Depolarization & Repolarization ของ Cell Membrane

เซลล์ประสาท ที่เหลือจะมีประจุไฟฟ้าอยู่ทั่ว เมมเบรน: ภายนอกเซลล์มีประจุบวก และภายในเซลล์มีประจุลบ การสลับขั้วเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ประสาทกลับประจุเหล่านี้ เพื่อเปลี่ยนกลับเป็นสถานะพักผ่อน the เซลล์ประสาท ส่งสัญญาณไฟฟ้าอีก กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ยอมให้ไอออนจำเพาะไหลเข้าและออกจากเซลล์

โพลาไรเซชันคือการมีอยู่ของประจุไฟฟ้าที่ตรงข้ามกันที่ด้านใดด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ ในเซลล์สมอง เซลล์ภายในมีประจุลบ ภายนอกมีประจุบวก จำเป็นต้องมีอย่างน้อยสามองค์ประกอบเพื่อทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ ประการแรก เซลล์ต้องการโมเลกุล เช่น เกลือและกรด ซึ่งมีประจุไฟฟ้าอยู่ ประการที่สอง เซลล์ต้องการเมมเบรนที่จะไม่ยอมให้โมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้าผ่านได้อย่างอิสระ เมมเบรนดังกล่าวทำหน้าที่แยกประจุ ประการที่สาม เซลล์จำเป็นต้องมีปั๊มโปรตีนในเมมเบรนที่สามารถเคลื่อนย้ายโมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้าไปด้านหนึ่ง โดยเก็บโมเลกุลประเภทหนึ่งไว้ด้านนี้และอีกประเภทหนึ่งอยู่อีกด้านหนึ่ง

เซลล์จะกลายเป็นโพลาไรซ์โดยการเคลื่อนที่และเก็บโมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้าประเภทต่างๆ ไว้บนด้านต่างๆ ของเมมเบรน โมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้าเรียกว่า an

เซลล์ประสาทสื่อสารกับเซลล์ประสาทอีกตัวหนึ่งโดยส่งสัญญาณไฟฟ้าไปที่ปลายนิ้ว ซึ่งทำให้ปลายนิ้วปล่อยสารเคมีที่กระตุ้นเซลล์ข้างเคียง สัญญาณไฟฟ้าและประเภทของศักย์ไฟฟ้านี้รู้จักกันในชื่อศักย์โพสซินแนปติก (postsynaptic potential) เป็นตัวกำหนดการแบ่งขั้วของเมมเบรน หากมีขนาดใหญ่พอ มันจะกระตุ้นศักยภาพในการดำเนินการ ศักยภาพในการดำเนินการเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ประสาทเปิดช่องโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์ ช่องทางเหล่านี้ทำให้โซเดียมไอออนไหลจากภายนอกเซลล์เข้าสู่เซลล์ การเร่งโซเดียมเข้าสู่เซลล์อย่างกะทันหันจะเปลี่ยนประจุไฟฟ้าภายในเซลล์จากลบเป็นบวก ซึ่งจะเปลี่ยนจากภายนอกจากบวกเป็นลบด้วย เหตุการณ์การสลับขั้วสู่การรีโพลาไรเซชันทั้งหมดเกิดขึ้นในเวลาประมาณ 2 มิลลิวินาที ทำให้เซลล์ประสาทสามารถกระตุ้นศักยภาพในการดำเนินการในการระเบิดอย่างรวดเร็วซึ่งอนุญาตให้มีการสื่อสารของเซลล์ประสาท

ศักยภาพในการดำเนินการใหม่ไม่สามารถเกิดขึ้นได้จนกว่าประจุไฟฟ้าที่เหมาะสมทั่วเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทจะกลับคืนสู่สภาพเดิม ซึ่งหมายความว่าภายในเซลล์จะต้องเป็นค่าลบ ในขณะที่ภายนอกจะต้องเป็นค่าบวก เซลล์จะคืนค่าสถานะนี้หรือสร้างขั้วใหม่โดยเปิดปั๊มโปรตีนในเมมเบรน ปั๊มนี้เรียกว่าปั๊มโซเดียมโพแทสเซียม ทุกๆ สามโซเดียมไอออนที่ปั๊มออกจากเซลล์ มันจะปั๊มโพแทสเซียมสองตัว ปั๊มทำเช่นนี้จนกว่าจะถึงประจุที่เหมาะสมภายในเซลล์