How do nerves work? - Elliot Krane

Πώς λειτουργούν τα νεύρα; - Έλιοτ Κρέιν

Μετάφραση: Maria K. Επιμέλεια: Maria Boura

How do nerves work?

Πώς λειτουργούν τα νεύρα;

Are nerves simply the wires in the body

Είναι απλώς τα καλώδια μέσα στο σώμα που διοχετεύουν ηλεκτρισμό,

that conduct electricity, like the wires in the walls of your home

όπως τα καλώδια στους τοίχους του σπιτιού σας ή του υπολογιστή σας;

or in your computer?

Αυτή είναι μια συχνή παρομοίωση,

This is an analogy often made,

αλλά η αλήθεια είναι πως τα νεύρα έχουν έναν πιο περίπλοκο ρόλο στο σώμα.

but the reality is that nerves have a much more complex job in the body.

They are not just the wires, but the cells that are the sensors,

Δεν είναι απλώς καλώδια, αλλά κύτταρα που αποτελούν τους αισθητήρες,

detectors of the external and internal world,

τους ανιχνευτές του εξωτερικού και εσωτερικού κόσμου,

the transducers that convert information to electrical impulses,

τους μετατροπείς πληροφοριών σε ηλεκτρικούς παλμούς,

the wires that transmit these impulses,

τα καλώδια που μεταδίδουν αυτούς τους παλμούς,

the transistors that gate the information

τους ενισχυτές που αποτελούν πύλη για τις πληροφορίες

and turn up or down the volume-

και αυξάνουν ή μειώνουν την ένταση,

and finally, the activators that take that information

και τέλος, ενεργοποιητές που παίρνουν τις πληροφορίες

and cause it to have an effect on other organs.

και συμβάλλουν έτσι ώστε αυτές να έχουν επίδραση σε άλλα όργανα.

Consider this. Your mother gently strokes your forearm

Σκεφτείτε αυτό.

Η μητέρα σας χαϊδεύει απαλά το χέρι σας

and you react with pleasure.

κι εσείς αντιδράτε με ευχαρίστηση.

Or a spider crawls on your forearm and you startle and slap it off.

Μια αράχνη περπατάει στο χέρι σας κι εσείς ξαφνιάζεστε και τη χτυπάτε.

Or you brush your forearm against a hot rack while removing a cake from the oven

Ακουμπάει το χέρι σας στην καυτή σχάρα καθώς βγάζετε το κέικ από τον φούρνο

and you immediately recoil.

και οπισθοχωρείτε άμεσα.

Light touch produced pleasure, fear, or pain.

Το ελαφρύ άγγιγμα προκάλεσε ευχαρίστηση, φόβο, ή πόνο.

How can one kind of cell have so many functions?

Πώς μπορεί ένα είδος κυττάρου να έχει τόσες πολλές λειτουργίες;

Nerves are in fact bundles of cells called neurons

Τα νεύρα είναι, στην πραγματικότητα, δέσμες κυττάρων που λέγονται νευρώνες

and each of these neurons is highly specialized to carry nerve impulses,

και κάθε νευρώνας ειδικεύεται στο να μεταφέρει νευρικούς παλμούς,

their form of electricity,

το δικό τους είδος ηλεκτρισμού,

ως απάντηση σε μόνο ένα ερέθισμα και μόνο σε μία κατεύθυνση.

in response to only one kind of stimulus, and in only one direction.

The nerve impulse starts with a receptor,

Ο νευρικός παλμός ξεκινά με έναν υποδοχέα,

ένα ειδικό μέρος κάθε νεύρου, όπου αρχίζει ο ηλεκτρικός παλμός.

a specialized part of each nerve,

where the electrical impulse begins.

Υπάρχουν οι θερμοϋποδοχείς,

One nerve's receptor might be a thermal receptor,

που υφίστανται μόνο για να αντιδρούν σε απότομη αύξηση της θερμοκρασίας.

designed only to respond to a rapid increase in temperature.

Another receptor type is attached to the hairs of the forearm,

Υπάρχει και το είδος του υποδοχέα που βρίσκεται στις τρίχες του χεριού,

detecting movement of those hairs, such as when a spider crawls on your skin.

για την ανίχνευση κινήσεων, όπως το περπάτημα της αράχνης.

Yet another kind of neuron is low-threshold mechanoreceptor,

Ένα άλλο είδος νευρώνα είναι οι μηχανοϋποδοχείς χαμηλού ορίου,

activated by light touch.

που ενεργοποιούνται από το ελαφρύ άγγιγμα.

Each of these neurons then carry their specific information:

Κάθε ένας από αυτούς τους νευρώνες μετά κουβαλά τη συγκεκριμένη πληροφορία:

pain, warning, pleasure.

πόνο, προειδοποίηση, ευχαρίστηση.

And that information is projected to specific areas of the brain

Και αυτή η πληροφορία προβάλλεται σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου,

and that is the electrical impulse.

και αυτός είναι ο ηλεκτρικός παλμός.

Το εσωτερικό ενός νεύρου είναι ένα υγρό που είναι πολύ πλούσιο σε ιόν του καλίου.

The inside of a nerve is a fluid that is very rich in the ion potassium.

It is 20 times higher than in the fluid outside the nerve

Είναι 20 φορές περισσότερο από ό,τι στο υγρό έξω από το νεύρο,

while that outside fluid has 10 times more sodium than the inside of a nerve.

ενώ αυτό το εξωτερικό υγρό έχει δέκα φορές πιο πολύ νάτριο από ό,τι μέσα στο νεύρο.

