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Das menschliche Gehirn hat ungefähr 100 Milliarden Nervenzellen. Nervenzellen sind auch im Rückenmark zu finden. Gehirn und Rückenmark bilden zusammen das Zentralnervensystem (ZNS). Jede Nervenzelle wird als Neuron bezeichnet und besteht aus einem Zellkörper, der seine Aktivitäten steuert. Dendriten, kleine, verzweigte Erweiterungen, die Signale von anderen Neuronen empfangen, um sie an den Zellkörper zu übertragen; und das Axon, eine lange Verlängerung des Zellkörpers, entlang der sich elektrische Signale ausbreiten. Solche Signale verbinden nicht nur Gehirn und Rückenmark, sondern transportieren auch Impulse zu Muskeln und Drüsen. Das elektrische Signal, das durch ein Axon fließt, wird als Nervenimpuls bezeichnet.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Nervenimpulse sind elektrische Signale, die sich über ein Axon ausbreiten.
Neurotransmission
Neurotransmission ist der Prozess der Übertragung dieser Signale von einer Zelle zur anderen. Dieser Prozess stimuliert die Membran eines Neurons und dieses Neuron muss ein anderes Neuron signalisieren, das im Wesentlichen in einer Kette von Neuronen arbeitet, damit die Informationen schnell zum Gehirn gelangen.
Dieser Nervenimpuls wandert durch das Axon des empfangenden Neurons. Sobald Dendriten des nächsten Neurons diese "s" erhalten, können sie sie über einen anderen Nervenimpuls an andere Neuronen übertragen. Die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, hängt davon ab, ob das Axon mit der isolierenden Substanz Myelin bedeckt ist oder nicht. Myelinscheiden werden von Gliazellen, die als Schwann-Zellen im peripheren Nervensystem (PNS) bezeichnet werden, und Oligodendrozyten im ZNS produziert. Diese Gliazellen wickeln sich um die Länge des Axons und lassen Lücken zwischen sich, die als Knoten von Ranvier bezeichnet werden. Diese Myelinscheiden können die Geschwindigkeit, mit der sich Nervenimpulse ausbreiten können, erheblich erhöhen. Die schnellsten Nervenimpulse können mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 400 km / h übertragen werden.
Ruhe- und Handlungspotential
Neuronen und tatsächlich alle Zellen behalten ein Membranpotential bei, das der Unterschied im elektrischen Feld innerhalb und außerhalb der Zellmembran ist. Wenn eine Membran ruht oder nicht stimuliert wird, spricht man von einem Ruhepotential. Ionen in der Zelle, insbesondere Kalium, Natrium und Chlor, halten das elektrische Gleichgewicht aufrecht. Axone sind auf das Öffnen und Schließen von spannungsgesteuerten Natrium- und Kaliumkanälen angewiesen, um elektrische Signale zu leiten, zu senden und zu empfangen.
Im Ruhepotential befinden sich mehr Kaliumionen (oder K + -Ionen) in der Zelle als außerhalb und es befinden sich mehr Natriumionen (Na +) und Chlorionen (Cl-) außerhalb der Zelle. Die Zellmembran eines stimulierten Neurons wird verändert oder depolarisiert, sodass Na + -Ionen in das Axon fließen können. Diese positive Ladung innerhalb des Neurons nennt man Aktionspotential. Der Zyklus eines Aktionspotentials dauert ein bis zwei Millisekunden. Schließlich ist die Ladung im Axon positiv und die Membran wird wieder durchlässiger für K + -Ionen. Die Membran wird repolarisiert. Diese Reihen von Ruhe- und Aktionspotentialen transportieren den elektrischen Nervenimpuls entlang der Länge des Axons.
Neurotransmitter
Am Ende des Axons muss das elektrische Signal des Nervenimpulses in ein chemisches Signal umgewandelt werden. Diese chemischen Signale werden Neurotransmitter genannt. Damit diese Signale zu anderen Neuronen weitergeleitet werden, müssen die Neurotransmitter über den Raum zwischen dem Axon zu den Dendriten eines anderen Neurons diffundieren. Dieser Raum wird als Synapse bezeichnet.
Der Nervenimpuls veranlasst das Axon, Neurotransmitter zu erzeugen, die dann in die synaptische Lücke fließen. Die Neurotransmitter diffundieren über die Lücke und binden dann an chemische Rezeptoren an den Dendriten des nächsten Neurons. Diese Neurotransmitter können es Ionen ermöglichen, in das Neuron hinein und aus ihm heraus zu gelangen. Das nächste Neuron wird entweder stimuliert oder gehemmt. Nachdem Neurotransmitter empfangen wurden, können sie entweder abgebaut oder resorbiert werden. Die Reabsorption ermöglicht die Wiederverwendung von Neurotransmittern.
Der Nervenimpuls ermöglicht diesen Kommunikationsprozess zwischen Zellen, entweder zu anderen Neuronen oder zu Zellen an anderen Orten wie dem Skelett und dem Herzmuskel. Auf diese Weise lenken Nervenimpulse das Nervensystem schnell zur Steuerung des Körpers.