แรงกระตุ้นไฟฟ้าที่เคลื่อนลงมาจากแอกซอนคืออะไร?

สมองของมนุษย์มีเซลล์ประสาทประมาณ 100 พันล้านเซลล์ เซลล์ประสาทยังพบได้ในไขสันหลัง สมองและไขสันหลังประกอบขึ้นเป็นระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) ร่วมกัน เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์เรียกว่าเซลล์ประสาทและประกอบด้วยเซลล์ที่ควบคุมกิจกรรม เดนไดรต์ (dendrites) ซึ่งเป็นส่วนต่อขยายเล็กๆ คล้ายกิ่งก้าน ซึ่งรับสัญญาณจากเซลล์ประสาทอื่นๆ เพื่อส่งไปยังร่างกายของเซลล์ และแอกซอนซึ่งเป็นส่วนยื่นยาวจากตัวเซลล์ไปตามสัญญาณไฟฟ้าที่เดินทาง สัญญาณดังกล่าวไม่เพียงแต่เชื่อมต่อสมองและไขสันหลังเท่านั้น แต่ยังส่งแรงกระตุ้นไปยังกล้ามเนื้อและต่อม สัญญาณไฟฟ้าที่เคลื่อนผ่านแอกซอนเรียกว่า แรงกระตุ้นเส้นประสาท

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

แรงกระตุ้นของเส้นประสาทคือสัญญาณไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ไปตามแอกซอน

สารสื่อประสาทเป็นกระบวนการส่งสัญญาณเหล่านี้จากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง กระบวนการนี้ไปกระตุ้นเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท และเซลล์ประสาทนั้นจำเป็นต้องส่งสัญญาณเซลล์ประสาทอีกตัวหนึ่ง โดยพื้นฐานแล้วจะทำงานในสายเซลล์ประสาท เพื่อให้ข้อมูลเดินทางได้อย่างรวดเร็วไปยัง สมอง.

แรงกระตุ้นของเส้นประสาทนั้นจะเคลื่อนไปตามแอกซอนของเซลล์ประสาทที่รับ เมื่อเดนไดรต์ของเซลล์ประสาทถัดไปได้รับ “ข้อความ” เหล่านี้ พวกมันสามารถส่งผ่านแรงกระตุ้นเส้นประสาทอื่นไปยังเซลล์ประสาทอื่นได้ ความเร็วที่สิ่งนี้เกิดขึ้นนั้นแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับว่าแอกซอนถูกปกคลุมด้วยสารฉนวนที่เรียกว่าไมอีลินหรือไม่ ปลอกไมอีลินผลิตโดยเซลล์เกลียที่เรียกว่าเซลล์ชวานในระบบประสาทส่วนปลาย (PNS) และโอลิโกเดนโดรไซต์ในระบบประสาทส่วนกลาง เซลล์เกลียเหล่านี้พันรอบความยาวของแอกซอน ทำให้เกิดช่องว่างระหว่างเซลล์เกลีย ซึ่งเรียกว่าโหนดของแรนเวียร์ ปลอกไมอีลินเหล่านี้สามารถเพิ่มความเร็วที่แรงกระตุ้นเส้นประสาทสามารถเดินทางได้อย่างมาก แรงกระตุ้นเส้นประสาทที่เร็วที่สุดสามารถเดินทางได้ประมาณ 250 ไมล์ต่อชั่วโมง

เซลล์ประสาท และในความเป็นจริง เซลล์ทั้งหมด รักษาศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งเป็นความแตกต่างของสนามไฟฟ้าภายในและภายนอกเยื่อหุ้มเซลล์ เมื่อเมมเบรนพักหรือไม่ถูกกระตุ้น เรียกว่ามีศักยภาพในการพักผ่อน ไอออนภายในเซลล์ โดยเฉพาะโพแทสเซียม โซเดียม และคลอรีน ช่วยรักษาสมดุลทางไฟฟ้า แอกซอนขึ้นอยู่กับการเปิดและปิดของช่องโซเดียมและโพแทสเซียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าเพื่อนำ ส่ง และรับสัญญาณไฟฟ้า

ในศักยภาพในการพักผ่อน มีโพแทสเซียม (หรือ K+) ไอออนภายในเซลล์มากกว่าภายนอก และมีไอออนโซเดียม (Na+) และคลอรีน (Cl-) อยู่นอกเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นจะเปลี่ยนแปลงหรือขั้ว ทำให้ไอออน Na+ หลั่งไหลเข้าสู่แอกซอน ประจุบวกภายในเซลล์ประสาทนี้เรียกว่าศักยภาพในการดำเนินการ วัฏจักรของศักยภาพในการดำเนินการจะกินเวลาหนึ่งถึงสองมิลลิวินาที ในที่สุดประจุภายในแอกซอนก็เป็นบวก จากนั้นเมมเบรนจะซึมผ่านไปยังไอออน K+ ได้มากขึ้นอีกครั้ง เมมเบรนจะกลายเป็นโพลาไรซ์ ชุดของศักยภาพในการพักผ่อนและการกระทำเหล่านี้ส่งแรงกระตุ้นของเส้นประสาทไฟฟ้าไปตามความยาวของซอน

ในตอนท้ายของแอกซอน สัญญาณไฟฟ้าของแรงกระตุ้นเส้นประสาทจะต้องแปลงเป็นสัญญาณเคมี สัญญาณทางเคมีเหล่านี้เรียกว่าสารสื่อประสาท เพื่อให้สัญญาณเหล่านี้ไปยังเซลล์ประสาทอื่น ๆ ต่อไป สารสื่อประสาทจะต้องกระจายไปทั่วช่องว่างระหว่างซอนกับเดนไดรต์ของเซลล์ประสาทอีกตัวหนึ่ง พื้นที่นี้เรียกว่าไซแนปส์

แรงกระตุ้นของเส้นประสาทกระตุ้นแอกซอนเพื่อสร้างสารสื่อประสาท ซึ่งจะไหลเข้าสู่ช่องว่างของซินแนปติก สารสื่อประสาทกระจายไปทั่วช่องว่างแล้วจับกับตัวรับเคมีบนเดนไดรต์ของเซลล์ประสาทถัดไป สารสื่อประสาทเหล่านี้สามารถปล่อยให้ไอออนผ่านเข้าและออกจากเซลล์ประสาทได้ เซลล์ประสาทถัดไปจะถูกกระตุ้นหรือยับยั้ง หลังจากได้รับสารสื่อประสาทแล้ว ก็สามารถย่อยสลายหรือดูดซึมกลับคืนมาได้ การดูดซึมกลับช่วยให้สารสื่อประสาทสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

แรงกระตุ้นของเส้นประสาทช่วยให้กระบวนการสื่อสารระหว่างเซลล์นี้กับเซลล์ประสาทอื่น ๆ หรือไปยังเซลล์ในตำแหน่งอื่น ๆ เช่นโครงกระดูกและกล้ามเนื้อหัวใจ นี่คือแรงกระตุ้นของเส้นประสาทที่สั่งระบบประสาทอย่างรวดเร็วเพื่อควบคุมร่างกาย