Den menneskelige hjerne har omtrent 100 milliarder nerveceller. Nerveceller finnes også i ryggmargen. Sammen utgjør hjernen og ryggmargen sentralnervesystemet (CNS). Hver nervecelle kalles et neuron, og dette består av en cellekropp som styrer dens aktiviteter; dendritter, små, grenlignende utvidelser som mottar signaler fra andre nevroner som skal overføres til cellekroppen; og aksonen, en lang forlengelse fra cellekroppen som elektriske signaler beveger seg langs. Slike signaler kobler ikke bare hjernen og ryggmargen, men de bærer også impulser til muskler og kjertler. Det elektriske signalet som beveger seg nedover et akson kalles en nerveimpuls.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Nerveimpulser er elektriske signaler som beveger seg nedover et akson.
Nevrotransmisjon
Nevrotransmisjon er prosessen med å overføre disse signalene fra en celle til en annen. Denne prosessen stimulerer membranen til et nevron, og det nevronet trenger å signalisere et annet nevron, hovedsakelig arbeider i en kjede av nevroner, for at informasjonen skal reise raskt til hjerne.
Den nerveimpulsen beveger seg nedover aksonen til det mottakende nevronet. Når dendritter fra neste nevron mottar disse "meldingene", kan de overføre dem via en annen nerveimpuls til andre nevroner. Hastigheten der dette skjer varierer, avhengig av om axonet er dekket av det isolerende stoffet som kalles myelin. Myelinhylser produseres av gliaceller kalt Schwann-celler i det perifere nervesystemet (PNS), og oligodendrocytter i CNS. Disse gliacellene brytes rundt lengden på aksonen, og etterlater hull mellom dem, som kalles noder for Ranvier. Disse myelinskjedene kan øke hastigheten som nerveimpulser kan bevege seg i. De raskeste nerveimpulsene kan bevege seg omtrent 250 miles i timen.
Hvilende og fungerende potensial
Nevroner, og faktisk alle celler, opprettholder et membranpotensial, som er forskjellen i det elektriske feltet i og utenfor cellemembranen. Når en membran hviler, eller ikke stimuleres, sies det at den har hvilepotensial. Jon inne i cellen, spesielt kalium, natrium og klor, opprettholder den elektriske balansen. Axoner er avhengige av åpning og lukking av spenningsstyrte natrium- og kaliumkanaler for å lede, overføre og motta elektriske signaler.
I hvilepotensial er det flere kalium (eller K +) ioner inne i cellen enn utenfor, og det er mer natrium (Na +) og klor (Cl-) ioner utenfor cellen. En stimulert nevronens cellemembran endres eller depolariseres, slik at Na + -ioner kan strømme inn i aksonen. Denne positive ladningen inne i nevronet kalles handlingspotensial. Syklusen til et handlingspotensial varer ett til to millisekunder. Til slutt er ladningen inne i aksonen positiv, og deretter blir membranen mer gjennomtrengelig for K + -ioner igjen. Membranen blir repolarisert. Disse seriene av hvile- og handlingspotensialer transporterer den elektriske nerveimpulsen langs lengden på aksonen.
Nevrotransmittere
På slutten av aksonen, må det elektriske signalet til nerveimpulsen konverteres til et kjemisk signal. Disse kjemiske signalene kalles nevrotransmittere. For at disse signalene skal fortsette til andre nevroner, må nevrotransmittere diffundere over rommet mellom aksonet til dendrittene til et annet nevron. Dette rommet kalles synaps.
Nerveimpulsen utløser axonet til å generere nevrotransmittere, som deretter strømmer inn i det synaptiske gapet. Nevrotransmitterne diffunderer over gapet og binder seg deretter til kjemiske reseptorer på dendrittene til neste nevron. Disse nevrotransmitterne kan tillate ioner å passere inn og ut av nevronet. Det neste nevronet blir enten stimulert eller inhibert. Etter at nevrotransmittere er mottatt, kan de enten brytes ned eller absorberes på nytt. Reabsorpsjon gjør at nevrotransmittere kan brukes på nytt.
Nerveimpulsen tillater denne kommunikasjonsprosessen mellom celler, enten til andre nerveceller eller til celler på andre steder som skjelett og hjertemuskulatur. Slik leder nerveimpulser nervesystemet raskt til å kontrollere kroppen.