Človeški možgani imajo približno 100 milijard živčnih celic. Živčne celice najdemo tudi v hrbtenjači. Možgani in hrbtenjača skupaj sestavljata centralni živčni sistem (CNS). Vsaka živčna celica se imenuje nevron in je sestavljena iz celičnega telesa, ki usmerja svoje dejavnosti; dendriti, majhne podružnice, podobne končnicam, ki sprejemajo signale drugih nevronov za prenos v celično telo; in akson, dolg podaljšek od telesa celice, po katerem potujejo električni signali. Takšni signali ne povezujejo le možganov in hrbtenjače, ampak tudi prenašajo impulze v mišice in žleze. Električni signal, ki potuje po aksonu, se imenuje živčni impulz.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Živčni impulzi so električni signali, ki potujejo po aksonu.
Nevrotransmisija
Nevrotransmisija je postopek prenosa teh signalov iz ene celice v drugo. Ta proces stimulira membrano nevrona in ta nevron mora signalizirati drug nevron, v bistvu dela v verigi nevronov, da bi informacije hitro potovale do možgane.
Ta živčni impulz potuje po aksonu sprejemnega nevrona. Ko dendriti naslednjega nevrona prejmejo ta "sporočila", jih lahko prek drugega živčnega impulza pošljejo drugim nevronom. Hitrost, s katero se to zgodi, je odvisna od tega, ali je akson prekrit z izolacijsko snovjo, imenovano mielin. Mielinske ovojnice proizvajajo glijske celice, imenovane Schwannove celice v perifernem živčnem sistemu (PNS), in oligodendrociti v CNS. Te glialne celice se ovijejo po dolžini aksona, med njimi pa ostanejo reže, ki jih imenujemo Ranvierjeva vozlišča. Te mielinske ovojnice lahko močno povečajo hitrost, s katero lahko potujejo živčni impulzi. Najhitrejši živčni impulzi lahko potujejo s približno 250 miljami na uro.
Počitek in igralski potencial
Nevroni in pravzaprav vse celice ohranjajo membranski potencial, kar je razlika v električnem polju znotraj in zunaj celične membrane. Kadar membrana počiva ali je ne stimulira, naj bi imela potencial mirovanja. Ioni znotraj celice, zlasti kalij, natrij in klor, vzdržujejo električno ravnovesje. Aksoni so odvisni od odpiranja in zapiranja napetostnih natrijevih in kalijevih kanalov za izvajanje, prenos in sprejem električnih signalov.
V potencialu mirovanja je v celici več kalijevih (ali K +) ionov kot zunaj, zunaj celice pa je več natrijevih (Na +) in klorovih (Cl-) ionov. Celična membrana stimuliranega nevrona se spremeni ali depolarizira, tako da ioni Na + poplavijo v akson. Ta pozitivni naboj v nevronu se imenuje akcijski potencial. Cikel akcijskega potenciala traja eno do dve milisekundi. Sčasoma je naboj znotraj aksona pozitiven, potem pa membrana spet postane bolj prepustna za K + ione. Membrana postane repolarizirana. Ti nizi počitka in akcijski potenciali prenašajo električni živčni impulz po dolžini aksona.
Nevrotransmiterji
Na koncu aksona je treba električni signal živčnega impulza pretvoriti v kemični signal. Ti kemični signali se imenujejo nevrotransmiterji. Da bi se ti signali nadaljevali do drugih nevronov, morajo nevrotransmiterji difundirati po prostoru med aksonom do dendritov drugega nevrona. Ta prostor se imenuje sinapsa.
Živčni impulz sproži akson, da ustvari nevrotransmiterje, ki se nato pretakajo v sinaptično režo. Nevrotransmiterji difundirajo po reži in se nato vežejo na kemične receptorje na dendritih naslednjega nevrona. Ti nevrotransmiterji lahko ionom omogočajo prehod in izhod iz nevrona. Naslednji nevron je bodisi stimuliran ali zaviran. Po prejemu nevrotransmiterjev se lahko razgradijo ali ponovno absorbirajo. Reabsorpcija omogoča ponovno uporabo nevrotransmiterjev.
Živčni impulz omogoča ta proces komunikacije med celicami bodisi do drugih nevronov bodisi do celic na drugih lokacijah, kot sta skeletna in srčna mišica. Tako živčni impulzi hitro usmerjajo živčni sistem k nadzoru telesa.