Den menneskelige hjerne har cirka 100 milliarder nerveceller. Nerveceller findes også i rygmarven. Sammen udgør hjernen og rygmarven det centrale nervesystem (CNS). Hver nervecelle kaldes en neuron, og denne består af en cellekrop, der styrer dens aktiviteter; dendritter, små, grenlignende udvidelser, der modtager signaler fra andre neuroner, der transmitteres til cellelegemet; og axonen, en lang forlængelse fra cellelegemet, langs hvilken elektriske signaler bevæger sig. 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; Har ikke læst)
Nerveimpulser er elektriske signaler, der bevæger sig ned ad et 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 neuronen skal signalere en anden neuron, hovedsagelig arbejder i en kæde af neuroner, for at informationen skal rejse hurtigt til hjerne.
Denne nerveimpuls bevæger sig ned ad axonen i den modtagende neuron. Når dendriter fra den næste neuron modtager disse "meddelelser", kan de overføre dem via en anden nerveimpuls til andre neuroner. Den hastighed, hvormed dette sker, varierer, afhængigt af om axonen er dækket af det isolerende stof kaldet myelin eller ej. Myelinskeder produceres af gliaceller kaldet Schwann-celler i det perifere nervesystem (PNS) og oligodendrocytter i CNS. Disse gliaceller vikles rundt om axonens længde og efterlader huller mellem dem, som kaldes noder i Ranvier. Disse myelinskeder kan i høj grad øge den hastighed, hvormed nerveimpulser kan bevæge sig. De hurtigste nerveimpulser kan bevæge sig omkring 250 miles i timen.
Hvilende og fungerende potentiale
Neuroner og faktisk alle celler opretholder et membranpotentiale, hvilket er forskellen i det elektriske felt inden i og uden for cellemembranen. Når en membran hviler eller ikke stimuleres, siges det at have hvilepotentiale. Ioner inde i cellen, især kalium, natrium og klor, opretholder den elektriske balance. Axoner er afhængige af åbning og lukning af spændingsstyrede natrium- og kaliumkanaler for at lede, transmittere og modtage elektriske signaler.
I hvilepotentiale er der mere kalium (eller K +) ioner inde i cellen end udenfor, og der er mere natrium (Na +) og klor (Cl-) ioner uden for cellen. En stimuleret neurons cellemembran ændres eller depolariseres, så Na + -ioner kan strømme ind i axonen. Denne positive ladning inde i neuronen kaldes handlingspotentiale. Handlingspotentialets cyklus varer et til to millisekunder. Til sidst er ladningen inde i axonen positiv, og derefter bliver membranen mere gennemtrængelig for K + -ioner igen. Membranen bliver ompolariseret. Disse serier af hvile- og handlingspotentialer transporterer den elektriske nerveimpuls langs længden af axonen.
Neurotransmittere
I slutningen af axonen skal nerveimpulsens elektriske signal konverteres til et kemisk signal. Disse kemiske signaler kaldes neurotransmittere. For at disse signaler skal fortsætte til andre neuroner, skal neurotransmitterne diffundere over rummet mellem axonen til en anden neurons dendritter. Dette rum kaldes synaps.
Nerveimpulsen udløser axonen til at generere neurotransmittere, som derefter strømmer ind i det synaptiske hul. Neurotransmitterne diffunderer over hullet og binder sig derefter til kemiske receptorer på dendritterne i den næste neuron. Disse neurotransmittere kan lade ioner passere ind og ud af neuronen. Den næste neuron stimuleres eller inhiberes. Når neurotransmittere er modtaget, kan de enten nedbrydes eller genabsorberes. Reabsorption muliggør genbrug af neurotransmittere.
Nerveimpulsen muliggør denne kommunikationsproces mellem celler, enten til andre neuroner eller til celler andre steder som skelet og hjertemuskel. Sådan leder nerveimpulser nervesystemet hurtigt til at kontrollere kroppen.