뇌의 회백질 이해하기

: By 콜로라도 대학교 크리스토퍼 필리

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회백질과 백색질을 모두 포함하는 뇌의 신경망. Getty Images를 통한 Pasieka/과학 사진 라이브러리

기억이 어떻게 형성되는지, 문장이 생성되는지, 일몰이 감상되는지, 창의적인 행위가 수행되는지 또는 극악한 범죄를 저지르는지에 대해 생각해 보지 않은 사람이 누가 있겠습니까?

인간의 뇌는 대체로 수수께끼로 남아 있는 XNUMX파운드짜리 기관입니다. 그러나 대부분의 사람들은 뇌의 회백질, 학습, 기억 및 추론과 같은 인지 기능에 필요합니다.

보다 구체적으로, 회백질은 신경 세포가 있는 뇌 전체의 영역을 나타냅니다. 뉴런으로 알려진 - 집중되어 있다. 인지에 가장 중요하다고 생각되는 영역은 대뇌 피질, 뇌 표면에 있는 회백질의 얇은 층.

그러나 뇌의 나머지 절반은 - 백질 - 종종 간과됩니다. 백색질은 피질 아래에 있으며 뇌 깊숙이 자리잡고 있습니다. 그것이 발견되는 곳마다 백질은 회백질 내의 뉴런을 서로 연결합니다.

나는 신경정신과 교수 콜로라도 의과대학 행동신경과 과장. 나의 업무는 치매 노인과 외상성 뇌 손상을 가진 젊은 사람들의 평가, 치료 및 조사를 포함합니다.

이러한 장애가 뇌에 어떤 영향을 미치는지 알아내는 것이 수년 간의 연구에 동기를 부여했습니다. 나는 백질을 이해하는 것이 아마도 이러한 장애를 이해하는 열쇠라고 믿습니다. 그러나 지금까지 연구자들은 일반적으로 백색 물질이 마땅히 받아야 할 주의를 기울이지 않았습니다.

인간 뇌의 약 100억 개의 뉴런은 축삭으로 서로 연결되어 있으며, 그 중 많은 부분이 수초로 둘러싸여 있습니다. 이 축삭은 미엘린과 함께 백질을 구성하여 뇌 전체의 뉴런 간의 의사소통을 촉진합니다.

백질을 알아내다

이러한 인식 부족은 주로 백질 연구의 어려움에서 비롯됩니다. 뇌의 표면 아래에 위치하기 때문에 최첨단 영상 기술로도 쉽게 세부 사항을 확인할 수 없습니다. 그러나 뇌 영상 및 부검 검사의 발전으로 가능해진 최근의 발견은 백질이 얼마나 중요한지 연구원들에게 보여주기 시작했습니다.

백질은 많은 물질로 구성되어 있습니다. 수십억 개의 축삭, 전기 신호를 전달하는 긴 케이블과 같습니다. 그것들을 뉴런의 확장으로 작용하는 길쭉한 꼬리로 생각하십시오. 축삭은 시냅스라고 하는 접합부에서 뉴런을 서로 연결합니다. 여기에서 뉴런 간의 통신이 발생합니다.

축삭은 뇌 전체에 걸쳐 있는 다발 또는 소로로 함께 옵니다. 끝에서 끝까지 배치하면 단일 인간 두뇌에서 결합된 길이는 약 85,000마일입니다. 많은 축삭은 미엘린으로 절연, 대부분의 지방층으로 뉴런 간의 전기 신호 또는 통신 속도를 최대 100배까지 높입니다.

이 증가된 속도는 모든 뇌 기능 그리고 이것이 부분적으로 호모 사피엔스가 독특한 정신 능력을 가지고 있는 이유입니다. 의심의 여지가 없는 동안 우리의 큰 두뇌 오랜 세월에 걸쳐 진화에 의해 뉴런이 추가되었기 때문입니다. 백질의 증가 진화의 시간 동안.

이 잘 알려지지 않은 사실은 심오한 의미를 내포하고 있습니다. 주로 축색 돌기를 둘러싸고 있는 수초에서 나오는 증가된 백질의 부피는 뇌 기능을 최적화하기 위해 회백질의 뉴런 효율성을 향상시킵니다.

