How do nerves work? - Elliot Krane

Dây thần kinh hoạt động thế nào? - Elliot Krane

Translator: Alex Pham Reviewer: Phu M. Dinh

How do nerves work?

Dây thần kinh hoạt động thế nào?

Are nerves simply the wires in the body

Có phải chúng chỉ đơn giản là những dây dẫn trong cơ thể

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

để dẫn điện, như những sợi dây điện

or in your computer?

trong tường nhà hay máy tính của bạn?

This is an analogy often made,

Sự giống nhau này thường được nhắc đến,

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

nhưng thực tế thì các dây thần kinh có nhiều công việc phức tạp hơn trong cơ thể.

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

Chúng không chỉ là các dây dẫn mà còn là các tế bào cảm biến,

detectors of the external and internal world,

máy dò của môi trường trong và ngoài,

the transducers that convert information to electrical impulses,

bộ chuyển đổi thông tin thành xung điện,

the wires that transmit these impulses,

các dây truyền tải những xung điện này,

the transistors that gate the information

bộ phận bán dẫn lọc các thông tin

and turn up or down the volume-

và điều chỉnh âm lượng-

and finally, the activators that take that information

và cuối cùng, bộ kích hoạt lấy thông tin

and cause it to have an effect on other organs.

và khiến chúng tác động lên các cơ quan khác.

Consider this. Your mother gently strokes your forearm

Ví dụ như khi mẹ bạn vuốt nhẹ cánh tay bạn

and you react with pleasure.

bạn sẽ cảm thấy dễ chịu

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

Hoặc một con nhện bò lên tay bạn thì bạn sẽ giật mình và gạt nó ra.

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

Hoặc khi bạn chạm vào cái giá nóng khi đang lấy bánh khỏi lò,

and you immediately recoil.

bạn sẽ lập tức rút tay lại.

Light touch produced pleasure, fear, or pain.

Cái chạm nhẹ có thể sản sinh cảm giác dễ chịu, sợ hãi hoặc đau đớn.

How can one kind of cell have so many functions?

Làm thế nào một tế bào lại có nhiều chức năng đến vậy?

Nerves are in fact bundles of cells called neurons

Dây thần kinh thực chất là một tổ hợp tế bào gọi là nơ-ron,

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

mỗi nơ-ron được chuyên biệt hoá để chuyên chở xung thần kinh,

their form of electricity,

dưới trạng thái xung điện,

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

phản ứng với duy nhất một loại kích thích, và trong một hướng nhất định.

The nerve impulse starts with a receptor,

Xung thần kinh bắt đầu với một thụ quan,

a specialized part of each nerve,

một bộ phận đặc biệt ở mỗi dây thần kinh,

where the electrical impulse begins.

nơi mà xung điện hình thành.

One nerve's receptor might be a thermal receptor,

Một cơ quan cảm thụ nhiệt

designed only to respond to a rapid increase in temperature.

được thiết kế để phản ứng với sự gia tăng nhiệt độ đột ngột.

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

Một loại thụ quan khác nằm trên lông cánh tay,

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

phát hiện chuyển động của những sợi lông đó, như khi con nhện bò trên da bạn.

Yet another kind of neuron is low-threshold mechanoreceptor,

Có một loại nơ-ron khác là ngưỡng thấp da Mechanoreceptor,

activated by light touch.

được kích hoạt bởi sự chạm nhẹ.

Each of these neurons then carry their specific information:

Mỗi nơ-ron mang một thông tin nhất định:

pain, warning, pleasure.

đau đớn, cảnh báo hoặc cảm giác dễ chịu.

And that information is projected to specific areas of the brain

Và thông tin đó được truyền lên các khu vực nhất định ở não bộ

and that is the electrical impulse.

và đó là xung điện.

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

Bên trong dây thần kinh là một dung dịch giàu ion Kali.

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

Nó có hàm lượng Kali cao gấp 20 lần so với dung dịch bên ngoài dây thần kinh,

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

trong khi dung dịch ngoài có lượng natri cao gấp 10 lần so với bên trong.

