과학의 뒷면 : 망막의 기본 구조

 

 

Kolb, Helga; Nelson, Ralph; Fernandez, Eduardo; Jones, Bryan. The Organization of the Retina and Visual System, Simple Anatomy of the Retina.

 

2014년 7월 11일의 신경과학 관련 영어 블로그 Behind the Science: Fundamentals of the Retina를 한국인 플레이어 @scoobi님이 번역한 내용입니다.

망막은 눈의 뒷면에 있는 빛을 감지하는 조직의 층입니다. 이것은 뇌가 인식할 수 있도록 이미지를 전기적 신호로 변환하는 역할을 합니다. 이 신호들을 처리하고 변환할 수 있도록 망막에는 5개의 세포 타입이 존재하고 있습니다. 각 세포 타입은 광수용 세포, 수평 세포, 양극 세포, 무축삭 세포와 신경절 세포입니다.

 

광수용 세포(Photoreceptors)

광수용 세포에는 막대 세포와 원뿔 세포의 두 가지 종류가 있습니다. 막대 세포는 더 넓은 범위의 파장을 가지는 빛을 감지합니다. 원뿔 세포는 특정 범위의 파장을 가지는 빛만을 감지하며, 원뿔 세포는 색을 인식할 수 있도록 합니다. 색을 인식하기 위해서는 여러 원뿔 세포의 출력 신호를 비교하여야 합니다.

원뿔 세포(Cones)

Pixel geometry 01 Pengo by PengoOwn work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons.

여러분이 빛을 감지하는 방법은 텔레비전이나 컴퓨터의 화면이 색을 나타내는 방법과 다르지 않습니다. 위의 이미지에서, 몇 가지의 서로 다른 RGB 부분픽셀의 배치를 보여주고 있습니다. 각각의 부분픽셀의 밝기를 다르게 하여, 모니터의 이미지는 여러분의 눈이 넓은 범위의 색을 보고 있다고 믿도록 속일 수 있습니다. 빨간색, 초록색 그리고 파란색의 부분픽셀이 있듯이, 망막에도 빨간색, 초록색 그리고 파란색의 광수용 세포가 있습니다. 서로 다른 색을 인식하는 광수용 세포들은 자신들이 인식하는 색과 유사한 색의 광자를 인식할 때 가장 강한 신호를 발생합니다. 이 신호들은 서로 비교되어 어떤 색을 보고 있는지 알아냅니다.

막대세포(Rods)

Kolb, Helga; Nelson, Ralph; Fernandez, Eduardo; Jones, Bryan. The Organization of the Retina and Visual System, Circuitry For Rod Signals through The Retina.

원뿔 세포들이 서로 비교하여 색의 인식을 만든다면, 많은 다른 막대 세포들도 서로 비교하여 더 민감한 시야를 만듭니다. 이런 비교는 눈을 더 민감하게 만들고, 만들어지는 이미지를 매끄럽게 해줍니다.

 

수평 세포(Horizontal Cells)

수평 세포들은 광수용 세포들로부터 신호를 받아서 양극 세포에 전달합니다. 수평 세포의 기능에 대해선 여러 가지 이론들이 있지만 그중에서 어떤 이론도 확실하게 증명되지 않았습니다.

 

양극 세포(Bipolar Cells)

양극 세포들은 광수용 세포들과 수평 세포들로부터 신호를 받고, 무축색 세포와 신경절 세포에 신호를 보냅니다.

양극 세포들은 막대 세포와 원뿔 세포 둘 중 하나와 연결을 만들지만, 결코 둘 모두와 연결을 만들지는 않습니다. 다른 종류의 양극 세포들은 다른 광수용 세포들과 연결을 만듭니다. 오직 파란색 원뿔 세포하고만 연결되는 양극 세포들, 오직 빨간색 원뿔 세포하고만 연결되는 양극 세포들, 오직 초록색 원뿔 세포하고만 연결되는 양극 세포들, 그리고 오직 막대 세포하고만 연결되는 양극 세포가 존재합니다.

또한, 양극 세포들은 그들이 어떤 세포와 시냅스를 형성하고 있는지에 따라서 분류되기도 합니다.

 

무축삭 세포(Amacrine Cells)

무축삭 세포들은 여러 양극 세포들로부터 오는 신호들을 비교합니다. 무축삭 세포에는 약 40가지 종류가 있고 이들은 각각 고유의 기능을 가지고 있습니다.

때때로 그들은 양극 세포로부터 받은 신호를 특별한 방법으로 신경절 세포에 전달합니다. 최근 아이와이어를 통해 모은 자료들을 토대로 발표된 네이처 논문은 다른 양극 세포들을 통해서 얻은 신호를 성화상 무축삭 세포가 상응하는 신호를 신경절 세포로 보내는 것으로 물체의 움직임을 감지할 수 있다는 것을 보여주고 있습니다.

 

신경절 세포(Ganglion Cells)

신경절 세포들은 신호를 뇌의 시각 피질에 보내기 전, 망막에서 일어나는 과정의 마지막 단계입니다. 신경절 세포들은 양극 세포와 무축삭 세포들로부터 신호를 받습니다.

서로 다른 타입의 신경절 세포들은 다른 기능을 가지고 있을 것입니다. 일부는 원뿔 세포로부터 받은 신호를 비교하여 색이 있는 시야를 만들고 다른 일부는 물체가 향하는 방향을 감지할 것입니다.

망막에 대한 다른 정보들을 찾으시나요? 위키 페이지를 확인해보세요!

블로그에 올라올 과학의 뒷면 다음 이야기를 놓치지 마세요!

(번역해주신 @scoobi님에게 감사드립니다.)

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