모두 독립적으로 기능하지만 도로, 전선, 인터넷 또는 기타 연결로 다른 도시와 연결되지 않은 도시 국가를 상상해 보십시오. 이 시나리오는 백질이 없는 뇌와 유사합니다. 언어 및 기억과 같은 고급 기능은 회백질 영역이 백질 영역으로 연결된 네트워크로 구성됩니다. 이러한 연결이 더 광범위하고 효율적일수록 뇌가 더 잘 작동합니다.

백질과 알츠하이머

뇌 세포 간의 연결에 필수적인 역할을 감안할 때, 손상된 백질 인지 또는 감정 기능의 모든 측면을 방해할 수 있습니다. 백질 병리는 많은 뇌 장애에 존재하며 충분히 심각할 수 있습니다. 치매를 일으키다. 수초 손상은 이러한 장애에서 흔히 발생하며 질병이나 손상이 더 심하면 축삭도 손상될 수 있습니다.

30여 년 전, 제 동료와 저는 이 증후군을 다음과 같이 설명했습니다. 백질 치매. 이 상태에서 기능 장애 백질은 더 이상 커넥터로 적절하게 작동하지 않습니다. 즉, 회백질이 매끄럽고 동기화된 방식으로 함께 작용할 수 없습니다. 본질적으로 뇌는 자신과 분리되어 있습니다.

마찬가지로 중요한 것은 백질 기능 장애가 현재 회백질에서 발생한다고 생각되는 많은 질병에서 역할을 할 가능성입니다. 이러한 질병 중 일부는 완고하게 이해를 무시합니다. 예를 들어, 나는 백질 손상이 알츠하이머병과 외상성 뇌 손상의 초기 단계에서 중요할 수 있다고 생각합니다.

알츠하이머는 고령자에서 가장 흔한 유형의 치매. 인지 기능을 손상시키고 사람들의 정체성을 앗아갈 수 있습니다. 치료법이나 효과적인 치료법이 없습니다. 이후로 계속 알로이스 알츠하이머의 1907년 관찰 신경과학자들은 아밀로이드와 타우라고 불리는 회백질 단백질의 축적을 믿었습니다. 중심적인 문제이다 알츠하이머 뒤에. 그러나 이러한 단백질을 제거하는 많은 약물 멈추지 마 환자의 인지 쇠퇴.

최근 연구 결과는 점점 더 백질 손상 – 해당 단백질의 축적 이전 – 진정한 범인이 될 수 있습니다. 뇌는 나이가 들어감에 따라 심장에서 혈액을 운반하는 혈관이 좁아져 혈류가 점진적으로 손실되는 경우가 많습니다. 낮은 혈류는 백질에 큰 영향을 미칩니다.

놀랍게도, 유전된 형태의 알츠하이머도 특징적이라는 증거가 있습니다. 초기 백질 이상. 즉, 백질로의 혈류를 유지하는 것을 목표로 하는 치료법이 단백질을 제거하려는 시도보다 더 효과적일 수 있음을 의미합니다. 도움이 될 수 있는 한 가지 간단한 치료법은 고혈압 조절, 이것은 백질 이상의 심각성을 줄일 수 있기 때문입니다.

Loma Linda University Health에서: 외상성 뇌 손상으로 수백만 명을 도울 수 있는 새로운 발견.

백질과 외상성 뇌 손상

외상성 뇌 손상 환자, 특히 중등도 또는 중증 손상 환자는 평생 장애를 가질 수 있습니다. TBI의 가장 불길한 결과 중 하나는 만성 외상성 뇌증, 진행성 및 비가역적 치매를 유발하는 것으로 여겨지는 뇌 질환. TBI 환자에서 회백질에 타우 단백질이 축적되는 것이 분명합니다.

연구원들은 TBI를 겪은 사람들에게 백질 손상이 흔하다는 것을 오랫동안 인식해 왔습니다. 뇌에서 관찰 반복적인 외상성 뇌 손상을 입은 사람들 중 축구 선수와 퇴역 군인은 자주 연구되어 왔으며 백질 손상이 두드러지며 회백질에서 얽힌 단백질이 나타나기 전에 나타날 수 있습니다.

과학자들 사이에서는 이에 대한 열광적인 반응이 일고 있습니다. 백질에 대한 새로운 관심. 연구자들은 이제 회백질 연구에 대한 전통적인 초점이 원하는 결과를 내지 못했다는 것을 인정하기 시작했습니다. 백질로 알려진 뇌의 절반에 대해 더 많이 알게 되면 앞으로 수백만 명의 고통을 완화하는 데 필요한 답을 찾는 데 도움이 될 것입니다.