배쪽신경다발

1. 개요

배쪽 신경삭은 동물의 배쪽에 위치하며 뇌와 연결된 신경 조직으로 구성된다. 신경 신호를 통합하고 전달하는 기능을 하며, 척추동물의 척수와 유사하다. 상행 뉴런, 하행 뉴런, 운동 뉴런, 감각 뉴런의 축삭과 사이신경세포가 관여한다. 배쪽 신경삭은 선형동물, 환형동물, 절지동물 등 일부 대칭동물 문에서 발견되며, 곤충에서 잘 연구되었다. 곤충의 배쪽 신경삭은 분절 신경절로 구성된 밧줄 사다리 모양을 보이거나, 흉부 및 복부 신경절이 융합된 형태를 보인다. 곤충 배쪽 신경 다발은 30쌍의 분절된 신경모세포와 1개의 단일 신경모세포를 기반으로 하는 체제에 따라 발달하며, Engrailed 전사 인자가 배아 발달 동안 신경모세포를 분리하는 데 중요한 역할을 한다.

2. 구조

배쪽 신경삭은 동물의 배쪽(복부)에 위치하며, 신경 조직으로 구성되어 뇌와 연결된다.

신경절은 각 신체 분절에 대한 신호를 처리한다. 앞쪽 신경절은 앞다리와 같은 앞쪽 신체 분절을 제어하고, 뒤쪽 신경절은 뒷다리와 같은 뒤쪽 신체 분절을 제어한다. 신경절은 연결체에 의해 종방향으로 연결된다. 좌우 한 쌍의 반분절은 교차연결체에 의해 수평으로 연결된다.

작은 벌레인 메아라 스티코피에는 대신 등쪽 신경삭 한 쌍이 있다.

2.1. 신경절

2.2. 연결체

2.3. 교차연결체

3. 기능

배쪽신경다발은 척추동물의 척수와 마찬가지로 신경 신호를 통합하고 전달하는 기능을 한다. 여기에는 뇌로 정보를 전달하고 뇌로부터 정보를 전달하는 상행 뉴런 및 하행 뉴런, 신체로 투사되어 근육에 시냅스하는 운동 뉴런, 신체와 환경으로부터 정보를 수신하는 감각 뉴런의 축삭이 관여한다. 또한, 이러한 모든 뉴런의 회로를 조정하는 사이신경세포도 포함된다. 활동 전위를 전달하는 스파이킹 뉴런 외에도, 일부 신경 정보는 비-스파이킹 사이신경세포를 통해 전달된다. 이 사이신경세포는 내부 및 외부 신경 신호를 필터링, 증폭 및 통합하여 움직임과 행동을 안내하고 제어한다.

3.1. 뉴런의 종류

4. 진화

배쪽 신경삭은 선형동물, 환형동물, 절지동물 등 일부 대칭동물 문에서 발견된다. 곤충에서 잘 연구되었으며, 주요 목 전체를 아우르는 300종 이상에서 설명되었고, 현저한 형태학적 다양성을 보인다. 많은 곤충은 물리적으로 분리된 분절 신경절로 구성된 밧줄 사다리 모양의 배쪽 신경계를 가지고 있다. 반면에, 초파리에서는 흉부 및 복부 신경절이 인접해 있으며 전체 배쪽 신경삭을 하나의 신경절로 간주한다. 추정되는 일반적인 조상 구조는 거의 관찰되지 않으며, 대신 대부분의 곤충의 배쪽 신경삭은 광범위한 변형뿐만 아니라 수렴 진화를 보인다. 변형에는 신경절 위치의 이동, 복합 신경절을 형성하기 위한 융합 및 잠재적으로 개별 신경절로 되돌아가기 위한 분리가 포함된다. 융합된 신경절을 가진 유기체에서는 연결부가 여전히 존재하지만 길이가 매우 짧아진다.

4.1. 곤충 배쪽 신경삭의 다양성

5. 발달

곤충 배쪽 신경 다발은 30쌍의 분절된 신경모세포와 1개의 단일 신경모세포를 기반으로 하는 체제에 따라 발달한다. 신경모세포는 배열에서의 위치, 분자 발현 패턴, 그리고 생성하는 초기 뉴런의 집합을 기반으로 고유하게 식별될 수 있다. 각 신경모세포는 활성 Notch 신호전달 경로를 특징으로 하는 "A" 반계통과 활성 Notch 신호전달의 부재를 특징으로 하는 "B" 반계통, 이 두 개의 반계통을 생성한다. 초파리( Drosophila melanogaster) 연구에 따르면 주어진 반계통의 모든 뉴런은 동일한 주요 신경전달물질을 방출한다.

Engrailed는 배아 발달 동안 신경모세포를 분리하기 위해 frazzled 유전자를 조절하는 데 도움을 주는 전사 인자이다. 신경모세포의 분리는 배쪽 신경 다발의 형성 및 발달에 필수적이다.

5.1. 신경모세포

5.2. Notch 신호전달 경로

5.3. Frazzled 유전자