Чтобы понять, как работает нейрон, нам нужно рассмотреть два понятия. Первое связано с тем, что происходит внутри нейрона при передаче информации - потенциал действия, а второе - с тем, как информация переходит от одной клетки к другой - синапс. Благодаря этим двум процессам клетки нервной системы способны передавать сложнейшую информацию по всему телу, перемещая ее от нейрона к нейрону, пока, наконец, не достигнут клетки-мишени. В этой статье мы рассмотрим первое понятие, а именно потенциал действия.
Нервный импульс представляет собой электрохимический сигнал; это основной механизм, используемый для передачи информации внутри нейрона. Дендриты некоторых нейронов обнаруживают и получают импульс от предыдущей клетки, нервный импульс распространяется по ходу движения от клетки к клетке. дендриты к ядро чем к аксони, наконец, в терминаль аксона когда импульс передается следующему нейрону. Этот процесс продолжается многократно, пока не достигнет целевой клетки.
Электрохимический сигнал возникает из-за движения ионов между внутренней и внешней частью плазматической мембраны нейрона. Ионы перемещаются снаружи внутрь, создавая разность потенциалов в мембране. Мостом", по которому эти ионы попадают внутрь клетки, является трансмембранный белок, называемый ионные каналы, связанные с напряжением.
Эти вольтаж-каналы контролируются электрическим напряжением, как форма ответа на электрические стимулы, другими словами, эти каналы не всегда открыты для прохождения ионов, они открываются и закрываются только при определенных стимулах электрического напряжения.
Когда клетка не подвергается стимулам, когда мембрана находится в состоянии покоя, между внутренней и внешней частью нейрона сохраняется разность потенциалов. В состоянии покоя мембрана имеет потенциал -70 мВ, отрицательный потенциал, в то время как внешняя часть имеет положительный потенциал. Эта разность потенциалов называется потенциал покоя мембраны, и поддерживается в основном ионами натрия и калия через натрий-калиевый насос.
Под воздействием электрического напряжения разность потенциалов мембраны начинает инвертироваться, натриевые каналы открываются, позволяя большому количеству ионов натрия пройти внутрь клетки, мгновенно превращая мембрану в деполяризованныйИли лучше сказать, ионы натрия превращают внутреннюю область мембраны в положительную сеть. Это движение деполяризации является знаменитым потенциал действия; мембранный потенциал быстро повышается и понижается. Потенциал поднимается до +40 мВ чуть более чем за 2 милисекунды и возвращается в состояние покоя менее чем за 3 милисекунды.
Потенциал действия не возникает во всем нейроне сразу, деполяризация мембраны начинается в дендритах и затем в ядре по частям, деполяризуясь и возвращаясь к потенциалу состояния покоя вскоре после этого.
Чтобы восстановить потенциал покоя мембраны, натриевые каналы закрываются, а калиевые каналы с вольтажем открываются, позволяя ионам калия пройти внутрь клетки, реполяризуя мембрану, делая внутреннюю область мембраны снова отрицательно заряженной, а внешнюю - положительно. Натриево-калиевый насос помогает восстановить правильное количество каждого иона внутри клетки, выпуская три иона натрия на каждые два иона калия.
Мы можем представить это как синхронизированное движение, от момента ответа потенциала действия до момента восстановления состояния покоя.
Интересно, что в то время как в аксоне у нас есть ионные каналы, генерирующие и распространяющие нервный импульс, в дендритах этих каналов нет. В этих участках нейрона сигнал передается не потенциалом действия, а градированный потенциал, a иная форма распространения сигнала, при которой масштаб сигнала увеличивается по пути, пока не превратится в потенциал действия на аксоне.
Обратите внимание, что ион натрия отвечает за распространение потенциала действия, а калия - за восстановление состояния покоя. Недостаток этих ионов в организме может вызвать проблемы с качеством и эффективностью потенциала действия, а значит, проблемы в синапсах и в прохождении информации по нервной системе. Все эти проблемы могут спровоцировать осложнения и заболевания психического здоровья.
Следующим шагом будет передача нервного импульса к следующему нейрону. В пространстве между двумя нейронами, в синаптической щели, происходит совсем другое. Синаптическая щель - очень важное место для изучения, именно здесь вступают в действие различные нейротрансмиттеры, активируя новый сигнальный путь с помощью рецепторов, других белков и ионов, помимо натрия и калия. Но это мы оставим для следующего обсуждения в статье. Нервный импульс ЧАСТЬ 2 - Синаптическая щель.
Вам понравились инфографики в этой статье? Вы тоже можете использовать Mind the Graph и сделать такие информативные картинки. Получить в Mind the Graph и взгляните на галерея иллюстраций, есть в наличии неврология и биохимия иллюстрации, и если вам нужна помощь, пожалуйста. связаться с нами!
Подпишитесь на нашу рассылку
Эксклюзивный высококачественный контент об эффективных визуальных
коммуникация в науке.
