Il cervello umano ha circa 100 miliardi di cellule nervose. Le cellule nervose si trovano anche nel midollo spinale. Insieme, il cervello e il midollo spinale costituiscono il sistema nervoso centrale (SNC). Ogni cellula nervosa è chiamata neurone e questa è composta da un corpo cellulare che dirige le sue attività; dendriti, piccole estensioni ramificate che ricevono segnali da altri neuroni per trasmetterli al corpo cellulare; e l'assone, una lunga estensione dal corpo cellulare lungo la quale viaggiano i segnali elettrici. Tali segnali non solo collegano il cervello e il midollo spinale, ma trasportano anche impulsi ai muscoli e alle ghiandole. Il segnale elettrico che viaggia lungo un assone è chiamato impulso nervoso.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Gli impulsi nervosi sono segnali elettrici che viaggiano lungo un assone.
Neurotrasmissione
La neurotrasmissione è il processo di trasferimento di questi segnali da una cellula all'altra. Questo processo stimola la membrana di un neurone e quel neurone ha bisogno di segnalare un altro neurone, essenzialmente lavorando in una catena di neuroni, in modo che le informazioni viaggino velocemente verso il cervello.
Quell'impulso nervoso viaggia lungo l'assone del neurone ricevente. Una volta che i dendriti del neurone successivo ricevono questi "messaggi", possono trasmetterli tramite un altro impulso nervoso ad altri neuroni. La velocità con cui ciò avviene varia a seconda che l'assone sia ricoperto o meno dalla sostanza isolante chiamata mielina. Le guaine mieliniche sono prodotte da cellule gliali chiamate cellule di Schwann nel sistema nervoso periferico (SNP) e oligodendrociti nel SNC. Queste cellule gliali avvolgono la lunghezza dell'assone, lasciando degli spazi tra di loro, che sono chiamati nodi di Ranvier. Queste guaine mieliniche possono aumentare notevolmente la velocità con cui possono viaggiare gli impulsi nervosi. Gli impulsi nervosi più veloci possono viaggiare a circa 250 miglia all'ora.
Potenziale di riposo e di azione
I neuroni, e di fatto tutte le cellule, mantengono un potenziale di membrana, che è la differenza nel campo elettrico all'interno e all'esterno della membrana cellulare. Quando una membrana è a riposo, o non viene stimolata, si dice che abbia un potenziale di riposo. Gli ioni all'interno della cellula, in particolare potassio, sodio e cloro, mantengono l'equilibrio elettrico. Gli assoni dipendono dall'apertura e dalla chiusura dei canali del sodio e del potassio voltaggio-dipendenti per condurre, trasmettere e ricevere segnali elettrici.
Nel potenziale di riposo, ci sono più ioni potassio (o K+) all'interno della cellula che all'esterno, e ci sono più ioni sodio (Na+) e cloro (Cl-) all'esterno della cellula. La membrana cellulare di un neurone stimolato viene alterata o depolarizzata, consentendo agli ioni Na+ di inondare l'assone. Questa carica positiva all'interno del neurone è chiamata potenziale d'azione. Il ciclo di un potenziale d'azione dura da uno a due millisecondi. Alla fine la carica all'interno dell'assone è positiva, e quindi la membrana diventa di nuovo più permeabile agli ioni K+. La membrana si ripolarizza. Queste serie di potenziali di riposo e d'azione trasportano l'impulso nervoso elettrico lungo la lunghezza dell'assone.
Neurotrasmettitori
Alla fine dell'assone, il segnale elettrico dell'impulso nervoso deve essere convertito in un segnale chimico. Questi segnali chimici sono chiamati neurotrasmettitori. Affinché questi segnali continuino ad altri neuroni, i neurotrasmettitori devono diffondersi attraverso lo spazio tra l'assone ai dendriti di un altro neurone. Questo spazio è chiamato sinapsi.
L'impulso nervoso fa scattare l'assone per generare neurotrasmettitori, che poi fluiscono nello spazio sinaptico. I neurotrasmettitori si diffondono attraverso il gap e quindi si legano ai recettori chimici sui dendriti del neurone successivo. Questi neurotrasmettitori possono consentire agli ioni di entrare e uscire dal neurone. Il neurone successivo viene stimolato o inibito. Dopo che i neurotrasmettitori sono stati ricevuti, possono essere scomposti o riassorbiti. Il riassorbimento consente di riutilizzare i neurotrasmettitori.
L'impulso nervoso consente questo processo di comunicazione tra le cellule, sia con altri neuroni che con cellule in altri luoghi come il muscolo scheletrico e cardiaco. Questo è il modo in cui gli impulsi nervosi dirigono rapidamente il sistema nervoso per controllare il corpo.
