Uncovering the brain's biggest secret - Melanie E. Peffer

번역: Hyeona Seo 검토: Jihyeon J. Kim

In the late 1860s, scientists believed they were on the verge

1860년대 후반에, 과학자들은 뇌의 가장 큰 비밀을 밝히기

of uncovering the brain’s biggest secret.

일보 직전이라고 생각했어요.

They already knew the brain controlled the body through electrical impulses.

그들은 이미 뇌가 전기적 자극을 통해 몸을 통제한다는 것을 알고 있었어요.

The question was, how did these signals travel through the body

문제는, 어떻게 이 신호가 변하거나 분해되지 않고

without changing or degrading?

몸을 움직이냐는 거였지요.

It seemed that perfectly transmitting these impulses

자극을 온전히 전달하려면 어떤 특정한 조직을 통해

would require them to travel uninterrupted along some kind of tissue.

연결되게 전달되어야 하는 것처럼 보였어요.

This idea, called reticular theory,

신경그물설이라는 이 아이디어는

imagined the nervous system as a massive web of tissue

신체의 모든 신경 세포가 물리적으로 연결되어서

that physically connected every nerve cell in the body.

조직의 거대한 그물을 이루어 신경계를 이룬다고 상상한 거였지요.

Reticular theory captivated the field with its elegant simplicity.

신경그물설은 간단명료함으로 분야의 주목을 이끌었어요.

But soon, a young artist would cut through this conjecture,

하지만 곧, 한 젊은 예술가가 이러한 억측을 멈추게 했고

and sketch a bold new vision of how our brains work.

뇌가 작동하는 방식에 대한 대담한 새로운 시각을 선보였죠.

60 years before reticular theory was born,

신경그물설이 만들어지기 60년 전,

developments in microscope technology

현미경 기술의 발전은

revealed cells to be the building blocks of organic tissue.

세포가 유기 조직의 구성 요소라는 것을 밝혀냈습니다.

This finding was revolutionary,

이 발견은 혁신적이었지만

but early microscopes struggled to provide additional details.

초기 현미경을 통해 더 구체적인 발견을 하기 위해 고군분투하지요.

The technology was especially challenging for researchers studying the brain.

현미경은 특히 뇌를 연구하는 과학자들에게 힘든 것이었지요.

Soft nervous tissue was delicate and difficult to work with.

부드러운 신경 조직은 연약했고 연구하기가 어려웠어요.

And even when researchers were able to get it under the microscope,

연구자들이 현미경에 신경 조직을 넣어볼 수 있었을 때에는

the tissue was so densely packed it was impossible to see much.

조직이 너무 빽빽해서 보기도 힘들었지요.

To improve their view,

잘 보기 위해서

scientists began experimenting with special staining techniques

과학자들은 대조를 통해 선명도를 제공하는

designed to provide clarity through contrast.

특별한 염색 기술을 연구하기 시작합니다.

The most effective came courtesy of Camillo Golgi in 1873.

1873년, 카밀로 골지가 가장 효과적인 방법을 개발합니다.

First, Golgi hardened the brain tissue with potassium bichromate

처음에 골지는 연구하는 동안의 세포 변형을 막기 위해

to prevent cells from deforming during handling.

중크롬산 칼륨으로 뇌 조직을 굳혔어요.

Then he doused the tissue in silver nitrate,

그런 다음 신경 세포 안에서 눈에 띄게 보이는

which visibly accumulated in nerve cells.

질산 은에 조직을 적셨어요.

Known as the “black reaction,”

“흑색 반응“이라고 알려진

Golgi’s Method finally allowed researchers to see the entire cell body

골지의 방법을 통해 과학자들은 마침내 나중에 뉴런이라는 이름을 갖게 된

of what would later be named the neuron.

세포의 전체를 볼 수 있게 됩니다.

The stain even highlighted the fibrous branches

염색을 통해 다양한 방향으로 뻗어나간

that shot off from the cell in different directions.

세포의 섬유 가지까지 볼 수 있었지요.

Images of these branches became hazy at the ends,

이러한 가지들의 모습은 마지막에는 흐려졌고

making it difficult to determine exactly how they fit into the larger network.

그들이 어떻게 큰 망을 이루는지 알아보기 힘들었어요.

But Golgi concluded that these branches connected,

하지만 골지는 이 가지들이 전체 신경계를 구성하는

forming a web of tissue comprising the entire nervous system.

