Вот мы и добрались до раздела, где мы будем больше погружаться в мир неврологии, рассматривая принципы её работы до молекулярного уровня! Предлагаю начать с биофизики.
Биофизика - это применение принципов и методов физики для понимания того, как работают физические части нейронов и их соединения. Разделим этот пункт на несколько этапов - и начнём с биофизики мембран.
Биофизика мембран
Этот график наглядно изображает Мембранный потенциал действия, который показывает изменение электрического потенциала мембранной клетки. Нейрон должен быть достаточно стимулирован, чтобы совершить действие, такое как передача сигнала. С этой информацией, мы можем видеть, что не все стимуляции приводят к действию: они недостаточно сильны, и в этом состоянии нейрон «покоится». Когда стимуляция достигает определенного пика, нейрон начинает деполяризацию и совершает действие. Затем начинается стадия реполяризации, а затем — стадия покоя.
После данной информации, рассмотрим, как выглядит ткань нейрона при каждой стадии.
На изображении вы можете видеть ткань нейрона, вместе с натриевыми и калиевыми каналами. Также можно увидеть ATP и ADP или же АТФ и АДФ, что означает аденозинтрифосфат и аденозиндифосфат. Это молекулы, которые играют важную роль в передачи клеточной энергии. АТФ хранит и передаёт энергию в клетки, а АДФ формируется, когда АТФ выпускает хранящуюся в нём энергию.
а) Потенциал покоя: Когда нейрон покоится - ионы калия входят в нейрон через калий-натриевый насос (посередине), в то время как ионы натрия наоборот - выходят. При этом натриевые и калиевые каналы закрыты. Обратите внимание, что в этот момент ионов натрия снаружи больше, чем ионов натрия, а внутри - наоборот, ионов калия больше. Таким образом эти ионы создают электрические сигналы в нейронах.
б) Деполяризация: Натриевый канал открывается, запуская ионы натрия в нейрон.
в) Гиперполяризация (окончание деполяризации): Калиевый канал открывается, выпуская ионы калия наружу. На этот момент ионов натрия внутри становится больше, чем калия, а снаружи - наоборот, ионов калия больше, чем натрия.
Всё это наглядно показывает нам, при каких обстоятельствах нейрон совершает действие, и как в этом замешаны две науки: физика и химия. Далее мы поговорим об ионных каналах, какие бывают виды и для чего они существуют.
