신경생물학 용어정리 (5)
Sperry’s optic nerve regeneration experiment
: 양서류는 재생 능력이 뛰어나기 때문에 axon을 끊어도 다시 자라나서 원래 목적지를 찾아간다. 스페리는 이 현상을 이용해서 도롱뇽 눈으로 실험을 하였다. 도롱뇽의 한쪽 눈을 180도 회전시킨 후 눈의 시신경을 잘랐다. 재생능력으로 인해서 다시 RGC의 axon이 뇌를 향해 자라서 연결을 맺을 것이라고 생각했다. 도롱뇽은 바닥에 머리를 박을 때까지 아래로 헤엄쳤으며 이는 RGC axon이 눈이 돌아가기 전에 연결을 맺었던 영역과 다시 연결을 맺었음을 의미한다. 즉, RGC는 망막 내에서 원래 자신이 차지했던 위치에 대한 정보를 가지고 있으며, 이 정보를 이용해서 뇌에 있는 자신의 목적지를 찾는다는 것을 알게 되었다.
Chemmoaffinity hypothesis
: 스페리가 제시한 가설이다.
뇌와 척수에 있는 뉴런과 axon들은 고유한 신분증(세포가 만든 화학적 표지)를 가지고 있다. 뉴런마다 그 성문이 달라서 어느 뇌 영역에서든 각 뉴런이 자기만의 고유한 화학적 표지를 가지고 있을 것이다. 뉴런의 axon은 자신의 화학적 표지에 선택적으로 결합하는 표지를 가진 뉴런을 골라서 시냅스 연결을 맺을 것이다.
Ocular dominance
: 시각을 담당하는 뇌 영역의 양쪽 눈 중 하나의 눈에 대한 선호도. 고양이나 원숭이와 같은 포유류의 일차시각피질에는 같은 눈우세 성질을 갖는 뉴런이 수직적으로 분포하는 눈우세기둥을 형성한다.
Experiment with the third eye in frog
: 눈의 전구체를 발생 중인 올챙이에 하나 더 이식해서 세눈박이 개구리를 만든다. 제 3의 눈에서 나온 RGC axon은 앞에서 설명한 분자적 기작을 이용하여 반대측 tectum에 국소위치 보존적으로 연결을 맺는다. 제 3의 눈에서 유래한 axon이 본내 있던 눈 중 하나에서 유래한 축삭과 tectum의 주어진 공간 내에서 표적영역을 차지하기 위해 경쟁하기 때문에, 눈특이적 axon 표적 영역이 분리되는 것을 볼 수 있다. 즉, 투입된 입력신호 간의 경쟁이 시냅스 표적 영역에서 띠를 형성하는 것에 대한 충분조건을 만족시킨다는 것을 알 수 있다.
Hebb’s rule
: 학습이 기억으로 변환되는 과정을 설명한 것이다. 뉴런 A의 axon이 뉴런 B 가까이 있어서 뉴런 B의 활동전위를 반복적이고 지속적으로 유도한다면, 뉴런 A나 뉴런 B(혹은 두 뉴런 모두)에서 성장과정 또는 대사변화가 일어나서 뉴런 A가 뉴런 B를 활성화 시킬 수 있는 효율이 증가한다는 가설이다. 정반대의 상황에도 적용할 수 있다.
Explain a Hebbian molecule as the NMDA receptor
: 첫 활동전위를 통해 글루탐산이 AMPA 수용체를 통해 분비되고 LGN 뉴런을 탈분극시켜 NMDA 수용체로부터 Mg2+이온을 밀어낼 것이다. 바로 다음에 도착한 활동전위는 이제 NMDA 수용체를 열어 이온을 통과시킬 수 있다. 그런데 대부분의 AMPA 수용체와는 달리 NMDA 수용체는 Ca2+신호에 의한 다양한 생화학적 반응을 일으킬 수 있다. 이런 변화를 통해 RGC axon과 LGN 뉴런의 dendrite 간의 시냅스가 강화될 수 있다.
Q) Which of the following general principles can be gleaned from developmental studies of the visual system in vertebrates?
(a) Connection specificity that distinguishes discrete cell types is more likely to be determined by molecular cues.
(b) Connection specificity that chooses between similar cells tends to involve neuronal activity and competition.
(c) Initial targeting by neuronal processes tends to be activity-independent.
(d) Refinement of neuronal processes tends to be activity-dependent.
(e) All of the above
* Reference: Liqun Luo, 신경생물학의 원리, 라이프사이언스, 2017