조직의 그물을 형성하며 연결되어 있다고 결론지었습니다.

14 years later, a young scientist and aspiring artist

14년 후에 젊은 과학자이면서 야심찬 예술가였던

named Santiago Ramón y Cajal began to build on Golgi’s work.

산티아고 라몬 이 카할이 골지의 일을 이어나갑니다.

While writing a book about microscopic imaging,

그는 현미경 이미지에 대한 책을 쓰면서

he came across a picture of a cell treated with Golgi’s stain.

골지의 방법을 이용해 염색된 세포의 사진을 우연히 보게 되지요.

Cajal was in awe of its exquisite detail— both as a scientist and an artist.

카할은 그 정교한 모습에 과학자이자 예술가로서 경외심을 갖습니다.

He soon set out to improve Golgi’s stain even further

그는 곧 골지의 염색을 더 발전시키기 위해 일을 시작하고

and create more detailed references for his artwork.

자신의 예술 작품을 위해 더 구체적인 자료를 만듭니다.

By staining the tissue twice in a specific time frame,

카할은 구체적인 기간을 두고 조직을 두 번 염색하는 것으로

Cajal found he could stain a greater number of neurons with better resolution.

고해상도로 훨씬 더 많은 뉴런을 볼 수 있다는 것을 알아냈어요.

And what these new slides revealed would upend reticular theory—

그가 슬라이드를 통해 알아낸 것으로 그물형 이론이 뒤집혔는데

the branches reaching out from each nerve cell

각각의 세포로부터 뻗어져 나온 가지들이

were not physically connected to any other tissue.

그 어떤 세포와도 물리적으로 연결되어 있지 않다는 사실이었습니다.

So how were these individual cells transmitting electrical signals?

그렇다면 각각의 세포는 어떻게 전기적인 신호를 전달할까요?

By studying and sketching them countless times,

세포를 수없이 연구하고 그리던 카할은

Cajal developed a bold, new hypothesis.

대담하고 새로운 가설을 세웁니다.

Instead of electrical signals traveling uninterrupted across a network of fibers,

그는 연속된 섬유 망을 통해 전기적 신호가 전달된다는 것 대신

he proposed that signals were somehow jumping from cell to cell

신호가 어떤 방법을 통해 세포와 세포 사이를 뛰어넘어

in a linear chain of activation.

선형 반응을 일으킨다고 주장했어요.

The idea that electrical signals could travel this way was completely unheard of

카할이 이 아이디어를 제안한 1889년에는

전기 신호가 이러한 방식으로 전달된다는 얘기는 전무했지요.

when Cajal proposed it in 1889.

However his massive collection of drawings supported his hypothesis from every angle.

하지만 그동안 그렸던 많은 그림들은 그의 가설을 모든 면에서 뒷받침했어요.

And in the mid-1900s, electron microscopy further supported this idea

1900년대 중반에는 신경 세포를 둘러싼 막이

이웃된 세포와 세포를 분리한다는 사실이 전자 현미경으로 밝혀져

by revealing a membrane around each nerve cell

keeping it separate from its neighbors.

가설을 뒷받침합니다.

This formed the basis of the “neuron doctrine,”

이는 “신경 세포설“의 기초가 되고

which proposed the brain’s tissue was made up of many discrete cells,

신경 세포설에서 뇌 조직은 하나의 연결된 조직이 아닌

instead of one connected tissue.

분리된 수많은 세포로 이루어진다고 주장합니다.

The neuron doctrine laid the foundation for modern neuroscience,

신경 세포설은 현대 신경 과학의 기초가 되고

and allowed later researchers to discover that electrical impulses

연구자들이 전기적 자극은 뉴런과 뉴런 사이를 이동할 때

are constantly converted between chemical and electrical signals

화학적 신호와 전기적 신호로

as they travel from neuron to neuron.

계속 바뀐다는 것을 발견하게 합니다.

Both Golgi and Cajal received the Nobel Prize

골지와 카할은 둘 다 노벨상을 받는데

for their separate, but shared discoveries,

각자 개별적이지만 공유된 발견을 통해서 받았으며

and researchers still apply their theories and methods today.

과학자들은 여전히 그들의 이론과 방법을 적용하고 있지요.

In this way, their legacies remain connected as discrete elements

이러한 방식으로 그들의 유산도 각각의 구분되는 요소로서

in a vast network of knowledge.

방대한 지식 망에 연결되어 있습니다.