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반사활

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1. 개요

반사궁은 감각 뉴런과 운동 뉴런 사이의 연결을 통해 자극에 대한 빠른 반응을 가능하게 하는 신경 회로이다. 반사궁은 단일 시냅스 반사궁과 다중 시냅스 반사궁으로 나뉘며, 단일 시냅스 반사궁은 감각 뉴런과 운동 뉴런 사이에 하나의 시냅스가 존재하고, 다중 시냅스 반사궁은 하나 이상의 사이 뉴런이 감각 및 운동 신호를 연결한다. 슬개건 반사(무릎 반사)는 반사궁의 한 예시로, 슬개건을 두드리면 사두근 내 근방추에서 활동 전위가 시작되어 다리가 펴지는 반응을 보인다. 부적절한 슬개건 반사는 중추 신경계의 손상을 나타낼 수 있다. 무척추동물의 경우, 반사 중간 뉴런이 척수에 존재하지 않을 수도 있다.

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반사활
기본 정보
반사궁 개략도
반사궁의 개략도
신경계
구성 요소수용기
감각 신경
척수 (중추 신경계)
운동 신경
효과기
상세 정보
기능신체의 빠른 보호 반응 메커니즘
유형자율 반사
체성 반사
관련 용어
관련 질병파상풍
보툴리누스 중독
식별
MeSHD012047

2. 반사궁의 종류

동물의 반사궁이 단 하나의 감각 뉴런과 하나의 운동 뉴런으로 구성될 때, 이는 단일 화학 시냅스의 존재를 의미하는 '''단일 시냅스'''로 정의된다. 말초 근육 반사(무릎 반사, 아킬레스건 반사)의 경우, 근방추에 대한 짧은 자극은 작용근 또는 효과근의 수축을 유발한다.

반대로, '''다중 시냅스''' 반사 경로에서는 하나 이상의 사이 뉴런이 구심성(감각) 및 원심성(운동) 신호를 연결한다. 가장 단순한 반사를 제외한 모든 반사는 다중 시냅스이며, 뇌 내에서 다중 시냅스 반사의 처리 또는 억제를 허용한다.

반사궁 시연

2. 1. 단일 시냅스 반사궁

단일 시냅스 반사궁은 가장 단순한 형태의 반사궁으로, 감각 뉴런과 운동 뉴런 사이에 단 하나의 화학적 시냅스만 존재한다. 단일 시냅스 반사궁은 말초 근육 반사에서 나타나는데, 예를 들어 슬개건 반사(무릎 반사)나 아킬레스건 반사와 같이 근방추에 짧은 자극이 주어지면 작용근 또는 효과근의 수축을 유발한다.

반면, 다중 시냅스 반사 경로는 하나 이상의 사이 뉴런이 구심성 (감각) 및 원심성 (운동) 신호를 연결한다. 가장 단순한 반사를 제외한 모든 반사는 다중 시냅스이며, 뇌 내에서 다중 시냅스 반사의 처리 또는 억제를 허용한다.

2. 2. 다중 시냅스 반사궁

동물의 반사궁이 단 하나의 감각 뉴런과 하나의 운동 뉴런으로 구성될 때, 이는 단일 화학 시냅스의 존재를 의미하는 '''단일 시냅스'''로 정의된다. 말초 근육 반사(무릎 반사, 아킬레스건 반사)의 경우, 근방추에 대한 짧은 자극은 작용근 또는 효과근의 수축을 유발한다.

반대로, '''다중 시냅스''' 반사 경로에서는 하나 이상의 사이 뉴런이 구심성(감각) 및 원심성(운동) 신호를 연결한다. 가장 단순한 반사를 제외한 모든 반사는 다중 시냅스이며, 뇌 내에서 다중 시냅스 반사의 처리 또는 억제를 허용한다.

