Hvad er den elektriske impuls der bevæger sig ned ad en akson?

Den menneskelige hjerne har ca. 100 milliarder nerveceller. Nerveceller findes også i rygmarven. Sammen udgør hjernen og rygmarven centralnervesystemet (CNS). Hver nervecelle kaldes en neuron, og dette består af en cellekrop, der styrer sine aktiviteter; dendritter, små grenagtige forlængelser, der modtager signaler fra andre neuroner for at overføre til cellelegemet; og axonen, en lang forlængelse fra cellekroppen, langs hvilken elektriske signaler rejser. Sådanne signaler forbinder ikke kun hjernen og rygmarven, men de bærer også impulser til muskler og kirtler. Det elektriske signal, der bevæger sig ned ad en axon, kaldes en nerveimpuls.

TL; DR (for lang, ikke læst)

Nerveimpulser er elektriske signaler, som går ned ad en axon.

Neurotransmission

Neurotransmission er processen med at overføre disse signaler fra en celle til en anden. Denne proces stimulerer membranen i en neuron, og den neuron skal signalere en anden neuron, der hovedsagelig arbejder i en kæde af neuroner, således at informationen kan rejse hurtigt til hjernen.

Den nerveimpuls rejser sig ned axon af den modtagende neuron. Når dendritter af den næste neuron modtager disse "meddelelser", kan de overføre dem via en anden nerveimpuls til andre neuroner. Den hastighed, hvormed dette forekommer, varierer afhængigt af om axonen er dækket af det isolerende stof kaldet myelin. Myelinskeder fremstilles af glialceller kaldet Schwann-celler i det perifere nervesystem (PNS) og oligodendrocytter i CNS. Disse glialceller vikler rundt om længden af ​​axonen og efterlader huller mellem dem, som kaldes noder af Ranvier. Disse myelinskeder kan i høj grad øge den hastighed, hvormed nerveimpulser kan rejse. De hurtigste nerveimpulser kan køre på omkring 250 miles i timen.

Hvil og virkningspotential

Neuroner og faktisk alle celler opretholder et membranpotentiale, hvilket er forskellen i det elektriske felt inden for og uden for cellemembranen. Når en membran hviler eller ikke stimuleres, siges det at have hvilepotentiale. Ioner inde i cellen, især kalium, natrium og chlor, opretholder elbalancen. Axons afhænger af åbning og lukning af spændingsgatede natrium- og kaliumkanaler til at lede, transmittere og modtage elektriske signaler.

I hvilepotentiale er der flere kalium (eller K +) ioner inde i cellen end udenfor, og der er mere natrium (Na +) og chlor (Cl-) ioner uden for cellen. En stimuleret neurons cellemembran ændres eller depolariseres, hvilket tillader Na + ioner at oversvømme i axonen. Denne positive ladning inde i neuronen kaldes actionpotentiale. Cyklussen af ​​et aktionspotentiale varer en til to millisekunder. Til sidst er ladningen inde i axonen positiv, og så bliver membranen mere permeabel for K + ioner igen. Membranen bliver repolariseret. Disse serier af hvile- og aktionspotentialer transporterer den elektriske nerveimpuls langs længden af ​​axonen.

Neurotransmittere

I slutningen af ​​axonen skal det elektriske signal af nerveimpulsen omdannes til et kemisk signal. Disse kemiske signaler kaldes neurotransmittere. For at disse signaler kan fortsætte til andre neuroner, skal neurotransmitterne diffunde over rummet mellem axonen og dendritterne af en anden neuron. Dette rum kaldes synaps.

Nerveimpulsen udløser axonen for at generere neurotransmittere, som derefter strømmer ind i det synaptiske hul. Neurotransmitterne diffunderer over gabet og binder derefter til kemiske receptorer på dendritterne af det næste neuron. Disse neurotransmittere kan tillade ioner at passere ind og ud af neuronen. Den næste neuron stimuleres eller hæmmes. Efter at neurotransmittere er modtaget, kan de enten nedbrydes eller reabsorberes. Reabsorption gør det muligt at genbruge neurotransmitterne.

Nerveimpulsen tillader denne proces af kommunikation mellem celler, enten til andre neuroner eller til celler på andre steder som skelet og hjerte muskel. Det er sådan, hvordan nerveimpulser hurtigt leder nervesystemet til at kontrollere kroppen.