Aktionspotential und wie Neuronen feuern
Wie übertragen Neuronen Signale im ganzen Körper? Ein Teil dieses Übertragungsprozesses ist ein sogenannter Aktionspotential. Ein Aktionspotential ist Teil des Prozesses, der beim Feuern eines Neurons abläuft. Während des Aktionspotentials öffnet sich ein Teil der neuralen Membran, um positiv geladene Ionen in der Zelle und negativ geladene Ionen herauszulassen.
Dieser Vorgang bewirkt einen schnellen Anstieg der positiven Ladung der Nervenfaser. Wenn die Ladung +40 mV erreicht, breitet sich der Impuls über die Nervenfaser aus. Dieser elektrische Impuls wird durch eine Reihe von Aktionspotentialen den Nerv hinuntergetragen.
Vor dem Aktionspotential
Wenn ein Neuron keine Signale sendet, hat das Innere des Neurons eine negative Ladung im Verhältnis zur positiven Ladung außerhalb der Zelle. Elektrisch geladene Chemikalien, sogenannte Ionen, halten das positive und negative Ladungsgleichgewicht aufrecht. Calcium enthält zwei positive Ladungen, Natrium und Kalium enthalten eine positive Ladung und Chlorid enthält eine negative Ladung.
Im Ruhezustand lässt die Zellmembran des Neurons bestimmte Ionen passieren, während andere Ionen daran gehindert oder gehindert werden, sich zu bewegen. In diesem Zustand können Natrium- und Kaliumionen die Membran nicht leicht passieren. Kaliumionen können jedoch die Membran frei passieren. Die negativen Ionen im Inneren der Zelle können die Barriere nicht passieren. Die Zelle muss Ionen transportieren, um ihren polarisierten Zustand aufrechtzuerhalten. Dieser Mechanismus ist als Natriumionenpumpe bekannt. Für jeweils zwei Kaliumionen, die die Membran passieren, werden drei Natriumionen abgepumpt.
Das Ruhepotenzialel des Neurons bezieht sich auf die Differenz zwischen der Spannung innerhalb und außerhalb des Neurons. Das Ruhepotential eines durchschnittlichen Neurons liegt bei etwa -70 Millivolt, was darauf hinweist, dass das Innere der Zelle 70 Millivolt weniger ist als das Äußere der Zelle.
Während des Aktionspotentials
Wenn ein Impuls von einem Zellkörper ausgesendet wird, öffnen sich die Natriumkanäle und die positiven Natriumzellen strömen in die Zelle. Sobald die Zelle eine bestimmte Schwelle erreicht, wird ein Aktionspotential ausgelöst, das das elektrische Signal über das Axon sendet. Aktionspotentiale passieren entweder oder nicht; Es gibt kein "teilweises" Abfeuern eines Neurons. Dieses Prinzip ist als All-or-None-Gesetz bekannt.
Dies bedeutet, dass Neuronen immer mit ihrer vollen Stärke feuern. Dies stellt sicher, dass die volle Intensität des Signals über die Nervenfaser in die nächste Zelle übertragen wird und das Signal nicht geschwächt wird oder verloren geht, je weiter es von der Quelle entfernt ist.
Nach dem Aktionspotential
Was passiert also innerhalb des Neurons, nachdem das Aktionspotential stattgefunden hat? Nachdem das Neuron gezündet hat, gibt es eine Refraktärperiode, in der ein anderes Aktionspotential nicht möglich ist. Während dieser Zeit öffnen sich die Kaliumkanäle wieder und die Natriumkanäle schließen sich, wodurch das Neuron allmählich zu seinem Ruhepotential zurückkehrt. Sobald das Neuron auf das Ruhepotential zurückgekehrt ist, kann ein weiteres Aktionspotential auftreten und das Signal über die Länge des Axons übertragen.
