Neuron (živčana stanica) osnovni je gradivni blok živčanog sustava. Kada neuroni prenose signale kroz tijelo, dio procesa prijenosa uključuje električni impuls koji se naziva akcijski potencijal.
Ovaj proces, koji se događa tijekom otpuštanja neurona, omogućava živčanoj stanici da prenosi električni signal niz akson (dio neurona koji prenosi živčane impulse dalje od tijela stanice) prema drugim stanicama. Ovo šalje poruku mišićima da izazove odgovor.
Na primjer, recite da želite uzeti čašu kako biste mogli popiti vodu. Akcijski potencijal igra ključnu ulogu u prenošenju te poruke iz mozga u ruku.
Prije akcijskog potencijala
Kada neuron ne šalje signale, unutrašnjost neurona ima negativan naboj u odnosu na pozitivni naboj izvan stanice.
Električno nabijeni atomi poznati kao ioni održavaju pozitivnu i negativnu ravnotežu naboja. Kalcij sadrži dva pozitivna naboja, natrij i kalij sadrže jedan pozitivan naboj, a klorid negativni naboj.
Kada miruju, stanična membrana neurona omogućuje određenim ionima prolazak dok sprečava ili ograničava kretanje drugih iona. U tom stanju natrijevi i kalijevi ioni ne mogu lako proći kroz membranu. Kloridni ioni, međutim, mogu slobodno prelaziti membranu. Negativni ioni unutar stanice ne mogu prijeći barijeru.
Potencijal mirovanja neurona odnosi se na razliku između napona unutar i izvan neurona. Potencijal mirovanja prosječnog neurona je oko -70 milivolti, što znači da je unutrašnjost stanice za 70 milivolta manja od vanjske strane stanice.
U ovom trenutku mozak još nije poslao poruku ruci da podigne čašu, ali neuron je spreman primiti signal.
Tijekom akcijskog potencijala
Odlučili ste da ste žedni i želite popiti vodu. Vaš mozak pokreće lanac događaja kako bi mišićima u ruci poslao poruku da trebate podići čašu.
Kada se živčani impuls (a to je način na koji neuroni međusobno komuniciraju) šalje iz tijela stanice, natrijevi kanali u staničnoj membrani se otvaraju i pozitivne stanice natrija nadiru u stanicu.
Jednom kada stanica dosegne određeni prag, akcijski potencijal će se aktivirati, šaljući električni signal niz akson. Natrijevi kanali igraju ulogu u stvaranju akcijskog potencijala u uzbudljivim stanicama i aktiviranju prijenosa duž aksona.
Akcijski se potencijal ili dogodi ili se ne dogodi; ne postoji nešto poput "djelomičnog" otpuštanja neurona. Ovo je načelo poznato kao zakon „sve ili nitko“.
To znači da neuroni uvijek pucaju punom snagom. To osigurava da se puni intenzitet signala prenese niz živčana vlakna i prenese u sljedeću stanicu te da signal ne slabi ili se gubi što dalje putuje od izvora.
Poruka iz mozga sada putuje živcima do mišića šake.
Nakon Akcijskog potencijala
Nakon što je neuron opalio, nastupa vatrostalno razdoblje u kojem drugi akcijski potencijal nije moguć. Vatrostalno razdoblje obično traje jednu milisekundu.
Za to se vrijeme kalijevi kanali ponovno otvaraju, a natrijevi kanali zatvaraju, postupno vraćajući neuron u njegov potencijal mirovanja. Jednom kada se neuron "napuni", moguće je da se dogodi još jedan akcijski potencijal i odašilje signal dužinom aksona.
Kroz ovaj neprekidni proces pucanja, a zatim punjenja, neuroni su u stanju prenijeti poruku iz mozga kako bi mišićima rekli što treba učiniti - držati čašu, otpiti gutljaj ili je spustiti.