체온 조절과 신경계 · 고유감각·내수용감각·감정 · 자전적 자아, 기억, 잠, 망각
학습목표: 생물학의 관점에서 생명의 정의에 다가가기 · 항상성 조절이 일상에 미치는 영향 이해 · 자기를 지각하는 데 필요한 신경과학 기초 / 학습내용: 체온 조절 · 신경계의 등장 · 고유감각·내수용감각 · 감정
내부 환경(milieu intérieur) 개념을 세움.
"내부 환경이 일정하게 유지되는 것이 자유롭고 독립적인 삶의 조건이다."
항상성(homeostasis, 恒常性)이라는 말을 만듦.
뇌·신경·심장·폐·콩팥·비장이 함께 일해 유지하는 안정 상태를 가리킴
체온 조절 = 바깥 온도 변화에 대한 반응. 동물마다 방식이 다름.
| 항온동물 (homeotherm) | 변온동물 (poikilotherm) | |
|---|---|---|
| 체온 | 바깥 온도와 상관없이 일정 | 바깥 온도를 따라 변함 |
| 대사율과 바깥 온도 | 추우면 대사율이 크게 올라감(열을 만듦) → 알맞은 온도 구간에서 가장 낮음 → 너무 더우면 다시 올라감 (교안: 토끼) | 바깥 온도가 오를수록 대사율도 서서히 올라감 (교안: 물고기) |
| 예 | 포유류, 조류 | 어류, 양서류, 파충류(교안 사진: 투아타라) |
| 상황 | 시상하부의 명령 | 결과 |
|---|---|---|
| 체온 상승 (운동, 더운 곳) | 냉각 장치 작동 → ① 피부 혈관 확장: 모세혈관에 따뜻한 피가 차고 피부 표면으로 열이 빠져나감 ② 땀샘이 땀을 내고, 땀이 증발하며 몸을 식힘 | 체온 하강 |
| 체온 하강 (추운 곳) | 보온 장치 작동 → ① 피부 혈관 수축: 피를 피부에서 깊은 조직으로 돌려 열 손실을 줄임 ② 골격근이 빠르게 수축 = 몸 떨림 → 열 생산 | 체온 상승 |
정상 체온 범위: 약 36~38°C. 벗어나면 되돌리는 방향으로 반응하는 음성 되먹임 구조
'저온 순화(cold acclimation)': 유전자 발현 조절, 세포막 지방산을 불포화로 바꿈, 프롤린·당 같은 삼투 조절 물질 축적, 수분 줄이기, 항산화 물질 증가, 성장 줄이기, 세포벽 변화 등
벽난로 앞에 발을 내미는 사진처럼, 따뜻한 곳을 찾아가는 행동으로도 체온을 조절함 → 1-4 신경계와 운동 반응으로 이어짐
| 동물 | 신경계의 모습 |
|---|---|
| (a) 히드라 (자포동물) | 신경망(nerve net) — 몸 전체에 그물처럼 퍼져 있고 중심이 없음 |
| (b) 플라나리아 (편형동물) | 머리 쪽에 작은 뇌와 안점, 몸을 따라 두 줄의 신경삭, 그 사이를 잇는 가로 신경 → 사다리 모양 |
| (c) 곤충 (절지동물) | 뇌 + 배 쪽의 복부 신경삭 + 마디마다 있는 신경절 |
| (d) 도롱뇽 (척추동물) | 뇌 + 등 쪽의 척수(등쪽 신경삭) + 감각 신경절 |
| 고유감각 (proprioception) | 내수용감각 (interoception) | |
|---|---|---|
| 무엇을 느끼나 | 몸의 위치·자세·움직임 | 몸 안쪽의 상태 (심장 박동, 호흡, 체온, 혈당, 배고픔, 장기 상태 등) |
| 수용기 | 근육·힘줄·관절의 수용기: 근육 길이의 변화를 감지하는 근방추, 힘줄의 장력을 감지하는 골지 힘줄 기관 | 장기의 기계·온도·화학 수용기 → 미주신경 등의 경로 → 뇌의 여러 네트워크·회로 |
| 역할 | 움직일 때 위치와 상태가 어떻게 바뀌는지 되먹임을 줌 → '내 몸'이라는 느낌 | 몸 내부 상태를 통합함 → 항상성 유지, 느낌과 감정의 바탕 |
| 항상성의 과제 | 생존 회로 (행동) |
