Wprowadzenie do psychologii (Polski)

Komunikacja neuronalna (potencjał działania)

teraz, gdy dowiedzieliśmy się o podstawowych strukturach neuronu i roli, jaką te struktury odgrywają w komunikacji neuronalnej, przyjrzyjmy się bliżej samemu sygnałowi—jak porusza się on przez neuron, a następnie przeskakuje do następnego neuronu, gdzie proces ten się powtarza.

zaczynamy od błony neuronalnej. Neuron istnieje w środowisku płynnym-jest otoczony płynem zewnątrzkomórkowym i zawiera płyn wewnątrzkomórkowy (tj. cytoplazmę)., Błona neuronalna utrzymuje te dwa płyny oddzielnie—kluczową rolę, ponieważ sygnał elektryczny przechodzący przez neuron zależy od tego, czy płyny wewnątrz – i zewnątrzkomórkowe różnią się elektrycznie. Ta różnica w ładunku przez membranę, zwana potencjałem membranowym, dostarcza energii dla sygnału.

ładunek elektryczny płynów jest spowodowany przez naładowane cząsteczki (jony) rozpuszczone w płynie., Półprzepuszczalna natura błony neuronalnej nieco ogranicza ruch tych naładowanych cząsteczek, w wyniku czego niektóre naładowane cząstki stają się bardziej skoncentrowane wewnątrz lub na zewnątrz komórki.

pomiędzy sygnałami potencjał błony neuronowej jest utrzymywany w stanie gotowości, zwanym potencjałem spoczynkowym. Podobnie jak gumka rozciągnięta i czekająca na rozpoczęcie działania, jony ustawiają się po obu stronach błony komórkowej, gotowe do przeskoku przez błonę, gdy neuron staje się aktywny, a błona otwiera swoje wrota (tj.,, pompa sodowo-potasowa, która umożliwia przemieszczanie jonów przez membranę). Jony w obszarach o wysokim stężeniu są gotowe do przemieszczania się do obszarów o niskim stężeniu, a jony dodatnie są gotowe do przemieszczania się do obszarów o ujemnym ładunku.

w stanie spoczynku sód (Na+) znajduje się w wyższych stężeniach poza komórką, więc ma tendencję do przenoszenia się do komórki. Z drugiej strony potas (K+) jest bardziej skoncentrowany wewnątrz komórki i ma tendencję do przemieszczania się z komórki (). Ponadto wnętrze komórki jest nieco ujemnie naładowane w porównaniu do zewnątrz., Zapewnia to dodatkową siłę na sód, powodując jego przemieszczanie się do komórki.

przy potencjale spoczynkowym Na+ (niebieskie pentagony) jest bardziej skoncentrowany poza komórką w płynie pozakomórkowym (pokazano na niebiesko), podczas gdy k+ (fioletowe kwadraty) jest bardziej skoncentrowany w pobliżu błony w cytoplazmie lub płynie wewnątrzkomórkowym., Inne cząsteczki, takie jak jony chlorkowe (żółte koła) i ujemnie naładowane białka (brązowe kwadraty), przyczyniają się do dodatniego ładunku netto w płynie zewnątrzkomórkowym i ujemnego ładunku netto w płynie wewnątrzkomórkowym.

z tego stanu potencjału spoczynkowego neuron odbiera sygnał i jego stan zmienia się gwałtownie ()., Kiedy neuron odbiera sygnały w dendrytach – dzięki neuroprzekaźnikom z sąsiadującego neuronu wiążącym się z jego receptorami-małe pory lub bramy otwierają się na błonie neuronalnej, umożliwiając jony Na+, napędzane zarówno różnicami ładunku, jak i koncentracji, przenoszenie się do komórki. Z tym napływem jonów dodatnich ładunek wewnętrzny komórki staje się bardziej dodatni. Jeśli ładunek ten osiągnie określony poziom, zwany progiem wzbudzenia, neuron staje się aktywny i zaczyna się potencjał działania.,