3. 슬개건 반사 (무릎 반사)

슬개건을 무릎 바로 아래에서 두드리면, 이 자극은 사두근 내에 위치한 근방추라고 알려진 특수 구조에서 활동 전위를 시작한다. 이 활동 전위는 감각 축삭을 통해 척수의 L3 및 L4 신경근으로 이동하며, 이 축삭은 글루탐산운동 신경으로 방출하여 화학적으로 통신한다. 이 운동 신경 활동의 결과는 사두근의 수축으로 이어져 무릎에서 다리가 펴진다(즉, 다리가 앞으로 걷어차진다). 궁극적으로 부적절한 슬개건 반사는 중추 신경계의 부상을 나타낼 수 있다.[2]

사두근으로부터의 감각 입력은 또한 억제성 신경 전달 물질인 글리신을 길항근의 운동 뉴런에 방출하는 국소 중간 뉴런을 활성화하여 자극을 차단한다(이 경우 햄스트링 근육). 반대 근육의 이완은 다리의 연장을 촉진한다(반대하지 않음으로써).

무척추동물에서 반사 중간 뉴런은 반드시 척수에 존재하지 않으며, 예를 들어 가재의 측면 거대 뉴런과 같다.

(A) 절지동물의 꼬리에서 새겨진 미세한 털은 환경 자극(1)의 존재에 반응하여 체성 신호(2)를 활성화시킨다. (B) 체성 중간 뉴런(3)에 의해 활성화된 활동 전위는 측면 거대(LG) 중간 뉴런(4)으로 자극을 전달한다. (C) 측면 거대 중간 뉴런은 가재의 복부 내 다양한 거대 운동 뉴런(5)으로 자극을 전달하여 반사를 실행한다. 이러한 근육 수축은 절지동물이 자극 지점에서 멀리 떨어진 물을 통해 성공적으로 추진할 수 있게 한다.

3. 1. 작동 원리

슬개건을 무릎 바로 아래에서 두드리면, 이 자극은 사두근 내에 위치한 근방추라고 알려진 특수 구조에서 활동 전위를 시작한다.[2] 이 활동 전위는 감각 축삭을 통해 척수의 L3 및 L4 신경근으로 이동하며, 이 축삭은 글루탐산운동 신경으로 방출하여 화학적으로 통신한다.[2] 이 운동 신경 활동의 결과는 사두근의 수축으로 이어져 무릎에서 다리가 펴진다.[2]

사두근으로부터의 감각 입력은 또한 억제성 신경 전달 물질인 글리신을 길항근(이 경우 햄스트링 근육)의 운동 뉴런에 방출하는 국소 중간 뉴런을 활성화하여 자극을 차단한다. 반대 근육의 이완은 다리의 연장을 촉진한다.[2]

무척추동물에서 반사 중간 뉴런은 반드시 척수에 존재하지 않으며, 예를 들어 가재의 측면 거대 뉴런과 같다.

3. 2. 임상적 의의

슬개건을 무릎 바로 아래에서 두드리면 사두근 내 근방추에서 활동 전위가 시작된다. 이 활동 전위는 감각 축삭을 통해 척수의 L3 및 L4 신경근으로 이동, 글루탐산운동 신경으로 방출하여 사두근을 수축시키고 무릎에서 다리가 펴지게 한다.[2] 사두근으로부터의 감각 입력은 억제성 신경 전달 물질인 글리신을 길항근 (햄스트링 근육)의 운동 뉴런에 방출하는 국소 중간 뉴런을 활성화하여 자극을 차단, 다리 연장을 촉진한다.[2] 부적절한 슬개건 반사는 중추 신경계 손상을 나타낼 수 있다.[2]

무척추동물에서 반사 중간 뉴런은 반드시 척수에 존재하지 않을수도 있다. 예를 들어 가재의 측면 거대 뉴런과 같다.

4. 한국에서의 반사궁 연구

4. 1. 역사적 연구

4. 2. 현대 연구 동향

5. 무척추동물의 반사궁

참조

[1] 서적 Anatomy & Physiology: The Unity of Form and Function McGraw-Hill
[2] 웹사이트 Deep Tendon Reflexes https://informatics.[...] New York University School of Medicine 2016-11-28



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