6가지 신경계의 수준

• 신경화학 (neurochemistry)
• 분자나 세포가 아니라 신경화학이라고 특별히 칭할 경우 분자의 조성을 중점으로 연구한다는 뉘앙스다. 다만 엄격한 구분이 있는 것은 아니다.

 

• 신경물리학 (neurophysics)
• 신경계의 가장 미시적인 상호작용이 거시적인 신경계에 미치는 영향을 연구한다. 1970년 대부터 시작해 2000년대부터 본격적으로 메이저 생명공학 저널에서 꾸준히 연구되고 있다. 

 

• 시스템 신경과학(Systems Neuroscience)
• 분자와 세포는 신경 시스템을 이루기 위해 존재한다. 뉴런은 모여서 회로를 형성하고, 기능에 따라 하나의 시스템으로 분류된다. 예를 들어, 보는데 관여하는 시각계(visual system)가 존재하며, 시각계 내부 경로에는 복잡하고 순차적인 회로들이 존재한다. 분자/세포신경과학 논문의 분자식과 전기 그래프는 상자와 화살표로 된 복잡한 망으로 대체된다. 이러한 신경 회로와 시스템 자체와 영역 간 상호작용을 연구하는 분야이다. 최근에는 바이러스와 빛을 이용한 뇌 신호 전달 기법인 광유전학의 발달로 각광받고 있는 분야이다.

 

• 분자 및 세포 신경과학(Cellular and Molecular Neuroscience)
• 신경생물학(neurobiology)에 앞서는 내용이다.  뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스, 시냅스에서 분비되는 신경전달물질의 구조와 기능, 전기적인 특성에 대해 연구한다. 흔히 언론에 알려지는 '이러이러한 정신병,지능은 이러이러한 유전자때문이다' 같은 이야기도 분자 및 세포 신경과학 분야이다. 뇌 기능에 필요한 단백질과 그것을 발현하는 유전자에 대해서 연구하기 때문이다. 문외한에게는 세포생물학에 국한되어 보일 수 있으나, 이 분야에서 1963년[4] 노벨 생리의학상을 탔던 연구는 나트륨 채널과 활동전위에 대해 연구한 헉슬리와 호지킨의 수학적 모델링[5]이다.

 

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• 신경해부학 (Neuroanatomy)과 신경생리학 (Neurophysiology)
• 신체의 일부로서, 즉 신경계와 다른 장기들의 구조와 상호작용을 연구한다.

 

• 계산신경과학(computational neuroscience)
• 뉴런을 정보를 처리하는 단위로 (일종의 트랜지스터처럼) 인식하고 뇌 회로 속에서 정보처리가 어떻게 이루어지는지 보는 학문. 하나의 뉴런 안에서 일어나는 전기-화학적 신호 전달을 모사하는 것부터 대단위 신경망에서의 정보처리를 구현하는 것까지 다양한 층위에 걸쳐 연구가 이루어지기 때문에, 사실은 뉴런이나 신경망을 컴퓨터 코드로 시뮬레이션하는 일은 모두 계산신경과학의 범주에 든다고 볼 수 있다. 계산신경과학을 위해서는 수학,컴퓨터과학지식이 요구된다.