How do nerves work? - Elliot Krane

Translator: Pitipa Chongwatpol Reviewer: Kelwalin Dhanasarnsombut

How do nerves work?

เส้นประสาททำงานอย่างไร

Are nerves simply the wires in the body

เส้นประสาทเป็นเหมือนสายไฟในร่างกาย

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

ที่นำกระแสไฟฟ้า เหมือนกับสายไฟ ที่อยู่ในผนังบ้านของคุณ

or in your computer?

หรือในคอมพิวเตอร์ของคุณใช่หรือไม่

This is an analogy often made,

นี่คือการเปรียบเปรยที่มักจะพูดกัน

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

แต่ในความเป็นจริงแล้ว เส้นประสาท มีหน้าที่ในร่างกายที่ซับซ้อนมากกว่านั้น

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

มันไม่ใช่แค่สายไฟ แต่เซลล์นั้นเป็นตัวรับ

detectors of the external and internal world,

ซึ่งก็คือเครื่องตรวจจับ สิ่งแวดล้อมภายนอกและภายใน

the transducers that convert information to electrical impulses,

เป็นตัวแปลงสัญญาณ ที่เปลี่ยนข้อมูลให้เป็นกระแสไฟฟ้า

the wires that transmit these impulses,

เส้นสายที่ส่งต่อกระแสเหล่านี้

the transistors that gate the information

ซึ่งก็คือทรานซิสเตอร์ที่กรองข้อมูล

and turn up or down the volume-

และเพิ่มหรือลดระดับ

and finally, the activators that take that information

และสุดท้าย ตัวกระตุ้นที่นำข้อมูลนั้น

and cause it to have an effect on other organs.

และทำให้มันมีผลกระทบต่ออวัยวะอื่น ๆ

Consider this. Your mother gently strokes your forearm

ลองคิดดูว่า แม่ของคุณลูบแขนของคุณเบา ๆ

and you react with pleasure.

และคุณตอบสนองด้วยความสุข

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

หรือแมงมุมไต่ที่แขนของคุณ และคุณสะดุ้งและตบมัน

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

หรือถ้าคุณเผลอเอาแขนไปโดนเตาอบ ตอนที่คุณกำลังนำเค้กออกมา

and you immediately recoil.

แล้วคุณก็ถอยออกมาทันที

Light touch produced pleasure, fear, or pain.

สัมผัสเบา ๆ ทำให้เกิด ความสุข ความกลัว หรือความเจ็บปวด

How can one kind of cell have so many functions?

เซลล์ชนิดเดียวทำหน้าที่หลายอย่าง ได้อย่างไร

Nerves are in fact bundles of cells called neurons

อันที่จริงเส้นประสาทคือมัดของเซลล์ ที่เรียกว่า เซลล์ประสาท

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

และเซลล์ประสาทจะมีความจำเพาะ ในการส่งกระแสประสาท

their form of electricity,

ในรูปแบบของกระแสไฟฟ้า

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

ในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าเพียงอย่างเดียว และเป็นไปในทิศทางเดียว

The nerve impulse starts with a receptor,

กระแสประสาทเริ่มจากตัวรับ

a specialized part of each nerve,

ส่วนเฉพาะของเส้นประสาทแต่ละเส้น

where the electrical impulse begins.

ที่เป็นจุดกำเนิดของกระแสไฟฟ้า

One nerve's receptor might be a thermal receptor,

ตัวรับของเส้นประสาท อาจจะเป็นตัวรับอุณหภูมิ

designed only to respond to a rapid increase in temperature.

ที่ถูกออกแบบมา เพื่อที่จะตอบสนอง ต่อการเพิ่มอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว

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

ตัวรับอีกชนิดหนึ่งติดอยู่กับขนบนแขน

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

ซึ่งจะตรวจจับความเคลื่อนไหวของขนพวกนั้น เช่น ตอนที่แมงมุมไต่แขนของคุณ

Yet another kind of neuron is low-threshold mechanoreceptor,

เซลล์ประสาทอีกชนิดคือ ตัวรับแรงกลเชิงกลในระดับต่ำ

activated by light touch.

ที่ถูกกระตุ้นโดยสัมผัสเบา ๆ

Each of these neurons then carry their specific information:

เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์นี้ จะนำข้อมูลจำเพาะของพวกมัน

pain, warning, pleasure.

ความเจ็บปวด การเตือน ความสุข

And that information is projected to specific areas of the brain

และข้อมูลเหล่านั้น จะถูกส่งไปยังพื้นที่จำเพาะของสมอง

and that is the electrical impulse.

และนั่นก็คือกระแสไฟฟ้า

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

ภายในเส้นประสาทนั้นมีของเหลว ที่เต็มไปด้วยประจุโพแทสเซียม

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

มันมีความเข้มข้นมากกว่า ของเหลวนอกเส้นประสาทถึง 20 เท่า

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

ในขณะที่ของเหลวนอกเส้นประสาทนั้น มีโซเดียมมากกว่าในเส้นประสาท 10 เท่า

This imbalance between sodium outside and potassium inside the cell

ความไม่สมดุลระหว่างโซเดียมภายนอก และโพแทสเซียมภายในของเซลล์นั้น

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

ส่งผลให้ภายในเส้นประสาท มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ

relative to the outside of the nerve,

เมื่อเทียบกับภายนอกของเส้นประสาท

about equal to -70 or -80 millivolts.

