На самом деле, я сам не до конца понимаю механизм. Лишь на уровне углубленных школьных знаний. Понятное дело, вероятно, есть и похожие принципы передачи импульса, какие-нибуть другие дополнительные способы, многочисленные нюансы и т.д. Но лучше знать хоть что-то, чем ничего.
Я слышал разные глупости от людей. Кто - то говорил, что мозг плохо изучен и люди не знают, кто-то представляет импульс, как электрический ток. Сейчас, вы узнаете всю правду.
В общем, для тех кто не хочет вдоваться в подробности. Нервный импульс - это прохождение сквозь мбрану нейрона ионов натрия и калия, вдоль всего аксона.
Теперь подробнее.
Между внутренним содержимым клетки и внеклеточным содержимым существует разность потенциалов - потенциал покоя, т.к заряд внутри клетки более отрицательный чем снаружи. Равен он -70 мВ (микровольт). Потенциал покоя есть у всех клеток. Он создаётся с помощью ионов.
В покое внутри аксона больше ионов калия и меньше натрия. Как это происходит? С помощью активного транспорта(с затратой энергии) натрий-калиевым насосом. Этот насос выкачивает из аксона 3 иона натрия и заканчивает 2 иона калия. Есть также ионные каналы, черз которые происходит пассивный(диффузный) транспорт. Каналы для ионов калия почти в 20 раз более проницаемы, чем для ионов натрия.
Так как ионов калия внутри становиться больше, чем снаружи, калий по градиенту концентрации диффузией выходи наружу.
Ионов натрия так же становиться больше снаружи, т.к работает насос, а ионные каналы для натрия плохопроницаемы. Отсюда, вне клетки скапливается большое количество положительнозаряженных ионов. Отсюда и разность потенциалов. Так как заряд на одной стороне больше, чем на другой, такой эффект назвали поляризацией мембраны.
Импульс
Потенциал действия создаётся деполяризацией мембраны - то есть заряд в аксоне меняеться с -70 мВ до +40 мВ. Как это происходит. Весь процесс занимает тысячные доли секунды. Когда на одном конце аксона через мембрану проходит даже небольшое количество ионов натрия, то есть раздражение, это вызывает открывание соседних ионных каналов для натрия. Натрий быстро проходит внутрь клетки,(по градиенту концентрации и разности зарядов) вызывая ещё большую деполяризацию, которая вызывает открывание соседних ионных каналов. Таким образом происходит волнообразный взрыв деполяризации, вызванный прохождением ионов натрия.
Как же происходит возвращение потенциала с +40 мВ до - 70 мВ, то есть реполяризация?
Когда потенциал внутри клетки доходит до +40 мВ натриевые каналы закрываются. Натрий-калиевый насос в это время продолжает работу и количество ионов натрия внутри клетки уменьшается. Открываются калиевые каналы. Т.к калия внутри клетки больше, чем снаружи, по градиенту концентрации он диффунирует наружу. Так заряд возвращается в исходное положение. Т.к ионные каналы калия закрываются познее, происходит временная гиперполяризация.
Поэтому нервный импульс больше похож на морскую волну. В теории нервный импульс не затухает. Он имеет постоянную скорость.
Его сила не зависит от силы раздражителя. То есть не важно насколько силён раздражитель, если сила раздражение пройдёт некое пороговое значение, импульс пройдёт(закон "все или ничего")
Но как тогда тело различае силу раздражителя? Частотата. Чем больше раздражение или сила сигнала, чем чаще происходят нервные импульсы(от 10 имп\с до 500)
Скорость проведение нервного импульса зависит от нескольких переменных.
У позвоночных большинство аксонов миелинизировано(миелин - диэлектрик). Но миелин покрывает аксон не полностью. Он имеет безмиелиновые участки - перехватывает ранвье. Из- за них импульс проходит скачкообразно. Это увеличивает скорость нервного импульса, по сравнению с проведением в безмиелиновом нервном волокне. У нас скорость в миелиновом волокне равна примерно 120 м/с.
Так же она зависит от толщины аксона и температуры тела.
Подписывайтесь на канал и ставьте лайк. Пишите комментарии, отвечу на все. Задавайте вопросы и пишите о найденных ошибках.