뇌의 감시가 없이도 작동 할 수있는 유일한 장기 인 것으로 알려져있다.
지금까지, 수많은 연구가, 장은 "제2의 뇌"임을 보여주고 있었지만, 세계 최초로 장내에서 배변시 발생하는 뚜렷한 신경 발화 패턴이 관측되었다.
- 쥐를 이용한 실험에서 배변시 신경 염증 활동 패턴을 관찰
제2의 뇌라고 부르는 "장 신경계"는, 수많은 신경 세포 네트워크의 그물망이며, 소화관의 제어를 돕고있다. 쥐를 대상으로 한 최근의 연구에서는, 그 "뇌 세포"가 결장에 용변을 보기위해 발화하는 모습을 포착했다.
"이 발견에 의해, 지금까지 밝혀지지 않았던 말초 신경계이 활동 패턴이 결정되었습니다"라고 호주 플린더스 대학의 닉 스펜서씨는 섦여하고 있다.
- 뇌와 대화하는 장
장 신경계는, 뇌와 척수로 구성된 중추 신경계로 나눌 수 있다는 의미에서 "말초"이다.
중추 신경게는 신체 활동의 대부분을 통제, 조정하지만, 제2의 뇌도 게으름 등이 아니라, 중추 신경계와 소통뿐만 아니라 내장 신경계가 소화관에 의한 자율적인 제어를 도우고있다.
"말 그대로 뇌"라고 말한 스펜서 씨는, 진화의 관점에서는 제1의 뇌로 간주 할 수있다고 생각하는 연구가 있음을 지적한다.
"소화관에는, 고유의 전체 신경계를 갖춘, 뇌와 척수로부터 완전히 독립적으로 작동하는 유일한 내장이라는 독특한 특징이 있습니다"
- 배변하고 싶을 때, 뉴런이 발화하고, 대장을 수축시켜 배출하는
이번 연구에서는, 안락사 시킨 쥐의 결장을 조사하는 것으로, 포유류에 있어서 신경계가 어떻게 기능하고 있는지 조사했다.
쥐의 직장의 장 신경계에는, 약 40만개의 개별 뉴런이 포함되어 있다.
"소화관의 최대 미스터리 중 하나는, 너무나도 많은 장 뉴런이 발화하고, 평활근 세포를 수축시켜 항문의 내용물을 분사시키는 조치를 취하는 구조입니다"
- 말초 신경계 내에서 일어나는 신경 활동 패턴 관측은 세계 최초
연구에서는, 고해상도 신경 촬영법과 전극을 이용하여 쥐의 평활근 조직에서 발생하는 전기 임펄스를 기록하여 장 평활근 수축에 의한 대변 배출에 관여하는 수백만의 세포에서 신경 염증 리듬 패턴이 발견되었다.
논문에 따르면, 이것은 포유류의 말초 신경계 내에서 일어나는 신경 활동의 주요 패턴을 나타내고 있고, 지금까지 확인 된 적이 없었다는 것이다.
동기화 된 장 신경계의 활동에는, 대량의 흥분성 뉴런과 억제성 신경 세포 및 추정 된 고유 감각 신경의 동시 활성화가 관여한다. 이러한 율동적인 동기화 신경 발화는, 지금까지도 중추 신경계에서 관찰되어왔다. 그러나 장 신경계에서 반복적 인 버스트가 감지 된 것은 처음있는 일로, 두 번째 뇌가 생각하는 방법의 이해를 진행해 줄 것이다.
- 변비의 결정적 인 해결로 이어질 가능성도?
이번 연구에서는, 장 신경계의 신경 다발이 어떻게 장을 수축시키고 있는지는 제대로 이해하지 못했다.
이제 건강한 상태에서 그것이 활성화하는 방법을 알았으니, 이것을 청사진으로 직장에서 신경 운동 패턴의 기능 부전이 발생하는 구조에 대한 이해를 진행할 것이다.
만성적인 변비는, 세계 각국의 많은 사람들을 괴롭히고 있지만, 그 원인이 잘못된 대장 통과라는 것은 자주 있는 일이므로, 이번을 계기로 변비를 개선하는 획기적인 치료법이 탄생 할지도 모른다.
이 연구는 "JNeurosci"에 게재되었다.
