How do nerves work? - Elliot Krane

Come funzionano i nervi? - Elliot Krane

Traduttore: Claudio Dinapoli Revisore: Paola B

How do nerves work?

Come funzionano i nervi?

Are nerves simply the wires in the body

Sono forse dei semplici cavi presenti nel corpo

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

che conducono l'elettricità, come i cavi nei muri di casa

or in your computer?

o all'interno di un computer?

This is an analogy often made,

Si tratta di un'analogia molto frequente,

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

ma la realtà è che i nervi svolgono nel corpo un compito ben più complesso.

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

Non sono semplicemente cavi, ma sono le cellule che costituiscono i sensori,

detectors of the external and internal world,

rilevatori del mondo esterno e interno,

the transducers that convert information to electrical impulses,

i trasduttori che convertono le informazioni in impulsi elettrici,

the wires that transmit these impulses,

i cavi che trasmettono questi impulsi,

the transistors that gate the information

i transistor che trasportano le informazioni

and turn up or down the volume-

e alzano o abbassano il volume;

and finally, the activators that take that information

e, infine, gli attivatori che recepiscono le informazioni

and cause it to have an effect on other organs.

e fanno in modo che queste abbiano un effetto sugli altri organi.

Consider this. Your mother gently strokes your forearm

Considerate questo esempio. Se vostra madre vi accarezza l'avambraccio,

and you react with pleasure.

voi reagite con piacere.

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

Se invece un ragno striscia sul vostro avambraccio, voi sobbalzate e lo scacciate via.

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

Oppure, se togliendo una torta dal forno il vostro avambraccio sfiora la griglia calda,

and you immediately recoil.

voi sobbalzate immediatamente all'indietro.

Light touch produced pleasure, fear, or pain.

Un lieve contatto ha dunque causato piacere, paura o dolore.

How can one kind of cell have so many functions?

Come può un solo tipo di cellula avere così tante funzioni?

Nerves are in fact bundles of cells called neurons

I nervi sono in realtà fasci di cellule chiamate neuroni

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

e ognuno di essi è altamente specializzato nel convogliare gli impulsi nervosi,

their form of electricity,

in forma di energia elettrica,

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

come risposta a un solo tipo di stimolo, e in una sola direzione.

The nerve impulse starts with a receptor,

L'impulso nervoso inizia con un recettore,

a specialized part of each nerve,

ovvero una parte specifica di ciascun nervo,

where the electrical impulse begins.

dove l'impulso elettrico ha origine.

One nerve's receptor might be a thermal receptor,

Il recettore di un nervo potrebbe essere quello del calore,

designed only to respond to a rapid increase in temperature.

concepito solo per reagire a una rapida impennata della temperatura.

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

Un altro tipo di recettore è collegato alla peluria dell'avambraccio,

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

e rileva il movimento di quei peli, come quando un ragno striscia sulla vostra pelle.

Yet another kind of neuron is low-threshold mechanoreceptor,

Un altro ancora è il meccanocettore a bassa soglia,

activated by light touch.

attivato da un lieve tocco.

Each of these neurons then carry their specific information:

Ciascuno di questi neuroni poi trasmette la sua specifica informazione:

pain, warning, pleasure.

dolore, minaccia, piacere.

And that information is projected to specific areas of the brain

E quella informazione viene proiettata verso una specifica area del cervello

and that is the electrical impulse.

ed è questo l'impulso elettrico.

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

L'interno di un nervo è un fluido ricchissimo di ioni potassio.

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

Una concentrazione 20 volte più alta che nel fluido presente al suo esterno

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

mentre quest'ultimo ha 10 volte più sodio dell'interno di un nervo.

This imbalance between sodium outside and potassium inside the cell

Questo squilibrio tra il sodio all'esterno e il potassio all'interno della cellula

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

porta a una carica elettrica negativa all'interno del nervo

relative to the outside of the nerve,

in relazione all'esterno del nervo,

about equal to -70 or -80 millivolts.

uguale a circa -70 o -80 millivolt.

This is called the nerve's resting potential.

Ed è chiamato potenziale di riposo di un nervo.

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

Ma in risposta a tale stimolo che il nervo è concepito per rilevare,

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

i pori nelle pareti della cellula in prossimità del suo recettore si aprono.

These pores are specialized protein channels

Questi pori sono canali di proteina specializzata

that are designed to let sodium rush into the nerve.

concepiti per far entrare il sodio nel nervo.

The sodium ions rush down their concentration gradient,

Gli ioni di sodio abbassano il loro gradiente di concentrazione,

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

e quando lo fanno, l'interno del nervo diviene più carico positivamente,

about +40 millivolts.

di circa +40 millivolt.

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

Mentre ciò accade, inizialmente nel nervo proprio attorno al recettore,

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

se il cambio nella carica elettrica del nervo è sufficientemente grande,

if it reaches what is called threshold,

e se raggiunge quella che viene detta 'soglia',

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

i canali vicini degli ioni di sodio si aprono, seguiti da quelli vicini a questi ultimi,

and so on, and so forth,

e così via, in questa maniera,

so that the positivity spreads along the nerve's membrane

cosicché la positività si diffonde lungo la membrana del nervo

to the nerve's cell body

fino al corpo cellulare dello stesso

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

e poi attraverso l'estensione lunga e filamentosa del nervo: l'assone.

Meanwhile, potassium ion channels open,

Nel frattempo, i canali degli ioni di potassio si aprono,

potassium rushes out of the nerve,

il potassio fuoriesce dal nervo,

and the membrane voltage returns to normal.

e il voltaggio della membrana ritorna normale.

Actually, overshooting it a bit.

In realtà, lo supera di poco.

And during this overshoot,

E durante questo eccessivo squilibrio della polarità,

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

il nervo è resistente a un'ulteriore depolarizzazione; è refrattario,

which prevents the nerve electrical impulse from traveling backwards.

il che impedisce all'impulso elettrico del nervo di viaggiare a ritroso.

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

Quindi, le pompe degli ioni fanno fluire il sodio indietro fuori dal nervo,

and the potassium back into the nerve,

e il potassio nuovamente all'interno del nervo,

restoring the nerve to its normal resting state.

ripristinando il normale stato di riposo del nervo.

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

La parte terminale del nervo, la parte finale dell'assone,

communicates with the nerve's target.

comunica con il suo bersaglio.

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

Questo bersaglio saranno altri nervi in aree specializzate del midollo spinale,

to be processed and then transmitted up to the brain.

che possono essere elaborati e poi trasmessi fino al cervello.

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

Oppure, il bersaglio del nervo potrebbe essere un altro organo, come un muscolo.

When the electrical impulse reaches the end of the nerve,

Quando l'impulso elettrico raggiunge la fine del nervo,

small vesicles, or packets, containing chemical neurotransmitters,

piccole vescicole, o pacchetti, contenenti neurotrasmettitori chimici,

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

vengono rilasciati dal nervo e velocemente interagiscono con il bersaglio del nervo.

This process is called synaptic transmission,

Questo processo viene detto 'trasmissione sinaptica',

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

perché la connessione tra il nervo e l'oggetto successivo nella catena

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

ha come nome sinapsi. È qui, nella sinapsi,

that the neuron's electrical information can be modulated,

che l'informazione elettrica del neurone può essere modulata,

amplified,

amplificata,

blocked altogether

completamente bloccata

or translated to another informational process.

o tradotta in un altro processo informativo.