This imbalance between sodium outside and potassium inside the cell

Αυτή η ανισορροπία μεταξύ καλίου εκτός και νατρίου εντός του κυττάρου

έχει ως αποτέλεσμα το εσωτερικό του νεύρου

results in the inside of the nerve having a negative electrical charge

να έχει αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο σε σχέση με το εξωτερικό του νεύρου,

relative to the outside of the nerve,

σχεδόν ίσο με -70 ή -80 μιλιβόλτ.

about equal to -70 or -80 millivolts.

This is called the nerve's resting potential.

Αυτό ονομάζεται δυναμικό ηρεμίας του νεύρου.

Ως απάντηση του ερεθίσματος που το νεύρο είναι σχεδιασμένο να εντοπίζει,

But in response to that stimulus the nerve is designed to detect,

pores in the cell wall near the receptor of the cell open.

πόροι του κυτταρικού τοιχώματος κοντά στον υποδοχέα ανοίγουν.

Αυτοί οι πόροι είναι ειδικά κανάλια πρωτεϊνών

These pores are specialized protein channels

that are designed to let sodium rush into the nerve.

που είναι σχεδιασμένα να αφήνουν το νάτριο να εισχωρεί στο νεύρο.

Τα ιόντα ακολουθούν το επικλινές της συγκέντρωσής τους,

The sodium ions rush down their concentration gradient,

and when they do, the inside of the nerve becomes more positively charged-

και όταν το κάνουν, το εσωτερικό του νεύρου

γίνεται πιο θετικά φορτισμένο - περίπου στα +40 μιλιβόλτ.

about +40 millivolts.

While this happens, initially in the nerve right around the receptor,

Ενώ συμβαίνει αυτό, αρχικά στο νεύρο γύρω από τον υποδοχέα,

if the change in the nerve's electrical charge is great enough,

αν η αλλαγή στο ηλεκτρικό φορτίο του νεύρου είναι αρκετά μεγάλη,

if it reaches what is called threshold,

αν φτάσει το λεγόμενο κατώφλι,

the nearby sodium ion channels open, and then the ones nearby those,

τα γύρω κανάλια ιόντων νατρίου ανοίγουν,

και μετά τα γειτονικά αυτών ανοίγουν, και συνεχίζει έτσι ούτω καθεξής,

and so on, and so forth,

so that the positivity spreads along the nerve's membrane

ώστε η θετικότητα να εξαπλώνεται κατά μήκος της μεμβράνης του νεύρου

to the nerve's cell body

στο κυτταρικό σώμα του νεύρου

and then along the nerve's long, thread-like extension, the axon.

και μετά κατά μήκος της μακριάς, νηματοειδούς επέκτασης του νεύρου,

τον άξονα.

Meanwhile, potassium ion channels open,

Εν τω μεταξύ, τα κανάλια των ιόντων καλίου ανοίγουν,

potassium rushes out of the nerve,

το κάλιο βγαίνει έξω από το νεύρο

and the membrane voltage returns to normal.

και το δυναμικό της μεμβράνης επιστρέφει στο φυσιολογικό.

Στην πραγματικότητα, υπερβαίνοντάς το λίγο.

Actually, overshooting it a bit.

And during this overshoot,

Κατά τη διάρκεια αυτής της υπέρβασης,

το νεύρο αντιστέκεται σε περαιτέρω εκπόλωση -

the nerve is resistant to further depolarization-it is refractory,

είναι δύστηκτο, κάτι που αποτρέπει τον ηλεκτρικό παλμό

which prevents the nerve electrical impulse from traveling backwards.

από το να ταξιδεύσει προς τα πίσω.

Then, ion pumps pump the sodium back back out of the nerve,

Μετά, οι αντλίες ιόντων αντλούν το νάτριο πίσω στο εξωτερικό του νεύρου

and the potassium back into the nerve,

και το κάλιο πίσω στο εσωτερικό του νεύρου,

restoring the nerve to its normal resting state.

επαναφέροντας το νεύρο στη φυσιολογική κατάσταση ηρεμίας.

Το άκρο του νεύρου, το άκρο του άξονα,

The end of the nerve, the end of the axon,

communicates with the nerve's target.

επικοινωνεί με τον στόχο του νεύρου.

Αυτός ο στόχος είναι άλλα νεύρα σε περιοχές του νωτιαίου μυελού,

This target will be other nerves in a specialized area of the spinal cord,

to be processed and then transmitted up to the brain.

για να γίνουν οι διαδικασίες ώστε να φτάσει έως τον εγκέφαλο.

Or the nerve's target may be another organ, such as a muscle.

Στόχος του νεύρου μπορεί να είναι και ένα άλλο όργανο, όπως ένας μυς.

When the electrical impulse reaches the end of the nerve,

Όταν ο ηλεκτρικός παλμός φτάσει το τελικό άκρο του νεύρου,

small vesicles, or packets, containing chemical neurotransmitters,

μικρά κυστίδια, ή πακέτα, που περιέχουν χημικούς νευροδιαβιβαστές,

ελευθερώνονται από το νεύρο και άμεσα αλληλεπιδρούν με τον στόχο του νεύρου.

are released by the nerve and rapidly interact with the nerve's target.

This process is called synaptic transmission,

Αυτή η διαδικασία ονομάζεται συναπτική διαβίβαση,

because the connection between the nerve and the next object in the chain

επειδή η σύνδεση ανάμεσα στο νεύρο και το επόμενο αντικείμενο στην αλυσίδα

is called a synapse. And it is here, in this synapse,

λέγεται σύναψη.

Και είναι σε αυτή τη σύναψη που η ηλεκτρική πληροφορία του νευρώνα

that the neuron's electrical information can be modulated,

μπορεί να διαμορφωθεί, να ενισχυθεί,

amplified,

blocked altogether

να αποκλειστεί εντελώς, ή να μεταφραστεί σε άλλη πληροφοριακή διαδικασία.

or translated to another informational process.