wiele dodatkowych porów otwiera się, powodując ogromny napływ jonów Na+ i ogromny dodatni skok potencjału błonowego, maksymalnego potencjału czynnościowego. Na szczycie kolca zamykają się bramy sodowe, a bramy potasowe otwierają się. Gdy dodatnio naładowane jony potasu opuszczają, komórka szybko rozpoczyna repolaryzację. Na początku hiperpolaryzuje, stając się nieco bardziej ujemnym niż potencjał spoczynkowy, a następnie niweluje, powracając do potencjału spoczynkowego.,

podczas potencjału działania ładunek elektryczny w całej membranie zmienia się dramatycznie.

Ten dodatni skok stanowi potencjał działania: sygnał elektryczny, który zazwyczaj przemieszcza się z ciała komórki w dół aksonu do zacisków aksonu. Sygnał elektryczny porusza się w dół aksonu jak fala; w każdym punkcie niektóre jony sodu, które dostają się do komórki, rozpraszają się do następnej sekcji aksonu, podnosząc ładunek poza progiem wzbudzenia i uruchamiając nowy napływ jonów sodu., Potencjał działania przesuwa się aż w dół aksonu do przycisków terminala.

potencjał działania jest zjawiskiem wszechobecnym. W uproszczeniu oznacza to, że sygnał przychodzący z innego neuronu jest wystarczający lub niewystarczający, aby osiągnąć próg wzbudzenia. Nie ma między nimi i nie ma możliwości wyłączenia potencjału działania po jego uruchomieniu. Pomyśl o tym jak o wysłaniu e-maila lub wiadomości tekstowej. Możesz myśleć o wysłaniu go do woli, ale wiadomość nie zostanie wysłana, dopóki nie naciśniesz przycisku Wyślij. Co więcej, po wysłaniu wiadomości nie ma jej zatrzymywania.,

ponieważ jest cała lub Żadna, potencjał działania jest odtwarzany lub propagowany w pełni w każdym punkcie aksonu. Podobnie jak zapalony bezpiecznik petardy, nie zanika, gdy porusza się w dół aksonu. To właśnie ta właściwość „wszystko albo nic” wyjaśnia fakt, że twój mózg postrzega uraz odległej części ciała, takiej jak palec u nogi, tak samo bolesny jak nos.

jak wspomniano wcześniej, gdy potencjał działania dociera do przycisku terminala, pęcherzyki synaptyczne uwalniają swoje neuroprzekaźniki do synapsy., Neuroprzekaźniki przemieszczają się przez synapsy i wiążą się z receptorami na dendrytach sąsiedniego neuronu ,a proces powtarza się w nowym neuronie (zakładając, że sygnał jest wystarczająco silny, aby wywołać potencjał działania). Gdy sygnał jest dostarczany, nadmiar neuroprzekaźników w synapsie dryfuje, jest rozkładany na nieaktywne fragmenty lub jest ponownie wchłaniany w procesie znanym jako wychwyt zwrotny. Wychwyt zwrotny polega na pompowaniu neuroprzekaźnika z powrotem do neuronu, który go uwolnił, w celu oczyszczenia synapsy ()., Oczyszczanie synapsy służy zarówno do zapewnienia wyraźnego stanu ” on ” i ” off ” między sygnałami oraz do regulacji produkcji neuroprzekaźnika (pełne pęcherzyki synaptyczne dostarczają sygnałów, że nie trzeba wytwarzać dodatkowych neuroprzekaźników).

wychwyt zwrotny polega na przeniesieniu neuroprzekaźnika z synapsy z powrotem do terminala aksonu, z którego został uwolniony.

komunikacja neuronalna jest często określana jako zdarzenie elektrochemiczne., Ruch potencjału czynnościowego w dół długości aksonu jest zdarzeniem elektrycznym, a ruch neuroprzekaźnika w przestrzeni synaptycznej reprezentuje chemiczną część procesu.