วิทย์ประถม: พยายามประมาณความเร็วสัญญาณในเส้นประสาท

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมปฐมธรรมครับ เราหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล ดูคลิปสิ่งประดิษฐ์คอปเตอร์ปีกเดียว (monocopter) ดูคลิปหนวดปลาหมึกและขากบที่ตายแล้วขยับไปมาเมื่อโรยเกลือใส่ และพยายามทำการทดลองวัดความเร็วการทำงานของระบบประสาทกันครับ (ต่อจากสัปดาห์ที่แล้วครับ)

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลสั้นๆนี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลัง แล้วดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อน วันนี้คือเสกกระต่ายออกมาจากหมวกครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

ผมให้เด็กๆดูสิ่งประดิษฐ์โดรนปีกเดียวที่ม้วนเก็บได้ครับ:

ให้เห็นว่าผู้ประดิษฐ์จำลองสิ่งต่างๆในคอมพิวเตอร์ก่อน ปรับแต่งสิ่งต่างๆแล้วสร้างขึ้นมาจริงๆ เป็นไอเดียเผื่อสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆในอนาคตกันครับ

ต่อไปผมก็ให้เด็กๆดูวิดีโออีกสองอันครับ เป็นปลาหมึกและกบที่พึ่งตายใหม่ๆโดนเกลือ:

หนวดปลาหมึกและขากบขยับได้ทั้งๆที่มันตายไปแล้วเพราะเซลล์กล้ามเนื้อยังมีแหล่งพลังงาน(สารอาหาร)เหลืออยู่ เมื่อโซเดียม (ในเกลือซึ่งก็คือโซเดียมคลอไรด์) ที่ละลายอยู่ในซอสหรือน้ำไปโดนเซลล์กล้ามเนื้อเหล่านี้ เซลล์กล้ามเนื้อก็จะทำงานเหมือนมีสัญญาณไฟฟ้าจากสมองมาสั่งงานให้ขยับ สักพักเมื่อแหล่งพลังงานถูกใช้หมด เซลล์กล้ามเนื้อก็จะหยุดขยับครับ

จากนั้นเราก็พยายามประมาณความเร็วสัญญาณไฟฟ้าในระบบประสาทกันโดยเรานั่งกันเป็นวงกลม และจับขาต่อๆกัน แต่ละคนจะใช้มือซ้ายบีบขาขวาของเพื่อนคนต่อไปเมื่อรู้สึกว่­าเพื่อนคนที่แล้วบีบขาเรา จับเวลากันว่าใช้เวลาเท่าไรในการบีบรอบวง

เราก็ประมาณความยาวของเส้นประสาทที่เกี่ยวข้อง โดยวัดจากข้อเท้าถึงหัว และจากหัวถึงมือครับ ได้ระยะทางโดยรวมประมาณ 30 เมตร สำหรับวงที่มีคน 15 คน:

เวลาที่เราบีบขากันรอบวงจะเท่ากับเวลาสัญญาณวิ่งในเส้นประสาท+เวลาที่สมองคิด+เวลาที่มือบีบครับ พบว่าระยะทางประสาท 30 เมตร ใช้เวลาประมาณ 1.1-1.5 วินาที ถ้าสมองและมือทำงานรวดเร็วมากๆใช้เวลาเป็นศูนย์ ความเร็วในเส้นประสาทจะเป็นประมาณ 20-27 เมตรต่อวินาทีครับ แต่เนื่องจากเวลาที่สมองคิดและมือบีบต้องใช้เวลาบ้างแสดงว่าความเร็วในเส้นประสาทต้องมากกว่า 20-27 เมตรต่อวินาที หรือเรียกว่าอย่างน้อย 20-27 เมตรต่อวินาทีจากการประมาณในการทดลองของเรา

มีนักวิทยาศาสตร์วัดความเร็วในเส้นประสาทโดยตรงโดยใช้สัญญาณไฟฟ้าจี้ไปบนเส้นประสาท พบว่าความเร็วอยู่ที่หลายสิบถึงร้อยเมตรต่อวินาทีครับ ค่าที่เราประมาณได้ก็อยู่ในช่วงนั้น (เรียกว่า order of magnitude เดียวกัน)

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.