|---|---|
| 에너지 균형 | 먹기 (섭식) |
| 체액 균형 (혈액 삼투압, 혈압) | 마시기 |
| 체온 조절 | 피난처 찾기 |
| 개체의 안전 | 방어 행동 |
| 종의 보존 | 번식 |
학습목표: 자전적 자아 개념 파악 · 기억에 여러 종류가 있음을 이해 · 기억이 부정확함을 인식 · 잠이 왜 필요한지 설명
"폴 잡스는 2차 세계대전 뒤 해안경비대에서 제대할 때 동료들과 내기를 했다. … 2주 안에 아내를 찾겠다고." — 잡스의 이야기는 그가 태어나기도 전, 양아버지의 이야기로 시작함
"우리는 안동 김씨 경순왕의 자손이다. … 삼국사기나 안동 김씨의 족보를 보면 알 것이다." — 김구의 자서전은 수백 년 전 조상 이야기로 시작함
| 단계 | 뜻 (보충 설명) |
|---|---|
| 원자아 (protoself) | 몸 상태를 매 순간 지도로 그리는 가장 기초적인 층. 감각을 받아 행동으로 이어지며 감정이 여기서 생김 |
| 핵심 자아 (core self) | 원자아에 느낌이 더해져 '지금 여기서 무언가를 겪는 나'가 생김 (깨어나며 "나는 지금 있다"를 알아차리는 단계) |
| 자전적 자아 (autobiographical self) | 핵심 자아에 기억이 더해져 과거와 미래를 잇는 '나의 이야기'가 생김 |
| 구분 | 종류 | 예 | 주로 관여하는 뇌 부위 |
|---|---|---|---|
| 서술 기억 = 명시적 기억 (말로 설명할 수 있음) | 일화 기억 (사건) | 결혼식 날 춤춘 일 | 내측 측두엽(해마), 간뇌 |
| 의미 기억 (사실) | 세계 지도, 지식 | ||
| 비서술 기억 = 암묵적 기억 (몸이 기억함) | 절차 기억 (기술·습관) | 바이올린 연주 | 선조체 |
| 조건화 (고전적 조건 형성) | 종소리에 침 흘리기 (골격근 반응) | 소뇌 | |
| 뱀을 보고 놀라기 (감정 반응) | 편도체 |
| 구성 | 내용 |
|---|---|
| 자전적 지식 기반 | 일반적 사건: 짧은 기간 (몇 시간, 하루, 한 주) |
| 인생의 시기: 큰 목표와 활동을 반영한 더 큰 단위 (대학원 시절, 결혼 초기, 경제적으로 어려웠던 시기) | |
| 인생 이야기 도식: 사회적 관습이 모양을 잡아 준 더 전체적인 개인사 (주된 주제, 원인 해석, 경험에 대한 평가) | |
| 개념적 자아 | 특정 시점에 묶이지 않는 자기 개념: 자기 지침, 가치, 믿음, 개인적 각본, 될 수 있는 자기. 사회화, 교육, 종교, 대중매체의 영향에서 만들어짐 |
| 연구 | 방법 | 결과 |
|---|---|---|
| 로디거 & 맥더멋 (1995) 「거짓 기억 만들기: 목록에 없던 단어 기억하기」 | 침대, 휴식, 깨어 있음, 피곤함, 꿈 … 같은 단어 목록을 들려줌. '잠'이라는 단어는 목록에 없음 | 많은 사람이 '잠'을 들었다고 확신함 → 관련 단어들에서 주제를 뽑아 없던 단어를 기억으로 만들어 냄 |
| 라미레스·류·도네가와 외 (2013, Science) 「해마에 거짓 기억 만들기」 | ① 생쥐가 안전한 방 A에 있을 때 활성화된 해마 세포에 빛으로 켤 수 있는 표지를 붙임 ② 다른 방 B에서 전기 충격을 주는 순간 빛으로 방 A 기억 세포를 켬 | ③ 생쥐가 한 번도 충격을 받은 적 없는 방 A에 다시 들어가자 겁에 질려 얼어붙음 → 기억 세포를 조작해 거짓 공포 기억을 심을 수 있음 |
평가 ▸ 기억이 '일관성' 쪽으로 다시 짜인다는 이 강의 내용은, 진술 하나를 결정적 증거로 삼는 수사·재판 관행이 얼마나 위험할 수 있는지와 바로 연결됨.
