1. 뉴런 (Neuron), 신경 세포 (Nerve Cell)
ㅇ 신경계를 구성하는 기본 단위
ㅇ 전기,화학적 신호를 생성,전달하는, 신경계의 세포 ☞ 네이버 지식백과 (신경세포) 참조
※ [참고] ☞ 인공 뉴런 참조
- 생물학적 뉴런의 작동 원리를 수학적으로 모방한 컴퓨팅 소자
2. 뉴런의 특징
ㅇ (역할)
- 몸 안에서, (신경계) 정보의 처리 및 전달
ㅇ (길이 및 크기)
- 길이 : 거의 1 m에 도달 가능한 인체에서 가장 긴 세포 (축삭돌기,수상돌기)
- 크기 : 뇌 세포 직경이 0.01~0.05 mm 정도
ㅇ (수량)
- 뇌에는 1천억(1011)개 정도의 뉴런(신경 세포)이 존재
ㅇ (뉴런 간 신호 전달) : (형태)
- 전기,화학적 신호 형태 모두 사용 ☞ 세포 간 신호 전달 참조
. 원거리 전달 : (주로, 전기적 신호)
.. 막 전위의 생성,유지,변화를 통해, 정보 전달이 가능해 짐
. 근거리 전달 : (주로, 화학적 신호) ☞ 신경 전달 물질 참조
ㅇ (뉴런 간 신호 전달) : (방식)
- 이들 모두 동일 방식으로 정보를 전달 함
. `감각 정보를 전달(상향)하는 신경 세포` 및 `운동 정보를 전달(하향)하는 신경 세포`는,
. 모두 동일한 방식으로 정보를 전달 함
ㅇ (뉴런 간 연결 구조) : (신경 회로망)
- 1개 뉴런은, 다른 뉴런과 100~1만개 정도의 시냅스를 이루면서 연결됨
. 즉, 뉴런들은 서로 연결되어, 매우 복잡한 신경 회로망을 이룸
. 이에따라, 신경망의 개수가 1천조 이상이 됨 (총 연결망 수 : 약 1014~1016)
* (결국, 1천억개가 넘는 뉴런이, 1천조개 이상의 시냅스 연결을 하며, 신경망을 구성함)
3. 뇌에서, 뉴런의 역할과 구조
ㅇ (뉴런 = 뇌의 정보 처리 기본 단위)
- 사람의 뇌에는, 약 1011~1012(백억~천억)개의 `뉴런`이 존재
- 이로써, 인체 뉴런(신경세포) 중 약 95% 정도를 뇌가 갖고있음
ㅇ (뉴런 전체의 구성)
- 신경 세포 (뉴런) (90%) + 신경 아교 세포 (뉴런의 작용을 도움) (10%)
* (신경계 전체는, 신경 세포와 지지 세포의 신경 회로망으로 구성됨)
ㅇ (뉴런 각각의 구성)
- `세포체` 및 `돌기`로 구성되며, 다음과 같은 역할 수행
- 세포체 (단순 연산), 수상 돌기 (수신), 축삭 돌기 (전달)로 구성됨
. 뇌에서, 세포체가 밀집한 부위가, 대뇌피질 같은 회색질 임
ㅇ (뉴런 각각의 역할)
- 가지돌기(수신)를 통해 입력 받은 세포체(연산)는, 이들 입력들에 대해 연산을 수행하고,
- 그 결과에 따른 전기적 신호가 축삭돌기(전달)를 따라 전송됨 ☞ 인공 뉴런 참조
ㅇ (뉴런 연산 구조)
- 수많은 단순 연산기들이, 엄청난 규모로 서로 연결된 구조의, 병렬 처리기로 볼 수 있음
ㅇ (뉴런 연결 구조)
- 뉴런들은, 서로 유기적으로 연결됨
. 하나의 뉴런은, 수천~수만개 이상의 다른 뉴런들과 연결(시냅스)을 맺고 있으며,
. 1014 (일조) 또는 1016 (백조)개 이상의 `연결(시냅스)`이 가능함
- 시냅스는, 고정된 것이 아니라 상황에 따라 변함
ㅇ (나이에 따른 변화)
- 뉴런은, 20세를 넘으며 줄어들기 시작, 40대 이후에 점점 빨라짐
4. 뉴런의 유형 구분
ㅇ (기능에 따른 구분)
- 중간 뉴런, 연합 뉴런 (inter neuron) : (중추신경계에 속함)
. 감각 뉴런과 운동 뉴런 사이에서, 네트워크를 만들어, 정보를 분석 처리
- 감각 뉴런 (sensory neuron) : (말초신경계에 속함)
. 특화된 신경 세포 : 감각 수용기
. 외부 자극을 신경 신호로 변환시키는 특화된 신경 세포를 말함
- 운동 뉴런 (motor neuron) : (말초신경계에 속함)
. 명령에 반응하는 세포
ㅇ (돌기의 구조에 따른 구분)
- 단극성 뉴런 : 돌기가 하나인 것
- 양극성 뉴런 : 세포체를 중심으로 돌기가 양 갈래로 뻗어 나온 것
- 위(僞)단극성 뉴런 : 원래 한 개였던 돌기가 중간에 갈라져 두 개가 된 것
- 다극성 뉴런 : 돌기가 세 개 이상인 것 (대다수를 차지)
5. [참고사항]
ㅇ (뇌의 변화하는 능력) : 신경 가소성 (neuroplasticity)
- 새로운 경험이 있을 때 마다, 뉴런이 시냅스를 강화 또는 약화시킴으로써,
. 신경 기능의 조절이 이루어지며, 이는 기억과 학습이 이루어지는 기전임
- 따라서, 뇌손상 후 재활은, 뉴런의 재생이 아니고, 손상 없는 뉴런들의 재편성 결과임
- 주요 유형
. 장기 강화 (LTP, Long-Term Potentiation) : 시냅스 연결이 강화되어 신호 전달이 더 효율화
. 장기 억제 (LTD, Long-Term Depression) : 시냅스 연결이 약화되어 신호 전달이 감소됨