 그리고 신호가 축삭을 따라 소실 없이 전달되는 전도 과정을 학술적으로 심층 분석한다.1. 활동전위의 생성: 역치와 '실무율'의 원리신경세포가 외부로부터 자극을 받으면 휴지 상태의 막전..

생명과학 2026. 2. 7. 21:10

신경세포(Neuron)가 정보를 전달하는 방식의 핵심은 세포막을 경계로 형성되는 전기적 에너지의 변화에 있다. 모든 살아있는 세포는 세포막 내외의 전하 차이, 즉 막전위(Membrane potential)를 가지고 있지만, 신경세포와 근육세포 같은 흥분성 세포는 이 전위차를 신호 전달의 도구로 사용한다는 점에서 특별하다. 자극을 받지 않은 상태의 신경세포가 유지하고 있는 안정적인 전위 상태를 휴지막전위(Resting membrane potential)라고 하며, 이는 단순히 정적인 상태가 아니라 이온 펌프와 이온 통로가 에너지를 소모하며 만들어내는 역동적인 평형의 결과물이다. 본 고에서는 휴지막전위가 생성되는 생물학적 기전과 이를 설명하는 물리화학적 모델에 대하여 학술적으로 고찰한다.1. 휴지막전위의 생..

생명과학 2026. 2. 7. 18:52