Co je nervový impuls? Definice

Nikdo nebude tvrdit, že největším úspěchem přírody je lidský mozek. Nervové impulzy, které probíhají podél nervových vláken, jsou kvintesence naší podstaty. Práce srdce, žaludku, svalů a duchovního světa - to vše je v rukou nervózního impulsu. Co je to nervový impuls, jak vzniká a kde zmizí, uvažujeme v tomto článku.

Neuron jako konstrukční jednotka systému

Evoluce nervového systému obratlovců a lidí se vyvinula podél cesty vzniku komplexní informační sítě, jejíž procesy jsou založeny na reakcích chemické povahy. Nejdůležitější součástí tohoto systému jsou specializované buňky neuronů. Skládají se z těla s jádrem a důležitými organely. Z neuronu odstupují procesy dvou druhů - několik krátkých a rozvětvených dendritů a jeden dlouhý axon. Dendriti jsou přijímači signálů ze senzorických receptorů nebo jiných neuronů a axon přenáší signály v neuronové síti. Pro pochopení přenosu nervových impulzů je důležité vědět o myelinovém plášti kolem axonu. Jedná se o specifické buňky, tvoří skořápku axonu, ale ne souvislou, ale s přerušeními (Ranvier waistlines).

Transmembránový gradient

Veškeré živé buňky a zejména neurony mají elektrickou polaritu, která vyplývá z práce membránových čerpadel draselného sodíku. Jeho vnitřní plocha má negativní náboj vzhledem k vnějšímu povrchu. Zobrazí se elektrochemický gradient rovný nule a vznikne dynamická rovnováha. Zbytkový potenciál (potenciální rozdíl uvnitř a mimo membránu) je 70 mV.

Jaký je nervový impuls

Když je stimul aplikován nervové vlákno Membránový potenciál na tomto místě je ostře narušen. Na počátku nástupu buzení se propustnost membrány pro draselné ionty zvyšuje a mají tendenci k buňce. Po dobu 0,001 sekundy je vnitřní povrch neuronové membrány kladně nabitý. To je to, co je nervový impuls - krátkodobé nabití neuronu nebo akční potenciál 50-170 mV. Existuje takzvaná vlna akčního potenciálu, která se šíří podél axonu, jako tok iontů draslíku. Vlna depolarizuje sekci axonu a akční potenciál se s ním pohybuje.

Prenos v axonu je další neuron

Po dosažení konce axonu je nutné přenést nervový impuls na jednu nebo více axonů. A tady potřebujeme jiný mechanismus, odlišný od vlny akčního potenciálu. Konec axonu je synapse, místo kontaktu se synaptickou štěrbinou a presynaptickými axonovými kapsami. Akční potenciál v tomto případě aktivuje uvolňování neurotransmiterů z presynaptických vaků do synaptické štěrbiny. Neurotransmitery interagují s membránou základních neuronů, což způsobuje narušení iontové rovnováhy. A příběh pumpy sodíku a draslíku se opakuje v jiném neuronu. Po dokončení funkce neurotransmitery buď difundují, nebo jsou zachyceni zpět do presynaptických vaků. V této situaci je otázkou, co je nervový impuls, odpověď je následující: přenos excitace prostřednictvím chemických činidel (neurotransmiterů).

Myelin a tepová frekvence

Ve výztuži myelinové pláště, který jako vazební člen zabalí axon, iontový proud snadno proudí do média a zpět. Současně je membrána podrážděna a vytváří se akční potenciál. Tak, nervový impuls cestuje dolů axon skoky, což způsobuje vznik akčního potenciálu pouze v uzlech Ranvier. Právě to je tahle síla akčního potenciálu, která opakovaně zvyšuje rychlost nervového impulsu. Například, v husté myelinizovaných vláken tepové frekvence dosahuje hodnoty v 70 až 120 m / s, zatímco v tenkých nervových vláken bez myelinu tepové frekvence - méně než 2 m / s.

Galvanizace a nervový impuls

V semilichidním koloidním protoplazmu se galvanický proud přenáší atomy majícími elektrický náboj (ionty). Ale galvanický proud se nemůže šířit na poměrně dlouhých vzdálenostech a nervový impuls může. Proč? Odpověď je jednoduchá. Když vlna akčního potenciálu projde axonem, vytváří galvanický článek uvnitř neuronu. V nervu, jako v jakékoliv galvanické buňce, je kladný pól (vnější strana membrány) a záporný pól (vnitřní strana membrány). Jakýkoli vnější vliv narušuje rovnováhu těchto pólů, změní se propustnost určité oblasti membrány a změní se propustnost v sousední části. Vše, impuls, šel dál po délce axonu. A počáteční část, od níž začalo vzrušení, již obnovilo svou integritu, našlo nulový gradient a je připraveno znovu spustit akční potenciál v neuronu.

Neuron není jen dirigent

Neurony jsou živé buňky a jejich protoplasma je dokonce složitější než v buňkách jiných tkání. Vedle fyzikálních procesů spojených se zahájením a uskutečňováním nervového impulsu se v neuronu objevují komplexní metabolické procesy. Bylo experimentálně zjištěno, že když nervový impuls prochází neuronem, teplota v něm stoupá (i když o miliontiny stupně). A to znamená jen jednu věc: všechny procesy výměny v něm jsou zrychleny a jdou intenzivněji.

Nervové impulzy stejného typu

Hlavní vlastností neuronu je jeho schopnost vytvářet nervový impuls a rychle jej provádět. Informace o kvalitě a síle stimulace jsou zakódovány ve změnách frekvence průchodu nervových impulsů neuronům a z nich. Tato frekvence se pohybuje od 1 do 200 za sekundu. Tento kód frekvencí přebírá různá období impulzů a kombinuje je do skupin s různými počty a pohyby. Právě to zaznamenává encefalogram - komplexní prostorový a časový součet impulsů mozkových nervů, rytmickou elektrickou aktivitu mozku.

Neuron si vybírá

Co způsobuje, že neuron začal, aby vyvolal vznik akčního potenciálu - a dnes je otázka otevřená. Například mozkové neurony dostávají mediátory vyslané tisíci sousedů a posílají tisíce pulzů do nervových vláken. V neuronu probíhá proces zpracování impulsů a rozhodování - o aktivaci akčního potenciálu nebo ne. Nervový impuls zmizí nebo bude poslán dále. Co způsobuje neuron tuto volbu a jak se rozhoduje? O této základní volbě víme téměř nic, ačkoli to je on, kdo řídí činnost našeho mozku.

Tak jsme odpověděli na otázku, co je nervózní impuls. Jste velmi překvapeni, ale veškerá nervová tkáň v lidském těle váží něco přes kilogram. Současně se jedná o miliardy neuronů, úzce spojených v jediném systému. Lidstvo se tolik dozvědělo o práci neuronů a celého systému a zároveň nám téměř nic neví. Naučili jsme se abecedu, ale zatím nemůžeme ani dělat jednoduchá slova. Doufejme, že v době, kdy bude věda schopna rozpoznat ty vzory, které budou rozluštit dialog našich think-tanků, což činí biologický objekt Homo Sapiens člověkem.