How fast is the speed of thought? - Seena Mathew

번역: 검토: DK Kim

Your mortal enemy has captured you and hooked you up to a bizarre experiment.

여러분의 앙숙이 여러분을 잡아서

기괴한 실험을 합니다.

He’s extended your nervous system with one very long neuron

그는 여러분의 신경계를 확장시킵니다.

신경세포 하나를 아주 길게 늘여서

to a target about 70 meters away.

약 70미터 떨어진 과녁과 연결합니다.

At some point, he’s going to fire an arrow.

이제 화살을 쏘려고 합니다.

If you can then think a thought to the target before the arrow hits it,

만약 화살이 맞기 전에 과녁에 생각을 보낼 수 있다면

he’ll let you go.

여러분을 풀어 줄 것입니다.

So who wins that race?

이 시합에서 누가 이길까요?

In order to answer, we have to examine the hardware of thought: neurons.

대답을 하려면 생각의 도구를 조사해야 합니다.

바로 신경세포입니다.

인간의 뇌에는 신경세포가 약 860억 개 있습니다.

The human brain has about 86 billion of these cells.

They transmit signals down their axons by way of electrical impulses,

그들은 축을 따라서 전기 신호를 보냅니다.

or action potentials.

또는 활동 전위라고 부르죠.

One neuron can then pass that signal to the next at a synapse

시냅스에서 그 다음 신경 세포로 신호를 넘깁니다.

by way of chemical neurotransmitters.

화학 신경 전달 물질을 사용합니다.

The signal is received by the next neuron’s dendrites,

다음 신경 세포의 가지 돌기에서 신호를 받고

propagated down its axon, and passed further along.

축삭 돌기를 따라 내려가서 더 멀리 퍼집니다.

So, the key factors that determine how quickly you think

얼마나 빨리 생각하는지를 정하는 핵심 요소는

처음 활동 전위를 발생하는 데 걸리는 시간,

include how long it takes to generate an initial action potential;

propagate it down the length of the axon; and transport it through the synapse.

축삭 돌기를 따라 내려보내는 데 걸리는 시간

시냅스를 통과하는 데 걸리는 시간입니다.

We must also factor in the number of neurons involved

또한 참여하는 신경 세포의 수와

and the distance the signal has to travel.

신호가 이동해야 하는 거리도 감안해야 합니다.

Let’s see what this looks like in a simple pathway— your knee-jerk reflex.

간단한 예로 이를 살펴보죠.

무릎 반사입니다.

A strike to your patellar tendon triggers an electrical impulse

무릎 인대를 치면 전기 신호가 발생합니다.

that travels up a sensory neuron to your spine.

감각 신경 세포에서 척추로 신호가 올라가죠.

There the signal branches, and for the sake of simplicity,

거기서 신호가 갈라지는데 간단하게 하기 위해서

we’ll consider the segment that jumps into a motor neuron

운동 신경으로 가는 부분을 보겠습니다.

to journey back down your leg.

다리로 다시 내려가는 신호입니다.

The total length of the neurons in that pathway

이 경로에 있는 신경 세포의 총 길이는

is about 1 meter in someone who is 5 foot 5 inches,

키가 165cm라면 약 1m인데

and on average it takes 15 to 30 milliseconds from strike to kick.

충격부터 발뻗기까지 평균적으로 15~30밀리초 걸립니다.

Speed is distance divided by time,

속도는 거리를 시간으로 나눈 것입니다.

so this signal travels somewhere between 120 to 240 kilometers per hour.

따라서 이 신호의 속도는

시간당 120km~240km입니다.

The initial action potential accounts for 1 to 5 milliseconds

활동 전위 발생에 1~5밀리초가 걸리고

and synaptic transmissions only take .1 to .5 milliseconds,

시냅스 전송에는 0.1~0.5밀리초만 걸립니다.

so the bulk of that time is spent within the axons.

따라서 대부분 시간은 축삭 돌기 내 전달에 소요됩니다.

This is consistent with research findings

이는 연구 결과와 일치합니다.

that the average individual neuron sends signals at around 180 kilometers per hour.

평균적인 신경 세포 신호의 속도는 시간당 약 180km입니다.

But speeds can be boosted with myelination and increased axon diameter.

