Ajujahi tegevused klassiruumis

Kõik välised signaalid võetakse vastu dendriitide poolt ja edastatakse tuuma. Kui neuroni tuumale jõuab stiimul, mis suudab muuta puhkepotentsiaali kuni läviväärtuseni (umbes -50 mV), tekib aktsioonipotentsiaal ehk närviimpulss, mis levib mööda aksonit.

Aktsioonipotentsiaali teke on seotud ioonide vahetusega läbi mõnede pingest sõltuvate naatriumi (Na+) ja kaaliumi (K+) kanalite. Naatriumikanalid avanevad esimesena, kui potentsiaal jõuab läviväärtuseni, surudes ioone rakku, mis on negatiivne, ja depolariseerides membraani kiiresti. Naatriumioonide vool membraani sisse põhjustab polaarsuse pöördumise: membraani sees on nüüd positiivse laengu ülejääk ja väljas selle puudus. Nii depolariseerub membraan, kuni saavutab potentsiaali +50 mV, mis on aktsioonipotentsiaali maksimaalne väärtus.

Depolarisatsiooni seisund kestab siiski vaid 1 kuni 2 millisekundit.

Pärast seda sulguvad pingest sõltuvad naatriumikanalid ja avanevad pingest sõltuvad kaaliumikanalid. Viimased avanevad aeglasemalt ja jäävad kauemaks avatuks: K+ ioonid voolavad membraani välisküljele, mis hakkab repolariseeruma, tuues potentsiaali tagasi negatiivsele väärtusele. K+ vool jätkub, tekitades hüperpolarisatsiooni faasi ning potentsiaal muutub puhkepotentsiaalist negatiivsemaks. Lõpuks sulguvad kõik pingest sõltuvad kanalid ja taastub naatrium-kaalium pumba aktiivsus, mis taastab plasma membraani puhkepotentsiaali. Aktsioonipotentsiaali amplituud (umbes +50 mV) ja kestus (umbes 2 millisekundit) on fikseeritud, st need ei sõltu erutuse tugevusest.

Elektriline signaal, mis levib läbi neuroni ja seejärel edastatakse järgmistele neuronitele, toimub järgmise järjestuse kaudu, mis on äärmiselt kiire:

• Tuumas töödeldud elektriline stiimul põhjustab pingest sõltuvate naatriumikanalite avanemise segmendis tuuma lähedal; kui läviväärtus saavutatakse, tekib esimene aktsioonipotentsiaal.
• Depolarisatsioon levib mööda aksonit, põhjustades pingest sõltuvate naatriumikanalite avanemise külgnevates membraani piirkondades; selle tulemusena tekib teine aktsioonipotentsiaal, mis omakorda tekitab kolmanda ja nii edasi.
• Samas piirkonnas, mis depolariseerus esimesena, avanevad pingest sõltuvad kaaliumikanalid, tuues membraani tagasi puhkepotentsiaali.
• Potentsiaalid levivad ainult ühes suunas, sest pärast sulgumist läbivad pingest sõltuvad naatriumikanalid refraktaarperioodi, mille jooksul nad ei saa uuesti avaneda.

Aktsioonipotentsiaali levik müeliinita aksonis: video aadressil: Aktsioonipotentsiaali levik müeliinita aksonis - Animaalne meditsiinifüsioloogia - YouTube

Müeliinkestaga kaetud närvikiud on veekindlamad, kuna kest toimib elektrilise isolaatorina: selle tulemusena toimub depolarisatsioon ja aktsioonipotentsiaali levik ainult nendes lõikudes, kus kest puudub, mida nimetatakse Ranvier’ sõlmedeks. Närvisignaal "hüppab" ühelt sõlmelt teisele kiiremini kui müeliinita kiududes.

Mõtleme koos: Elektrilise signaali edastamine neuronis esmalt ja hiljem teistele neuronitele on kiire ja täpne. Edastamise kiirus ja informatsiooni täpsus on otsustavad tegurid kõigi inimtegevuste korrektseks läbiviimiseks. Kui selles imelises mehhanismis midagi takerdub või peatub, põhjustades neuroloogilise haiguse, on mõju mõjutatud inimeste elukvaliteedile laastav. Uuringud signaali edastamise ja neuronite stimuleerimise toimimise põhimõtete kohta on kõige arenenumate neurotehnoloogiate aluseks, mis kasutavad elektrilist stimulatsiooni ravina. Kas oled kunagi kuulnud elektroodidest, mida kasutatakse halvatud patsientidel, kes on taas kõndima hakanud?