신경과 자극전달

왜 항상 같은 크기일까요. 활동전위는 자극이 밀어 올리는 게 아니라, 역치를 넘는 순간 나트륨 통로가 한꺼번에 열리며 스스로 일어나는 현상입니다. 화약에 불을 붙이는 것과 같습니다 — 성냥을 세게 긋든 살살 긋든, 일단 붙으면 터지는 크기는 화약의 양이 정합니다. 그래서 실무율(all-or-none), 전부 아니면 전무라고 부릅니다.

그럼 아픈 정도는 어떻게 구분할까요. 두 가지입니다. 하나는 빈도로, 세게 누를수록 1초에 더 많은 신호가 갑니다. 다른 하나는 참여하는 신경 수인데, 약한 자극은 예민한 신경 몇 개만, 강한 자극은 둔한 신경까지 함께 반응합니다. 뇌는 이 두 정보를 합쳐 세기를 읽습니다.

불응기가 상한을 만듭니다. 한 번 터진 뒤에는 나트륨 통로가 닫혀 있어 아무리 센 자극이 와도 반응하지 않습니다. 이 시간이 5ms 면 이론상 1초에 200번이 한계입니다. 불응기는 낭비가 아니라 신호가 뒤로 거꾸로 흐르지 못하게 막는 장치이기도 합니다 — 방금 지나온 자리는 쉬고 있으니 앞으로만 갈 수 있습니다.

수초는 속도를 100배 올립니다. 축삭을 감싼 절연층이라 그 구간에서는 전위가 새지 않고, 신호가 마디(랑비에 결절)에서 마디로 건너뜁니다. 이걸 도약전도라 하며, 수초 없는 신경이 초속 1m 정도인 데 비해 수초가 있으면 초속 100m 까지 나옵니다. 다발성 경화증은 이 수초가 손상되는 병인데, 신호가 느려지거나 끊겨 감각과 운동에 문제가 생깁니다.