Cilvēka smadzenēs ir aptuveni 100 miljardi nervu šūnu. Nervu šūnas ir atrodamas arī muguras smadzenēs. Smadzenes un muguras smadzenes kopā veido centrālo nervu sistēmu (CNS). Katru nervu šūnu sauc par neironu, un tas sastāv no šūnas ķermeņa, kas vada tā darbību; dendrīti, mazi, zaraini pagarinājumi, kas uztver signālus no citiem neironiem, lai tos pārraidītu uz šūnu ķermeni; un aksons - garš pagarinājums no šūnas ķermeņa, pa kuru virzās elektriskie signāli. Šādi signāli ne tikai savieno smadzenes un muguras smadzenes, bet arī veic impulsus muskuļiem un dziedzeriem. Elektrisko signālu, kas virzās pa aksonu, sauc par nervu impulsu.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Nervu impulsi ir elektriski signāli, kas virzās pa aksonu.
Neirotransmisija
Neirotransmisija ir šo signālu pārsūtīšanas process no vienas šūnas uz otru. Šis process stimulē neirona membrānu, un šim neironam ir jā signalizē par citu neironu, būtībā strādā neironu ķēdē, lai informācija ātri nonāktu smadzenes.
Šis nervu impulss virzās uz leju saņēmēja neirona aksonu. Kad nākamā neirona dendrīti saņem šos “ziņojumus”, viņi var tos caur citu nervu impulsu nosūtīt citiem neironiem. Ātrums, kādā tas notiek, mainās atkarībā no tā, vai aksons ir vai nav pārklāts ar izolējošu vielu, ko sauc par mielīnu. Mielīna apvalkus ražo perifērās nervu sistēmas (PNS) glijas šūnas, ko sauc par Švāna šūnām, un CNS oligodendrocīti. Šīs glijas šūnas aptinās ap aksona garumu, atstājot atstarpes starp tām, kuras sauc par Ranvjē mezgliem. Šie mielīna apvalki var ievērojami palielināt nervu impulsu pārvietošanās ātrumu. Ātrākie nervu impulsi var pārvietoties ar ātrumu aptuveni 250 jūdzes stundā.
Atpūtas un darbības potenciāls
Neironi un faktiski visas šūnas uztur membrānas potenciālu, kas ir elektriskā lauka atšķirība šūnu membrānas iekšpusē un ārpusē. Kad membrāna atpūšas vai netiek stimulēta, tiek teikts, ka tai ir miera potenciāls. Šūnas iekšpusē esošie joni, īpaši kālijs, nātrijs un hlors, uztur elektrisko līdzsvaru. Aksoni ir atkarīgi no sprieguma kontrolētu nātrija un kālija kanālu atvēršanas un aizvēršanas, lai vadītu, pārraidītu un saņemtu elektriskos signālus.
Atpūtas potenciālā šūnas iekšienē ir vairāk kālija (vai K +) jonu nekā ārpusē, un ārpus šūnas ir vairāk nātrija (Na +) un hlora (Cl-) jonu. Stimulētā neirona šūnu membrāna tiek mainīta vai depolarizēta, ļaujot Na + joniem ieplūst aksonā. Šo pozitīvo lādiņu neirona iekšienē sauc par darbības potenciālu. Darbības potenciāla cikls ilgst vienu līdz divas milisekundes. Galu galā aksona iekšējais lādiņš ir pozitīvs, un tad membrāna atkal kļūst caurlaidīgāka K + joniem. Membrāna kļūst repolarizēta. Šīs atpūtas un darbības potenciāla sērijas transportē elektrisko nervu impulsu aksona garumā.
Neirotransmiteri
Aksona galā nervu impulsa elektriskais signāls jāpārvērš ķīmiskajā signālā. Šos ķīmiskos signālus sauc par neirotransmiteriem. Lai šie signāli turpinātu virzīties uz citiem neironiem, neirotransmiteriem jāizkliedējas telpā starp aksonu līdz cita neirona dendritiem. Šo vietu sauc par sinapsi.
Nervu impulss izraisa aksonu, lai radītu neirotransmiterus, kas pēc tam ieplūst sinaptiskajā spraugā. Neirotransmiteri izkliedējas pa spraugu un pēc tam saistās ar ķīmiskajiem receptoriem uz nākamā neirona dendritiem. Šie neirotransmiteri var ļaut joniem iekļūt neironā un izkļūt no tā. Nākamais neirons tiek vai nu stimulēts, vai inhibēts. Pēc neirotransmiteru saņemšanas tos var vai nu sadalīt, vai atkārtoti absorbēt. Reabsorbcija ļauj atkārtoti izmantot neirotransmiterus.
Nervu impulss ļauj veikt šo komunikācijas procesu starp šūnām vai nu ar citiem neironiem, vai ar šūnām citās vietās, piemēram, skeleta un sirds muskuļos. Tādā veidā nervu impulsi ātri novirza nervu sistēmu ķermeņa kontrolei.