| 단계 | 세포 집합에서 일어나는 일 (교안 그림) |
|---|---|
| ① | 서로 연결된 뉴런 무리가 있음 |
| ② | 바깥 자극(원 모양)이 세포 집합을 활성화함 |
| ③ | 자극이 사라진 뒤에도 활동이 메아리처럼 이어짐 |
| ④ | 동시에 활동한 뉴런 사이의 연결이 강해짐 (헵의 변화) → 강해진 연결 자체가 그 자극의 엔그램이 됨 |
| ⑤ | 학습 후에는 원의 일부만 보여 줘도 세포 집합 전체가 켜짐 → "원이다"라고 떠올림 |
⑤는 일부 단서만으로 전체 기억이 되살아나는 원리(패턴 완성)를 보여 줌. 2-4의 거짓 기억 실험도 이렇게 연결된 기억 세포를 조작한 것임
| 상태 | 대표 뇌파 | 특징 |
|---|---|---|
| 깨어 있음 | 알파파, 베타·감마파 | 빠르고 진폭이 작음 |
| 렘(REM) 수면 | 베타·감마파 | 깨어 있을 때와 비슷한 뇌파, 빠른 눈 움직임, 심박·호흡이 불규칙함 |
| 비렘 1단계 | 세타파 | 얕은 잠 |
| 비렘 2단계 | 수면 방추, K 복합체 | 수면 방추 = 짧게 폭발하는 빠른 파 |
| 비렘 3·4단계 (서파 수면) | 델타파 | 느리고 진폭이 큼. 가장 깊은 잠 |
검사 약 8분. 짧았지만 가장 아플 때 끝남
검사 약 24분. 고통의 총량은 훨씬 많았지만 덜 아픈 상태로 끝남
「생명과학의 세계」 6주차 용어사전 수록 용어를 이번 주 내용 기준으로 짧게 정리
| 영문 | 국문 | 한 줄 정리 |
|---|---|---|
| blood vessel | 혈관 | 혈액을 온몸으로 순환시키는 통로 |
| capillary | 모세혈관 | 지름 5~10 µm의 가장 가는 혈관. 피부 모세혈관이 체온 조절에 관여 |
| conditioning | 조건 형성 (조건화) | 관계없던 자극과 반응이 연결되도록 학습되는 것 |
| consciousness | 의식 | 몸 안팎의 존재를 알아차리는 것 |
| consolidation | 공고화 | 단기 기억을 안정된 장기 기억으로 바꾸는 과정 |
| correspondence | 일치성 | (이 강의 문맥) 기억이 실제 경험과 맞는 정도 |
| engram | 엔그램 (기억 흔적) | 뇌 안에서 기억을 이루는 물리적 변화 |
| episodic memory | 일화 기억 | 언제 어디서 무엇을 겪었는지에 대한 기억 |
| fatty acid | 지방산 | 긴 탄화수소 사슬을 가진 카복실산. 식물은 추위에 막 지방산을 불포화로 바꿈 |
| gene | 유전자 | 유전의 단위 / DNA에서 기능성 RNA로 전사되는 서열 (3주차 참고) |
| hippocampus | 해마 | 측두엽 안쪽의 구조. 새 서술 기억을 만드는 데 필수 |
| homeostasis | 항상성 | 내부 환경을 좁은 범위 안에서 유지하는 것 |
| homeotherm | 항온동물 | 바깥 온도와 상관없이 체온을 일정하게 유지하는 동물 |
| hyperthymesia | 과잉기억증후군 (HSAM) | 살면서 겪은 일을 비정상적으로 많이·생생하게 기억하는 상태 |
