How do nerves work? - Elliot Krane

신경은 어떻게 일할까? 엘리엇 크레인(Elliot Krane)

번역: Gemma Lee 검토: K Bang

How do nerves work?

신경은 어떻게 작동할까요?

Are nerves simply the wires in the body

신경은 몸 안에서 그저 전기를 나르는 선일까요?

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

여러분이 살고 있는 집의 벽속이나

or in your computer?

컴퓨터 안에 있는 선처럼 말입니다.

This is an analogy often made,

흔히 전선과 비슷하다고 생각하는데

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

실제로 신경은 몸 안에서 훨씬 더 복잡한 일을 합니다.

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

신경은 그냥 선이 아니라 감지기 역할을 하는 세포들입니다.

detectors of the external and internal world,

바깥 세상과 안 세상을 감지하고,

the transducers that convert information to electrical impulses,

변환기처럼 정보를 전기 자극으로 바꿔주고,

the wires that transmit these impulses,

선처럼 이들 자극을 전달하며

the transistors that gate the information

트랜지스터처럼 정보를 받아들여

and turn up or down the volume-

소리를 키우거나 줄이기도 합니다.

and finally, the activators that take that information

끝으로 작동기로써 그 정보를 받아들여서

and cause it to have an effect on other organs.

다른 기관에 영향을 미치게 합니다.

Consider this. Your mother gently strokes your forearm

생각해보세요. 여러분의 어머니가 여러분의 팔뚝을 부드럽게 어루만지면

and you react with pleasure.

여러분은 기쁘게 반응하죠.

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

또는 거미가 여러분 팔뚝을 기어가면 놀라서 거미를 손으로 쳐서 떨어뜨릴 겁니다.

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

또는 오븐에서 케익을 꺼내려다 뜨거운 선반에 팔뚝을 스쳤다면

and you immediately recoil.

여러분은 곧바로 움찔할 겁니다.

Light touch produced pleasure, fear, or pain.

가벼운 접촉으로 기쁨, 두려움, 아픔이 일어납니다.

How can one kind of cell have so many functions?

어떻게 세포 하나가 그렇게 많은 일을 할 수 있을까요?

Nerves are in fact bundles of cells called neurons

신경은 사실 신경세포라고 부르는 세포다발입니다.

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

이들 신경세포는 저마다 아주 전문적으로 신경 자극을 실어나릅니다.

their form of electricity,

전기와 같은 꼴로

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

한 가지 자극에만 반응하고 한쪽으로만 흐릅니다.

The nerve impulse starts with a receptor,

신경 자극은 수용기에서 비롯합니다.

a specialized part of each nerve,

신경 하나하나가 가진 특화된 부분으로서

where the electrical impulse begins.

거기서 전기 자극이 비롯됩니다.

One nerve's receptor might be a thermal receptor,

어떤 신경의 수용기는 온도 수용기로서

designed only to respond to a rapid increase in temperature.

온도가 빨리 올라갈 때만 반응하게 되어 있습니다.

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

팔뚝에 난 털에 붙어있는 수용기는

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

거미가 팔뚝에 기어올랐을 때 털의 움직임을 감지합니다.

Yet another kind of neuron is low-threshold mechanoreceptor,

다른 형태의 신경세포는 저임계 기계적 수용기로서

activated by light touch.

가벼운 접촉에도 활성화됩니다

Each of these neurons then carry their specific information:

이런 신경세포들이 저마다 특별한 정보를 실어나릅니다.

pain, warning, pleasure.

아픔, 경고, 기쁨.

And that information is projected to specific areas of the brain

그 정보는 뇌의 특정한 곳에 투사되고

and that is the electrical impulse.

그것이 전기 자극입니다.

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

신경 안에는 액체가 있는데 칼륨 이온이 많이 들어 있습니다.

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

신경 밖의 수액보다 20배가 넘게 들어있습니다.

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

한편 신경 밖의 수액에는 신경 안보다 10배나 많은 나트륨이 들어있습니다.