เท่ากับประมาณ -70 หรือ -80 มิลลิโวลต์

This is called the nerve's resting potential.

นี่เรียกว่าศักย์ไฟฟ้าระยะพักของเส้นประสาท

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

แต่ในการตอบสนองต่อสิ่งเร้านั้น เส้นประสาทถูกออกแบบมาให้ตรวจจับ

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

รูในผนังเซลล์ ที่อยู่ใกล้กับตัวรับของเซลล์เปิดออก

These pores are specialized protein channels

รูพวกนั้นเป็นช่องโปรตีนพิเศษ

that are designed to let sodium rush into the nerve.

ที่ถูกออกแบบมาให้โซเดียม เข้าสู่เซลล์ได้อย่างรวดเร็ว

The sodium ions rush down their concentration gradient,

ความเข้มข้นของประจุโซเดียม ลดลงอย่างรวดเร็ว

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

และเมื่อเป็นอย่างนั้น ภายในเส้นประสาทจะเป็นขั้วบวกมากขึ้น

about +40 millivolts.

ประมาณ 40 มิลลิโวลต์

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

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น โดยเริ่มจาก เส้นประสาทรอบ ๆ ตัวรับ

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

ถ้ากระแสไฟฟ้าของเส้นประสาท เปลี่ยนแปลงมากพอ

if it reaches what is called threshold,

ถ้ามันถึงระดับหนึ่งที่เรียกว่าจุดวิกฤติ

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

ช่องโซเดียมไออนรอบ ๆ จะเปิดออก และจากนั้นก็ช่องรอบ ๆ ที่ใกล้นั้น

and so on, and so forth,

และเป็นทอด ๆ ต่อกันไป

so that the positivity spreads along the nerve's membrane

ดังนั้นเมื่อประจุบวกนี้ แพร่ไปตามไปที่เยื่อหุ้มของเส้นประสาท

to the nerve's cell body

ไปยังตัวเซลล์ประสาท

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

และต่อไปตามความยาวที่ยืดยาวออกไป เหมือนด้าย ที่เรียกว่า แอกซอน

Meanwhile, potassium ion channels open,

ในขณะเดียวกัน ช่องประจุโพแทสเซียมเปิดออก

potassium rushes out of the nerve,

โพแทสเซียทะลักมออก จากเส้นประสาทอย่างรวดเร็ว

and the membrane voltage returns to normal.

และศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ กลับมาสู่สภาพปกติ

Actually, overshooting it a bit.

อันที่จริง มันเลยไปไปนิดหน่อย

And during this overshoot,

และระหว่างที่มันไม่ปกตินี้

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

เส้นประสาทจะต้านการเปลี่ยนขั้วครั้งต่อไป นี่เป็นการเพิ่มความทนทาน

which prevents the nerve electrical impulse from traveling backwards.

ซึ่งป้องกันกระแสไฟฟ้าของเส้นประสาท ไม่ให้เดินสวนทาง

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

จากนั้น การปั๊มประจุ จะนำโซเดียมออกจากเส้นประสาท

and the potassium back into the nerve,

และนำโพแทสเซียมกลับสู่เส้นประสาท

restoring the nerve to its normal resting state.

ฟื้นฟูเส้นประสาทเข้าสู่ระยะพักปกติของมัน

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

ปลายประสาท หรือปลายแอกซอน

communicates with the nerve's target.

ติดต่อสื่อสารกับเป้าหมายของเส้นประสาท

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

เป้าหมายนี้จะเป็นเส้นประสาทอื่น ในพื้นที่จำเพาะของไขสันหลัง

to be processed and then transmitted up to the brain.

ที่จะประมวลผลและส่งต่อไปยังสมอง

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

หรือเป้าหมายของเส้นประสาท อาจจะเป็นอวัยวะอื่น เช่น กล้ามเนื้อ

When the electrical impulse reaches the end of the nerve,

เมื่อกระแสไฟฟ้าไปถึงปลายประสาท

small vesicles, or packets, containing chemical neurotransmitters,

ถุงหรือห่อเล็ก ๆ ที่ประกอบไปด้วย สารเคมีสื่อประสาท

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

จะถูกปล่อยออกมาและมีปฎิสัมพันกับ เป้าหมายของเส้นประสาทอย่างรวดเร็ว

This process is called synaptic transmission,

กระบวนการนี้เรียกว่า การส่งกระแสประสาทแบบไซแนปส์

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

เพราะว่าการติดต่อกับระหว่างเส้นประสาท และสิ่งถัดไปในกระบวนการนี้

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

เรียกว่า ไซแนปส์ และในไซแนปส์นี้เอง

that the neuron's electrical information can be modulated,

ที่ข้อมูลกระแสประสาทสามารถถูกปรับระดับ

amplified,

ขยาย

blocked altogether

ปิดกั้นโดยสิ้นเชิง

or translated to another informational process.

หรือเปลี่ยนเป็นกระบวนการให้ข้อมูลอื่น