Un neurone (una cellula nervosa) è l'elemento fondamentale del sistema nervoso. Quando i neuroni trasmettono segnali attraverso il corpo, parte del processo di trasmissione coinvolge un impulso elettrico chiamato potenziale d'azione.
Questo processo, che si verifica durante l'attivazione dei neuroni, consente a una cellula nervosa di trasmettere un segnale elettrico lungo l'assone (una porzione del neurone che trasporta gli impulsi nervosi lontano dal corpo cellulare) verso altre cellule. Questo invia un messaggio ai muscoli per provocare una risposta.
Ad esempio, supponiamo che tu voglia prendere un bicchiere in modo da poter bere un bicchiere d'acqua. Il potenziale d'azione gioca un ruolo chiave nel portare quel messaggio dal cervello alla mano.
Prima del potenziale d'azione
Quando un neurone non invia segnali, l'interno del neurone ha una carica negativa rispetto alla carica positiva all'esterno della cellula.
Gli atomi elettricamente carichi noti come ioni mantengono l'equilibrio di carica positiva e negativa. Il calcio contiene due cariche positive, il sodio e il potassio contengono una carica positiva e il cloruro contiene una carica negativa.
Quando è a riposo, la membrana cellulare del neurone consente il passaggio di alcuni ioni, impedendo o limitando il movimento di altri ioni. In questo stato, gli ioni sodio e potassio non possono passare facilmente attraverso la membrana. Gli ioni cloruro, invece, sono in grado di attraversare liberamente la membrana. Gli ioni negativi all'interno della cellula non sono in grado di attraversare la barriera.
Il potenziale di riposo del neurone si riferisce alla differenza tra la tensione all'interno e all'esterno del neurone. Il potenziale di riposo del neurone medio è di circa -70 millivolt, indicando che l'interno della cellula è inferiore di 70 millivolt rispetto all'esterno della cellula.
A questo punto, il cervello non ha ancora inviato il messaggio alla mano per raccogliere il bicchiere, ma il neurone è pronto a ricevere il segnale.
Durante il potenziale d'azione
Hai deciso di avere sete e vorresti un sorso d'acqua. Il tuo cervello avvia la catena di eventi per inviare un messaggio ai muscoli della tua mano che devi raccogliere il bicchiere.
Quando un impulso nervoso (che è il modo in cui i neuroni comunicano tra loro) viene inviato da un corpo cellulare, i canali del sodio nella membrana cellulare si aprono e le cellule del sodio positive si riversano nella cellula.
Una volta che la cellula raggiunge una certa soglia, si attiva un potenziale d'azione, inviando il segnale elettrico lungo l'assone. I canali del sodio svolgono un ruolo nel generare il potenziale d'azione nelle cellule eccitabili e nell'attivare una trasmissione lungo l'assone.
I potenziali d'azione o accadono o no; non esiste una cosa come un'attivazione "parziale" di un neurone. Questo principio è noto come legge del tutto o niente.
Ciò significa che i neuroni si attivano sempre al massimo della loro forza. Ciò garantisce che l'intera intensità del segnale venga trasportata lungo la fibra nervosa e trasferita alla cellula successiva e che il segnale non si indebolisca o si perda man mano che si allontana dalla sorgente.
Il messaggio dal cervello sta ora viaggiando lungo i nervi fino ai muscoli della mano.
Dopo il potenziale d'azione
Dopo che il neurone si è attivato, c'è un periodo refrattario in cui non è possibile un altro potenziale d'azione. Il periodo refrattario generalmente dura un millisecondo.
Durante questo periodo, i canali del potassio si riaprono e i canali del sodio si chiudono, riportando gradualmente il neurone al suo potenziale di riposo. Una volta che il neurone si è "ricaricato", è possibile che si verifichi un altro potenziale d'azione e trasmetta il segnale lungo la lunghezza dell'assone.
Attraverso questo processo continuo di attivazione e ricarica, i neuroni sono in grado di trasmettere il messaggio dal cervello per dire ai muscoli cosa fare: tenere il bicchiere, bere un sorso o posarlo.
