Het menselijk brein heeft ongeveer 100 miljard zenuwcellen. Zenuwcellen komen ook voor in het ruggenmerg. Samen vormen de hersenen en het ruggenmerg het centrale zenuwstelsel (CZS). Elke zenuwcel wordt een neuron genoemd, en dit bestaat uit een cellichaam dat zijn activiteiten aanstuurt; dendrieten, kleine, vertakte uitlopers die signalen van andere neuronen ontvangen om door te geven aan het cellichaam; en het axon, een lange verlenging van het cellichaam waarlangs elektrische signalen reizen. Dergelijke signalen verbinden niet alleen de hersenen en het ruggenmerg, maar ze voeren ook impulsen naar spieren en klieren. Het elektrische signaal dat door een axon gaat, wordt een zenuwimpuls genoemd.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Zenuwimpulsen zijn elektrische signalen die door een axon gaan.
Neurotransmissie
Neurotransmissie is het proces waarbij deze signalen van de ene cel naar de andere worden overgebracht. Dit proces stimuleert het membraan van een neuron, en dat neuron moet een ander neuron signaleren, werken in wezen in een keten van neuronen, zodat de informatie snel naar de hersenen.
Die zenuwimpuls gaat door het axon van het ontvangende neuron. Zodra dendrieten van het volgende neuron deze "berichten" ontvangen, kunnen ze deze via een andere zenuwimpuls naar andere neuronen verzenden. De snelheid waarmee dit gebeurt, hangt af van het feit of het axon al dan niet bedekt is met de isolerende substantie die myeline wordt genoemd. Myeline-omhulsels worden geproduceerd door gliacellen die Schwann-cellen in het perifere zenuwstelsel (PNS) worden genoemd, en oligodendrocyten in het CZS. Deze gliacellen wikkelen zich rond de lengte van het axon, waardoor er openingen tussen hen ontstaan, die knooppunten van Ranvier worden genoemd. Deze myeline-omhulsels kunnen de snelheid waarmee zenuwimpulsen kunnen reizen aanzienlijk verhogen. De snelste zenuwimpulsen kunnen met een snelheid van ongeveer 250 mijl per uur reizen.
Rust- en actiepotentieel
Neuronen, en eigenlijk alle cellen, behouden een membraanpotentiaal, wat het verschil is in het elektrische veld binnen en buiten het celmembraan. Wanneer een membraan rust, of niet wordt gestimuleerd, wordt gezegd dat het rustpotentieel heeft. Ionen in de cel, met name kalium, natrium en chloor, handhaven de elektrische balans. Axonen zijn afhankelijk van het openen en sluiten van spanningsafhankelijke natrium- en kaliumkanalen om elektrische signalen te geleiden, te verzenden en te ontvangen.
In rustpotentiaal zijn er meer kalium (of K+) ionen in de cel dan buiten, en zijn er meer natrium (Na+) en chloor (Cl-) ionen buiten de cel. Het celmembraan van een gestimuleerd neuron wordt gewijzigd of gedepolariseerd, waardoor Na+-ionen het axon kunnen binnenstromen. Deze positieve lading in het neuron wordt actiepotentiaal genoemd. De cyclus van een actiepotentiaal duurt één tot twee milliseconden. Uiteindelijk is de lading in het axon positief, en dan wordt het membraan weer meer permeabel voor K+-ionen. Het membraan wordt gerepolariseerd. Deze reeksen rust- en actiepotentialen transporteren de elektrische zenuwimpuls langs de lengte van het axon.
Neurotransmitters
Aan het einde van het axon moet het elektrische signaal van de zenuwimpuls worden omgezet in een chemisch signaal. Deze chemische signalen worden neurotransmitters genoemd. Om deze signalen door te laten gaan naar andere neuronen, moeten de neurotransmitters door de ruimte tussen het axon diffunderen naar de dendrieten van een ander neuron. Deze ruimte wordt de synaps genoemd.
De zenuwimpuls triggert het axon om neurotransmitters te genereren, die vervolgens in de synaptische opening stromen. De neurotransmitters diffunderen door de opening en binden zich vervolgens aan chemische receptoren op de dendrieten van het volgende neuron. Deze neurotransmitters kunnen ionen in en uit het neuron laten passeren. Het volgende neuron wordt gestimuleerd of geremd. Nadat neurotransmitters zijn ontvangen, kunnen ze worden afgebroken of opnieuw worden opgenomen. Door reabsorptie kunnen neurotransmitters opnieuw worden gebruikt.
De zenuwimpuls zorgt voor dit proces van communicatie tussen cellen, ofwel naar andere neuronen of naar cellen op andere locaties zoals skelet- en hartspier. Dit is hoe zenuwimpulsen het zenuwstelsel snel sturen om het lichaam te beheersen.