수면과 각성

1. 수면과 각성
동물의 행동 양상에 있어 및 단계의 각성상태가 존재한다. 즉 깊은 수면, 얕은 수면, NEM 수면, 그리고 안정 각성상태 및 진 각성상태가 그것이다. 일반적으로 각성을 증가시키는 것은 새로운 감각 신호가 들어올 때나, 뇌간의 망상체로부터의 신호 가 들어올 때이다. 많은 증거에 의해서 대뇌피질의 각성상태는 뇌간의 망상활성화계가 담당하는 것으로서 감각 신호도 이를 통과해서 지나야 각성을 유발할 수 있다고 알려져 있다. 수 면의 기전이나 수면이 왜 필요한가 하는 의문점들은 아직도 과학적으로 아주 해결되지 않고 있지만, 이 장에서는 과학적 연구 결과를 토대로 밝혀진 사실을 설명하고자 한다.
1) 시상의 핵들
시상상부(epi thalamus)는 후각과 관련되어 변연계의 일부로 여겨지고 있어며, 각성과 관련되는 시상의 핵들은 등 쪽 시상(dorsal thalamus)에 밀집되어 있다. 여기에는 신피질 전체로 정보를 보내는 핵들과 특정 신피질 및 특정 변연계로 정보를 보내는 핵들이 있는데, 전자가 midline nudlei와 intralaninar nude다. 이 경로는 미특정 감각계로서 받은 정보를 대뇌피질 전체로 보내어 뇌활 성도를 조절한다. 후자는 특정감각제를 담당하는 부위인데, 청각 및 시각 정보를 각 각의 대뇌피질 중추로 투사하는 내측 및 외측 살상해 (gunlor ILC bot)과 제원(품) 감각 정보를 전달하는 ventohoarl gorp
•의 책들이 있다. 또한 부동 홀 점으로서 여기에는 기지 해가 홍보 초부터 운동 정보를 받아 대뇌 운동피질로 보내는 해와 유두 체로부터 정보를 받아 변연계로 보내는 핵들도 존재한다.
2) 뇌간의 망상체와 망상활성화계
망상체란 뇌간 중앙의 북측부에 위치한, 시냅스가 복잡하게 얽힌 신경의 망상 회로를 일컫는다. 망상 활성화 계는 이들 신경회로 중 각성과 수면에 관련된 회로를 일콜 으며, 이곳에 전술한 신경 활성 조절계의 핵들이 산재해 있는데, 모든 체성감각과 청각, 시각 및 후각의 정보까지 받는다. 시냅스의 복잡성 때문에 감각 정보에 대한 특이성은 망상활성화계에서는 존재하지 않고, 들어오는 감각 정보에 상관없이 정보를 직접 또는 시상의 intalaminar nucei를 경유해서 전체 대뇌의 신피질로 투사시킨다. 망상 활성화계에서 대뇌로 가는 신경 경로와 더불어 대뇌에서 망상활성화계로 들어오는 신경 경로가 있다. 이는 대뇌가 각성상태로 있을 때 망상활성화계의 흥분을 유지함으로써 대뇌 활동을 계속 수행할 수 있게끔 하는 일종의 양성 되먹임 기전이다. 망상 활성화 영역은 항중력의 긴장도 및 척수 반사의 감수성에도 관여한다.
주요 상향 각 성회로는 두 가지 경로로 대뇌피질에 이르는데, 하나는 청반(locus ceruleus), 솔기 핵(rape nucleus) 그리고 시상하부의 유두 융기 핵(tuberomammillary nucleus) 오부터 시작하여 내측전뇌다발을 거쳐 대뇌피질로 이르고, 전뇌 기저부(basal forebrain)의 choline 성 뉴런도 피질로 직접 투사된다. 또 다른 경로는 시상을 경유하여 대뇌에 이르는 경로로서, tuberomammillary nucleus의 일부 뉴 건과 외교의 choline 성 뉴런이며, 전자는 thalamocortical neuron(시상 연결 뉴런: thalamic relay neuron)과 시냅스를 이루어 활성화하며, 후자는 억제성 GABA 뉴런인 시상 망상 뉴런(thalamic reticular neuron)을 억제하여 thalamo-cortical neuron의 활성화를 촉진한다.
뇌파 두피에 전극을 장치하고. 뇌 활동 시 나타나는 전기적 변화를 기록한 것을 뇌전도(do cto-concephalogram, BEG)라 하며, 피질에서 직접 기록한 것을 피질 전기도(cletocar racogrem), ECOG)라 한다. 이때 기록된 파형을 뇌파 (boa in.INeaNe) 라 한다. 뇌의 특정 부위에 혈액이 자면, 피부 표면의 로의 뇌파 전도를 나쁘게 하므로, 뇌파는 지주막하출혈과 같은 질환의 진단에 사용되고, 그 외 간질 및 정신질환의 진단에 사용될 수 있으며, 정상인에게서는 다음과 같은 시가 제 파형이 관찰된다.
① Alpha(a)-파8~12 HL이며, 50~100 AY 의 크기를 보인다. 정상 성인이 눈을 감은 안정상태에서 나타나고, 후두부에서 가장 잘 관찰된다. 포유동물 중간에 큰 차이 없이 심적 안정상태의 깨어 있는 가운데 나타난다. 정신을 집중하여 대뇌의 활동이 증가하면 파로 바뀌며, 이를 c-block이라 한다.
② Beta(8)-파
18~30 H2의 진동수를 가지며, 파고는 매우 작다. 뇌 활동
•이가 된 상태로서 두정부 및 전두부에서 잘 관찰된다.
30~80H.의 yoscallation도 존재하는데, 깨어 있는 사람이 어떤 것에 집중할 때 나타날 수 있다.
③ Theta(l)-파
4~7 Hz 정도이며, 어린이의 두정부와 측두부에서 정상적으로 관찰되고, 성인에서도 수면 시, 깊은 실망 등의 슨 트레스가 있을 때, 또는 뇌 질환이 있을 때 출현한다.
④ Delta(6)-파
4 the 이하이며, 깊은 잠이 들었을 때 나타나고, 심한 뇌 질환 시 나타나기도 한다. 대뇌피질을 하부 뇌 조직과 분리했을 때에도 나타나는 것으로 보아 피질 자체에서 독립적으로 나타나는 파형이라 볼 수 있다. 이 파형은 유아에서
'는 각성 시에도 후두부에서 관찰되며 나이가 들수록 파가
빨라져 어른의 @파는 사춘기부터 출현한다.
뇌파는 대뇌피질의 비교적 상부층인 1, II 층에 존재하는 세포외액의 전압변동으로 나타난다. 피질 상부층은 주로 가지돌기들로 이루어져 있어 가지돌기들 사이의 시냅스에서 발생하는 전류가 뇌파 형성에 중요한 역할을 한다. 1~2개의 뉴런 흥분 시 나타나는 전압의 변동은 너무 작아 두 피 위의 전극으로 감지할 수가 없다. 따라서 뇌파의 크기 (voliage)는 대뇌의 활성도에 비례하는 것이 아니라, 동시적 gmchronous)으로 흥분하는 뉴런들의 수에 의해 결정된다