This imbalance between sodium outside and potassium inside the cell

Sự bất cân bằng giữa hàm lượng Natri và Kali trong tế bào

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

dẫn đến việc mang điện tích âm bên trong dây thần kinh

relative to the outside of the nerve,

tương ứng với bên ngoài,

about equal to -70 or -80 millivolts.

tương đương -70 hoặc -80 mV.

This is called the nerve's resting potential.

Đó được gọi là điện thế nghỉ của dây thần kinh.

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

Nhưng để đáp lại kích thích mà dây thần kinh phát hiện được,

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

khe hở ở thành tế bào gần thụ quan tế bào sẽ mở ra.

These pores are specialized protein channels

Các khe hở này là kênh protein chuyên dụng

that are designed to let sodium rush into the nerve.

được thiết kế để Natri chảy vào dây thần kinh.

The sodium ions rush down their concentration gradient,

Những ion Natri đổ dồn xuống Gradient nồng độ,

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

và khi đó, môi trường bên trong của dây thần kinh sẽ tích điện dương -

about +40 millivolts.

khoảng +40 mV.

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

Trong khi đó, bên trong dây thần kinh, xung quanh thụ quan,

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

nếu sự thay đổi điện tích đủ lớn,

if it reaches what is called threshold,

nếu nó đạt tới một ngưỡng nào đó,

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

Những kênh ion Natri gần đó mở ra,

and so on, and so forth,

và cứ thế, cứ tiếp tục,

so that the positivity spreads along the nerve's membrane

Điện tích dương sẽ lan toả khắp màng thần kinh

to the nerve's cell body

đến tế bào thần kinh

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

và sau đó đến sợi trục thần kinh.

Meanwhile, potassium ion channels open,

Trong khi đó, những kênh ion Kali mở ra,

potassium rushes out of the nerve,

Kali sẽ tràn ra khỏi dây thần kinh,

and the membrane voltage returns to normal.

và điện áp của màng sẽ lại bình thường.

Actually, overshooting it a bit.

Thực chất, sẽ xảy ra quá tải một chút.

And during this overshoot,

Và trong quá trình quá tải,

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

dây thần kinh chống lại sự phân cực,

which prevents the nerve electrical impulse from traveling backwards.

ngăn xung điện di chuyển ngược lại.

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

Sau đó, bơm ion sẽ bơm natri trở ra khỏi dây thần kinh,

and the potassium back into the nerve,

và Kali trở vào trong dây thần kinh,

restoring the nerve to its normal resting state.

phục hồi dây thần kinh về trạng thái nghỉ thông thường.

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

Phía cuối dây thần kinh, trục thần kinh,

communicates with the nerve's target.

liên lạc với đích đến của dây thần kinh.

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

Đích đến này sẽ những dây thần kinh khác ở những vùng chuyên biệt

to be processed and then transmitted up to the brain.

của dây cột sống, được xử lí sau đó truyền lên não.

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

Hoặc đích đến có thể là một cơ quan khác, như là cơ.

When the electrical impulse reaches the end of the nerve,

Khi xung điện đến phía cuối dây thần kinh,

small vesicles, or packets, containing chemical neurotransmitters,

những túi nhỏ chứa dẫn truyền thần kinh hoá học,

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

được phóng ra bởi dây thần kinh và nhanh chóng liên lạc với đích đến của dây.

This process is called synaptic transmission,

Quá trình này gọi là dẫn truyền xi náp,

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

vì kết nối giữa dây thần kinh và vật thể tiếp theo trong chuỗi

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

được gọi là một khớp thần kinh. Và tại khớp thần kinh này,

that the neuron's electrical information can be modulated,

thông tin điện của nơ-ron sẽ được

amplified,

điều chỉnh, phóng to,

blocked altogether

phong toả

or translated to another informational process.

hoặc phiên dịch thành một quá trình truyền tin khác.