그런데 말이집으로 싸거나 축삭의 지름을 키우면

Myelin is a fatty sheath that insulates an axon,

말이집은 축삭을 에워싼 지방층이고

preventing electrical currents from leaking out.

전류가 새는 것을 막아줍니다.

한편, 직경이 더 큰 축삭은 내부 저항이 더 작습니다.

Meanwhile, axons with larger diameters offer less internal resistance.

These compounded factors can raise the speed of an action potential

이러한 복합적인 요인으로 활동 전위의 속도가

as high as 432 kilometers per hour.

시간당 432km까지 올라갈 수 있습니다.

There’s plenty of variation: some people think faster than others,

속도는 아주 다양합니다.

어떤 사람들은 다른 사람들보다 더 빨리 생각합니다.

and your own speed of thought changes throughout your lifetime.

같은 사람도 살면서 생각의 속도가 변합니다.

In particular, as you reach old age,

특히 나이가 들면서

the myelin sheath covering your axons wears down,

축삭을 둘러싼 말이집이 닳고

and other neuronal structures degrade.

다른 신경 구조들도 낡습니다.

Back to the dastardly experiment.

다시 그 끔찍한 실험으로 돌아가죠.

Arrows shot from recurve bows fly, on average,

리커브 활에서 쏜 화살은

around 240 kilometers per hour.

보통 시간당 240km 정도로 날아갑니다.

Which means that given a sufficiently long, myelinated or large-diameter neuron,

길이가 적당하고 말이집으로 에워싼 데다 신경 세포의 직경이 굵다면

your thoughts actually could win the race.

생각이 실제로 시합에서 이길 수 있다는 말입니다.

But… there’s a wrinkle.

하지만 함정이 있습니다.

The arrow and thought don’t leave the gate at the same time;

화살과 생각은 동시에 출발하는 것이 아닙니다.

first the arrow fires, then once you perceive it,

먼저 화살이 발사되고

your signal can start down its path.

일단 그것을 인식한 후에야 신호가 출발할 수 있습니다.

Processing images or music, participating in inner speech,

영상이나 음악을 듣거나, 대화를 나누거나,

and recalling memories all require complicated neural pathways

기억을 되살리는 것은 모두 복잡한 신경 경로가 필요합니다.

that are nowhere close to the linearity of the knee-jerk reflex.

무릎 반사 같은 단순함과는 전혀 다른 것이죠.

The speed at which these thoughts occur is mostly consistent,

생각이 발생하는 속도는 대체로 비슷하고

말이집이 둘러싸는 정도와 축삭의 직경에 따라 변합니다.

with variations based on myelination and axon diameter.

But the duration of a thought will vary significantly depending on its routes,

하지만 생각의 지속 시간은

경로, 경유지, 목적지에 따라 크게 바뀝니다.

pitstops, and destination.

In this case, when you perceive a threatening stimulus,

이 시합에서는. 위협적인 자극을 받아서

you’ll invoke a fear startle response.

두려움으로 인해 움찔하고 반응할 것입니다.

Similar to the knee-jerk response,

무릎 반사와 비슷하게

a startle can be involuntary and quite fast.

놀라움은 무의식적이고 꽤 빠릅니다.

If the string twangs loud enough,

시위 소리가 충분히 크게 울리면

you might react in less than 65 milliseconds.

65밀리초 이내에 반응할지도 모릅니다.

More likely though, your startle reaction will be based on sight.

하지만 그보다는 눈으로 먼저 보고 움찔하는 반응을 하기가 쉬울 것입니다.

Our eyes can process an image as quickly as 13 milliseconds,

우리 눈은 영상을 13밀리초만에 처리할 수 있습니다.

but computation of what you’re seeing and determining the danger it poses

하지만 보고 있는 것이 무엇인지 알고 그 위험을 판단하는 데는

can take as long as 180 to 200 milliseconds.

180~200밀리초가 걸릴 수 있습니다.

In that time the arrow will have gained a head start of about 13 meters.

그 시간에 화살은 약 13m 앞서 날아갈 것입니다.

The target is far enough away

과녁은 충분히 멀리 떨어져 있습니다.

that you’ve got just enough of a chance to catch up,

여러분은 간신히 기회를 잡을 수 있을 것입니다.

if you can quickly, and quite literally, think your way out.

만약 나가는 길을 글자 그대로 빠르게 생각할 수 있다면 말이죠.