This imbalance between sodium outside and potassium inside the cell

바깥에 있는 나트륨과 안에 있는 칼륨의 불균형이

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

신경 안에서 음극을 띠게 만듭니다.

relative to the outside of the nerve,

신경 밖에 비해서 상대적인,

about equal to -70 or -80 millivolts.

-70 에서 -80 밀리볼트를 띠게 하지요.

This is called the nerve's resting potential.

이것을 신경의 휴식 전위라고 부릅니다.

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

하지만 그 자극에 대한 반응으로 신경은 감지하고

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

세포의 수용기 가까이에 있는 세포 벽의 구멍이 열립니다.

These pores are specialized protein channels

이들 구멍은 특수화된 단백질 통로이고

that are designed to let sodium rush into the nerve.

나트륨이 신경으로 들어갈 수 있게 설계되어 있습니다.

The sodium ions rush down their concentration gradient,

나트륨 이온은 농도차 때문에 이동하고

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

나트륨이 이동하면, 신경 안은 점점 더 양극을 띠어서

about +40 millivolts.

+40 밀리볼트가 됩니다.

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

이렇게 되면 처음에는 수용기에 가까운 신경이

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

신경의 전기 전하가 충분한 차이가 생겨서

if it reaches what is called threshold,

그게 임계점에 다다르면

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

가까이 있는 나트륨 이온 통로가 열리고, 그러면 가까이 있는 것들이

and so on, and so forth,

차례대로 움직이죠.

so that the positivity spreads along the nerve's membrane

그래서 양극이 신경막을 따라 퍼지면서

to the nerve's cell body

신경의 세포 다발로 퍼지고

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

세포가 가진 길고, 실같이 생긴 선, 축색 돌기로 퍼집니다.

Meanwhile, potassium ion channels open,

한편으로 칼륨 통로가 열리고

potassium rushes out of the nerve,

칼륨이 신경에서 빠져나와

and the membrane voltage returns to normal.

신경막의 전압이 정상으로 돌아갑니다.

Actually, overshooting it a bit.

실제로는 조금 더 나갑니다.

And during this overshoot,

이렇게 좀 더 나갈 때

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

신경은 탈분극으로 가는데 저항을 합니다. 불응기이죠.

which prevents the nerve electrical impulse from traveling backwards.

그래서 신경의 전기 자극이 역전하는 것을 막아줍니다.

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

그러면 이온펌프가 신경에서 나트륨을 빼고

and the potassium back into the nerve,

칼륨을 신경으로 돌려보내서

restoring the nerve to its normal resting state.

신경을 정상 휴식 상태로 되돌립니다.

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

신경의 끝, 축색돌기의 끝은

communicates with the nerve's target.

신경이 목표하는 곳과 소통합니다.

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

이 목표는 척수의 특화된 곳에 있는 다른 신경이고

to be processed and then transmitted up to the brain.

이곳에서 과정을 거쳐 뇌로 전달이 됩니다.

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

또는 신경이 목표로 하는 곳이 근육같은 다른 조직일 수도 있어요.

When the electrical impulse reaches the end of the nerve,

전기 자극이 신경의 끝에 다다르면

small vesicles, or packets, containing chemical neurotransmitters,

화학적 신경전달물질을 가진 작은 소낭이나 꾸러미가

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

신경세포에서 나와서 신경이 목표로 하는 곳과 재빨리 상호작용을 합니다.

This process is called synaptic transmission,

이 과정을 시냅스 전달이라고 부릅니다.

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

왜냐하면 신경과 그 사슬 속에 있는 다음 대상 사이의 연결을

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

시냅스라고 부르기 때문이죠. 그리고 이 시냅스에서

that the neuron's electrical information can be modulated,

세포의 전기 정보를 조절하거나

amplified,

키우거나,

blocked altogether

몽땅 막아버리거나,

or translated to another informational process.

다른 정보 과정으로 전달할 수 있습니다.