신경이 우리의 눈에 잘 보이질 않는데 어떻게

Question

신경이 우리의 눈에 잘 보이질 않는데

과학자 실험은 어떻게 신경의 활동 속도들을

측정 할 수 있었던 건가요?

중딩도 알아듣기 쉽게 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 말씀해주신 것처럼 신경은 눈으로 보기 어려울 정도로 매우 가늘다보니, 어떻게 신경 속도를 측정했을까?라는 의문이 드실 수 있는데요, 과학자들은 신경이 전기 신호를 이용해 정보를 전달한다는 점을 이용해서 측정했습니다. 우리 몸의 신경은 전깃줄처럼 전기 신호를 전달하는데요, 예를 들어 뜨거운 것을 만졌을 때 손을 재빨리 떼는 것도 신경이 전기 신호를 뇌와 근육으로 보내기 때문입니다. 과학자들은 이 전기 신호가 지나갈 때 아주 미세한 전압 변화가 발생한다는 사실을 발견했습니다. 초기에는 개구리나 오징어의 신경을 이용한 실험이 많이 이루어졌는데요, 특히 오징어의 경우에는 몸집이 크고 매우 굵은 축삭을 가지고 있어서 연구하기에 유리했습니다. 과학자들은 신경의 한쪽 끝을 전기로 자극한 후, 다른 쪽 끝에 전극이라는 장치를 연결해 신호가 도착하는 시간을 측정했습니다.

예를 들어 길이가 1미터인 신경에서 신호를 보냈는데 반대쪽 끝에 0.02초 후에 도착했다면, [거리 ÷ 시간] 공식을 이용해 속도를 계산할 수 있습니다. 이 경우 신경 신호의 속도는 초당 50미터가 되는데요, 신경 자체를 눈으로 직접 보는 것이 아니라, 신경을 흐르는 전기 신호의 이동 시간을 측정해서 속도를 계산한 것입니다. 현대에는 더욱 정밀한 장비를 사용하는데요, 병원에서 손목이나 다리에 약한 전기 자극을 주고 신경 반응을 측정하는 신경전도검사도 같은 원리를 이용합니다. 자극을 준 후 근육이나 다른 신경에서 반응이 나타나는 시간을 측정하여 신경이 정상적으로 신호를 전달하는지 확인하는 것입니다. 즉 신경은 매우 미세하기 때문에 눈으로 직접 신호가 움직이는 모습을 보는 것이 아니라, 신호를 보낸 시점과 도착한 시점의 시간 차를 이용해 활동 속도를 측정하는 것입니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요, 하루님. 이중철 전문가입니다.

네, 가능합니다. 신경은 눈에 안 보이지만, 과학자들은 신경에 자극을 주고 그 반응이 오는 시간을 재서 신경이 신호를 얼마나 빨리 보내는지 알아냈습니다. 아주 쉽게 말하면, 전깃줄에 전기를 넣고 반대쪽에 신호가 도착하는 시간을 재는 것과 비슷해요.

1. 어떻게 재나요?

대표적인 방법은 신경전도 검사인데요. 피부 위에 전극을 붙이고 신경을 전기로 살짝 자극한 뒤, 멀리 떨어진 곳에서 반응이 오는 시간을 기록합니다. 이때 자극한 곳과 기록한 곳 사이의 거리도 알기 때문에 속도를 계산할 수 있는 것이지요. 속도는 간단히 말해 거리 나누기 시간입니다. 예를 들어, 10cm 떨어진 두 지점 사이에서 반응이 1ms 늦게 온다면, 그 시간을 이용해 신경전도 속도를 구할 수 있답니다.

2. 왜 가능한가요?

신경 신호는 아주 작지만 완전히 보이지 않는 것은 아니에요. 신경이 전기적으로 활동할 때 생기는 전위 변화는 전극으로 잡을 수 있고, 그 파형을 그래프로 기록할 수 있답니다. 즉, 신경을 직접 눈으로 보는 게 아니라, 신경이 남기는 전기 흔적을 측정하는 것이지요. 마치 번개 자체를 만지는 건 아니지만 번개가 만든 빛과 소리, 시간 차로 이를 알아내는 것과 비슷하답니다.

3. 근전도와의 차이는요?

신경전도 검사는 신경이 신호를 얼마나 빨리 보내는지 보는 검사인데요. 반면에, 근전도검사는 근육이 실제로 전기적 반응을 어떻게 내는지 보는 검사랍니다. 실제로, 둘을 함께 보면 신경 문제인지 근육 문제인지 구분하는 데 도움이 되어요.

4. 옛날 과학자들은 어떻게 했나요?

처음에는 개구리 같은 동물의 신경에 자극을 주고 근육 반응이 나타나는 시간을 재면서 연구를 했었지요.

이런 실험 덕분에 신경 신호가 우리의 생각보다 훨씬 빠르다는 것이 밝혀졌답니다.

정리하자면, 신경은 눈으로 보지 않고 전기 반응을 재서 측정하는데요. 전극으로 자극하고, 반응이 오는 시간을 기록합니다. 그리고 거리와 시간을 이용해 전도 속도를 계산하는 것이지요. 근전도는 근육 반응, 신경전도검사는 신경 전달 속도를 보아요. 즉, 과학자들은 신경을 직접 본 게 아니라 신경이 보내는 전기 신호와 그 도착 시간을 재서 활동 속도를 알아낸 것이랍니다.

※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉

Answer 3

말씀하신대로 신경은 눈에 안 보이지만, 신호를 보낼 때 미세한 전기가 흐른다는 점을 이용한 것입니다.

하지만 실험에는 인간의 신경을 사용한 것은 아닙니다. 인간의 신경은 너무 얇기 때문에 맨눈으로도 보일 만큼 굵은 대왕오징어의 신경을 사용했습니다.

과학자들은 이 굵은 오징어 신경에 미세한 전기 측정기 바늘을 찔러 넣었고, 신경의 한쪽 끝에 전기 자극을 주어 신호를 출발시켰는데, 그 신호가 조금 떨어진 반대쪽 끝에 도달할 때까지 걸린 시간을 측정합니다. 물론 시작점과 도착점 사이의 실제 거리는 미리 재어둔 상태죠.

여기에서 나온 결과를 중학교 때 배우는 거속시 공식인 '속도 = 거리 / 시간'에 그대로 대입하면 됩니다.

그 계산 결과, 우리 몸의 신경 신호는 약 시속 400km로 이동한다는 걸 알아낸 것이죠.

실제 인간의 신경도 동일한 방식으로 측정한 것입니다.