| hypothalamus | 시상하부 | 간뇌 아래쪽 부위. 체온 조절기, 자율신경계·뇌하수체 조절 |
| interoception | 내수용감각 | 몸 안쪽 상태(심박, 체온, 혈당, 장기 신호)를 느끼는 감각 |
| joint | 관절 | 뼈와 뼈가 만나 움직일 수 있게 이어진 곳 |
| long-term memory | 장기 기억 | 되뇌지 않아도 비교적 오래 유지되는 기억 |
| nerve cord | 신경삭 | 몸을 따라 길게 뻗은 신경 다발 (곤충은 배 쪽, 척추동물은 등 쪽) |
| nerve net | 신경망 | 히드라 같은 자포동물의 그물 모양 신경계. 가장 단순한 신경계 |
| osmotic pressure | 삼투압 | 반투과성 막을 사이에 두고 물이 이동하려는 힘을 막는 데 필요한 압력 |
| poikilotherm | 변온동물 | 바깥 온도에 따라 체온이 바뀌는 동물 |
| PTSD | 외상 후 스트레스 장애 | 극심한 위협을 겪은 뒤 그 기억이 반복해 침투하는 상태 |
| procedural memory | 절차 기억 | 의식하지 않고 기술·습관을 수행하게 하는 비서술 기억 |
| proprioception | 고유감각 | 몸의 위치·자세·움직임을 느끼는 감각 |
| semantic memory | 의미 기억 | 살면서 쌓은 일반적인 지식에 대한 기억 |
| short-term memory | 단기 기억 | 장기 기억으로 공고화되기 전 잠시 보존되는 기억 |
| sweat gland | 땀샘 | 땀을 내 체온을 낮추는 외분비샘 |
| tendon | 힘줄 (건) | 근육을 뼈에 붙이는 섬유성 결합조직. 골지 힘줄 기관이 장력을 감지 |
| thermostat | 온도 조절기 | 온도를 감지해 설정값 근처로 유지하는 장치. 몸에서는 시상하부 |
| 항목 | 문제 | 바르게 읽는 법 |
|---|---|---|
| Correspondence | "관련성[유사함]"으로 일반 사전 뜻만 실림 | 강의(자기-기억 체계)에서는 기억이 실제 경험과 맞는 정도 = 일치성 (교안에도 '일치성'으로 표기) |
| Consolidation | 국문 표제를 "응고화"로 씀 | 교안 표기는 공고화. 둘 다 쓰이지만 같은 뜻임 |
| Engram | 국문 표제를 "기억 심상"으로 씀 | '심상(mental image)'은 1-5의 다른 개념임. 엔그램은 기억 흔적으로 옮기는 편이 정확함 (용어사전 본문에도 '기억흔적'이라고 나옴) |
| Sementic memory | 철자 오류 | Semantic memory |
| Procedure memory | 표제 형태 오류 | Procedural memory |
| Nerve cord | "척삭 위쪽 등 쪽의 관 모양 신경 조직"으로 척삭동물의 정의만 실림 | 교안 그림의 플라나리아·곤충 신경삭은 등 쪽 관이 아니라 몸을 따라 뻗은 신경 다발이며, 곤충은 배 쪽에 있음 |
| Osmotic pressure (국문) | "삼투압(osmolarity)"으로 병기 | osmolarity는 삼투농도(2주차 290 mOsm/L)이고, 삼투압은 osmotic pressure임. 서로 다른 개념 |