במוח האנושי יש כמאה מיליארד תאי עצב. תאי עצב נמצאים גם בחוט השדרה. יחד המוח וחוט השדרה מהווים את מערכת העצבים המרכזית (CNS). כל תא עצב נקרא נוירון, וזה מורכב מגוף תאים המכוון את פעילותו; דנדריטים, הרחבות קטנות וענפיות המקבלות אותות הנוירונים האחרים להעביר לגוף התא; והאקסון, שלוחה ארוכה מגוף התא שלאורכו עוברים אותות חשמליים. אותות כאלה לא רק מחברים בין המוח לבין חוט השדרה, אלא הם גם נושאים דחפים לשרירים ובלוטות. האות החשמלי שעובר במורד האקסון נקרא דחף עצבי.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
דחפי עצב הם אותות חשמליים הנעים במורד האקסון.
העברה עצבית
העברה עצבית היא תהליך העברת האותות הללו מתא אחד לתא אחר. תהליך זה מגרה את הממברנה של הנוירון, ונוירון זה צריך לאותת על נוירון אחר, למעשה עובד בשרשרת של נוירונים, על מנת שהמידע יעבור במהירות אל מוֹחַ.
דחף עצבי זה עובר לאורך האקסון של הנוירון הקולט. ברגע שדנדריטים של הנוירון הבא מקבלים את "המסרים" האלה, הם יכולים להעביר אותם באמצעות דחף עצבי אחר לנוירונים אחרים. המהירות בה זה מתרחש משתנה, תלוי אם האקסון מכוסה בחומר הבידוד שנקרא מיאלין או לא. נדן המיאלין מיוצר על ידי תאי גליה הנקראים תאי שוואן במערכת העצבים ההיקפית (PNS), ואוליגודנדרוציטים במערכת העצבים המרכזית. תאי גליה אלה עוטפים את אורכו של האקסון ומשאירים פערים ביניהם, הנקראים צמתים של ראנווייר. מעטפות המיאלין הללו יכולות להגביר מאוד את מהירות פעולתן של דחפי עצבים. הדחפים העצביים המהירים ביותר יכולים לנוע בכ- 250 מייל לשעה.
פוטנציאל מנוחה ומשחק
נוירונים, ולמעשה כל התאים, שומרים על פוטנציאל קרום, שהוא ההבדל בשדה החשמלי בתוך קרום התא ומחוצה לו. כאשר קרום נח, או שאינו מגורה, נאמר שיש לו פוטנציאל מנוחה. יונים בתוך התא, במיוחד אשלגן, נתרן וכלור, שומרים על האיזון החשמלי. אקסונים תלויים בפתיחה וסגירה של תעלות נתרן ואשלגן עם מתח כדי להוביל, להעביר ולקבל אותות חשמליים.
בפוטנציאל המנוחה יש יותר אשלגן (או K +) בתוך התא מאשר בחוץ, ויש יותר נתרן (Na +) וכלור (Cl-) מחוץ לתא. קרום התא של נוירון מגורה משתנה, או דה-קוטבי, ומאפשר ליוני Na + לשטוף לאקסון. מטען חיובי זה בתוך הנוירון נקרא פוטנציאל פעולה. מחזור פוטנציאל הפעולה נמשך אחת לשתי אלפיות השנייה. בסופו של דבר המטען בתוך האקסון הוא חיובי, ואז הקרום הופך להיות חדיר יותר ליוני K +. הקרום הופך למקוטב מחדש. סדרות אלו של פוטנציאל מנוחה ופעולה מעבירות את דחף העצב החשמלי לאורך האקסון.
משדרים עצביים
בקצה האקסון יש להמיר את האות החשמלי של דחף העצבים לאות כימי. אותות כימיים אלה נקראים נוירוטרנסמיטרים. על מנת שהאותות הללו ימשיכו לנוירונים אחרים, הנוירוטרנסמיטרים חייבים להתפזר על פני הרווח שבין האקסון לדנדריטים של נוירון אחר. מרחב זה נקרא סינפסה.
הדחף העצבי מפעיל את האקסון ליצור נוירוטרנסמיטרים, ואז זורמים לפער הסינפטי. הנוירוטרנסמיטרים מתפזרים על פני הפער ואז נקשרים לקולטנים כימיים על הדנדריטים של הנוירון הבא. נוירוטרנסמיטרים אלה יכולים לאפשר ליונים לעבור ונוירון. הנוירון הבא מגורה או מעוכב. לאחר קבלת משדרים עצביים, ניתן לפרק אותם או לספוג אותם מחדש. ספיגה חוזרת מאפשרת לעשות שימוש חוזר במוליכים עצביים.
דחף העצב מאפשר תהליך זה של תקשורת בין תאים, לנוירונים אחרים או לתאים במקומות אחרים כמו שלד ושריר לב. כך דחפי עצבים מכוונים במהירות את מערכת העצבים לשלוט בגוף.