Neuron (nervová buňka) je základním stavebním kamenem nervového systému. Když neurony přenášejí signály tělem, část procesu přenosu zahrnuje elektrický impuls nazývaný akční potenciál.
Tento proces, ke kterému dochází během vypalování neuronů, umožňuje nervové buňce přenášet elektrický signál dolů po axonu (část neuronu, která přenáší nervové impulsy od těla buňky) směrem k dalším buňkám. To pošle zprávu svalům, aby vyvolala odpověď.
Řekněme například, že si chcete vzít sklenici, abyste se mohli napít vody. Akční potenciál hraje klíčovou roli při přenosu této zprávy z mozku do ruky.
Před akčním potenciálem
Když neuron nevysílá signály, jeho vnitřek má negativní náboj ve srovnání s kladným nábojem mimo buňku.
Elektricky nabité atomy známé jako ionty udržují rovnováhu kladného a záporného náboje. Vápník obsahuje dva kladné náboje, sodík a draslík obsahují jeden kladný náboj a chlorid obsahuje záporný náboj.
Když je v klidu, buněčná membrána neuronu umožňuje průchod určitých iontů a zároveň brání nebo omezuje pohyb jiných iontů. V tomto stavu nemohou ionty sodíku a draslíku snadno projít membránou. Chloridové ionty jsou však schopné volně procházet membránou. Negativní ionty uvnitř buňky nejsou schopné překročit bariéru.
Klidový potenciál neuronu se týká rozdílu mezi napětím uvnitř a vně neuronu. Klidový potenciál průměrného neuronu je kolem -70 milivoltů, což naznačuje, že vnitřek buňky je o 70 milivoltů menší než vnějšek buňky.
V tomto okamžiku mozek ještě neposlal zprávu do ruky, aby vyzvedl sklenici, ale neuron je připraven přijímat signál.
Během akčního potenciálu
Rozhodli jste se, že máte žízeň a chtěli byste se napít vody. Váš mozek zahájí řetězec událostí, aby vyslal zprávu svalům ve vaší ruce, že musíte vyzvednout sklenici.
Když je z buněčného těla vyslán nervový impuls (což je způsob, jakým spolu komunikují neurony), sodíkové kanály v buněčné membráně se otevřou a pozitivní sodíkové buňky do buňky narazí.
Jakmile buňka dosáhne určité prahové hodnoty, vystřelí akční potenciál a vyšle elektrický signál dolů po axonu. Sodné kanály hrají roli při generování akčního potenciálu v excitovatelných buňkách a při aktivaci přenosu podél axonu.
Akční potenciály se buď stávají, nebo se nestávají; neexistuje nic jako „částečné“ odpálení neuronu. Tento princip je znám jako zákon vše-nebo-žádný.
To znamená, že neurony vždy střílejí v plné síle. Tím je zajištěno, že plná intenzita signálu je přenášena dolů nervovým vláknem a přenášena do další buňky a že signál slábne nebo se neztrácí při další cestě ze zdroje.
Zpráva z mozku nyní putuje po nervech do svalů v ruce.
Po akčním potenciálu
Po vystřelení neuronu nastává refrakterní období, ve kterém není možný další akční potenciál. Žáruvzdorné období obvykle trvá jednu milisekundu.
Během této doby se draslíkové kanály znovu otevírají a sodíkové kanály se zavírají, čímž se neuron postupně vrací do klidového potenciálu. Jakmile se neuron „dobije“, je možné, že dojde k dalšímu akčnímu potenciálu a přenese signál po celé délce axonu.
Prostřednictvím tohoto nepřetržitého procesu střelby a následného dobíjení jsou neurony schopny přenášet zprávu z mozku a říkat svalům, co mají dělat - držet sklenici, napít se nebo ji položit.