케이블 이론 (Cable Theory)
한 줄 정의: 수상돌기·축삭을 전기 케이블로 보고 전압이 퍼지며 약해지는 방식을 설명하는 이론입니다.
쉽게 풀면
물이 새는 호스에 물을 넣으면 멀리 갈수록 수압이 약해집니다. 신경세포의 가지도 비슷해서, 막을 통해 전류가 새어 나가기 때문에 한 지점에서 생긴 전압 변화는 멀어질수록 작아집니다. 케이블 이론은 이 감쇠를 수식으로 설명합니다.
왜 중요한가
수상돌기 먼 곳의 시냅스 입력이 세포체에 얼마나 영향을 주는지 이해하려면 케이블 이론이 필요합니다. 신경세포 모델링과 전압 영상·전기생리 데이터 해석의 기본 틀로 쓰입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"수상돌기를 따라 측정한 EPSP 진폭은 거리에 따라 케이블 이론이 예측하는 지수적 감쇠를 보였다."
시냅스에서 멀어질수록 전위 크기가 일정한 비율로 줄어드는 모습이 이론과 맞았다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
수동적인 케이블에서 정상 상태 전압은 거리에 따라 지수적으로 감소하며, 전압이 약 1/e(약 37%)로 줄어드는 거리를 길이 상수라고 합니다. 길이 상수는 막 저항이 크고 내부 저항이 작을수록(가지가 굵을수록) 길어집니다. 시간에 따라 변하는 신호는 막 전기용량 때문에 더 빨리 감쇠하고 모양도 넓게 퍼집니다. 실제 뉴런은 전압개폐 통로를 가지므로 수동 케이블 이론은 출발점이고, 능동적 특성을 더해 확장됩니다.
주의할 점
수동 케이블 가정은 역전파 활동전위나 수상돌기 스파이크 같은 능동적 현상을 설명하지 못합니다. 측정된 감쇠가 이론과 맞더라도 가지 굵기·분지 구조를 단순화한 결과일 수 있다는 점을 염두에 둬야 합니다.