ความนำไฟฟ้าของเซลล์ประสาทในระบบประสาทส่วนกลาง

ระบบประสาทคือสายไฟที่ประสานการทำงานของร่างกายของคุณ เส้นประสาทลงทะเบียนสิ่งเร้า เช่น สัมผัส แสง กลิ่น และเสียง และส่งแรงกระตุ้นไปยังสมองเพื่อประมวลผล สมองจะจัดเรียงและจัดเก็บข้อมูลและส่งสัญญาณกลับไปยังร่างกายเพื่อควบคุมกระบวนการและการเคลื่อนไหวในชีวิต สัญญาณเดินทางอย่างรวดเร็วผ่านระบบประสาท และความสามารถของเส้นประสาทในการส่งแรงกระตุ้นเรียกว่าการนำไฟฟ้า

ระบบประสาททำงานทั่วร่างกาย แต่ระบบประสาทส่วนกลางเป็นศูนย์กลางการประมวลผลของร่างกาย ระบบประสาทส่วนกลางประกอบด้วยสมองและไขสันหลัง มีหน้าที่รับผิดชอบในการประสานงานการทำงานของร่างกายโดยสมัครใจและไม่สมัครใจและประมวลผลข้อมูลที่เข้ามา ในแง่หนึ่ง ระบบประสาทส่วนกลางเปรียบเสมือนคอมพิวเตอร์ที่มีชีวิตขนาดยักษ์ สัญญาณหรือแรงกระตุ้น เดินทางภายในระบบประสาทส่วนกลางและระหว่างระบบประสาทส่วนกลางกับร่างกาย

เซลล์พื้นฐานของระบบประสาทคือเซลล์ประสาท และโครงสร้างของเซลล์ประสาทเป็นกุญแจสำคัญในการเคลื่อนที่ของแรงกระตุ้นทั่วทั้งระบบประสาท เซลล์มีลำตัวและส่วนยื่นคล้ายหนวดที่ยื่นออกไปถึงเซลล์อื่น จุดที่เซลล์ประสาทตัดกันเรียกว่า ไซแนปส์ เดนไดรต์เป็นการคาดการณ์ที่ได้รับข้อมูลจากเซลล์ประสาทอื่นๆ แอกซอน (Axons) หรือที่เรียกว่าเส้นใยประสาท (Nerve Fibers) เป็นการฉายภาพที่ยาวสูงสุด 1 เมตร (3.3 ฟุต) ซึ่งส่งข้อมูลไปยังเส้นประสาทอื่นๆ นอกเซลล์ประสาทของระบบประสาทส่วนกลางยังสามารถส่งข้อมูลไปยังและรับข้อมูลจากเนื้อเยื่ออื่นๆ

เมื่อสัญญาณเดินทางภายในเส้นประสาท จะเรียกว่าศักยะงาน เซลล์ประสาทจะปั๊มโซเดียมไอออนบวกออกจากเซลล์ ทำให้เกิดประจุลบภายในเซลล์ เมื่อเซลล์ถูกกระตุ้นและศักยภาพในการดำเนินการเริ่มต้น ช่องจะเปิดขึ้นและโซเดียมไอออนเข้าสู่เซลล์ ช่องเปิดเป็นคลื่นลงแอกซอนจนแรงกระตุ้นไปถึงจุดสิ้นสุดของเซลล์ แอกซอนถูกห่อหุ้มด้วยสารเคลือบไมอีลินซึ่งทำหน้าที่เหมือนฉนวนไฟฟ้า ซึ่งจะเร่งแรงกระตุ้นไปพร้อมกัน เซลล์ประสาททั้งหมดในระบบประสาทส่วนกลางเคลือบด้วยไมอีลิน แม้ว่าบางเซลล์ในระบบประสาทส่วนปลายจะไม่ใช่เซลล์ประสาทก็ตาม

เมื่อศักยภาพในการดำเนินการกระทบปลายประสาทหนึ่ง สัญญาณจะต้องเคลื่อนที่ข้ามสิ่งกีดขวางไปยังอีกเซลล์หนึ่งที่ไซแนปส์ ที่ส่วนท้ายของแอกซอน ศักยภาพในการดำเนินการจะกระตุ้นการปลดปล่อยสารสื่อประสาท เช่น โดปามีนและอะดรีนาลีน สารสื่อประสาทจะลอยผ่านจุดเชื่อมต่อเล็กๆ ระหว่างเซลล์ จนกระทั่งกระทบกับเดนไดรต์ของเซลล์ถัดไป ทำให้เกิดแรงกระตุ้นอีกครั้งและเคลื่อนสัญญาณไปตามเส้น การนำไฟฟ้าอาจดูเหมือนเป็นกระบวนการที่ช้า แต่สัญญาณสามารถเดินทางได้สูงถึง 112 เมตรต่อวินาที (250 ไมล์ต่อชั่วโมง)