En neuron (en nervecelle) er nervesystemets grundlæggende byggesten. Når neuroner transmitterer signaler gennem kroppen, involverer en del af transmissionsprocessen en elektrisk impuls kaldet et handlingspotentiale.
Denne proces, som finder sted under affyringen af neuronerne, gør det muligt for en nervecelle at transmittere et elektrisk signal ned ad axonen (en del af neuronen, der bærer nerveimpulser væk fra cellekroppen) mod andre celler. Dette sender en besked til musklerne for at fremkalde et svar.
Sig for eksempel, at du vil tage et glas, så du kan tage en drink vand. Handlingspotentialet spiller en nøglerolle i at bære denne besked fra hjernen til hånden.
Før handlingspotentialet
Når en neuron ikke sender signaler, har neuronens inderside en negativ ladning i forhold til den positive ladning uden for cellen.
Elektrisk ladede atomer kendt som ioner opretholder den positive og negative ladningsbalance. Calcium indeholder to positive ladninger, natrium og kalium indeholder en positiv ladning, og chlorid indeholder en negativ ladning.
I hvile tillader neuronens cellemembran, at visse ioner passerer, mens de forhindrer eller begrænser andre ioner i at bevæge sig. I denne tilstand kan natrium- og kaliumioner ikke let passere gennem membranen. Kloridioner er imidlertid i stand til frit at krydse membranen. De negative ioner inde i cellen er ude af stand til at krydse barrieren.
Neuronets hvilepotentiale refererer til forskellen mellem spændingen inden i og uden for neuronen. Hvilepotentialet for den gennemsnitlige neuron er omkring -70 millivolt, hvilket indikerer, at den indvendige del af cellen er 70 millivolt mindre end den udvendige del af cellen.
På dette tidspunkt har hjernen endnu ikke sendt beskeden til hånden for at tage glasset op, men neuronen er klar til at modtage signalet.
Under handlingspotentialet
Du har besluttet, at du er tørstig og gerne vil have en drink vand. Din hjerne starter begivenhedskæden for at sende en besked til musklerne i din hånd om, at du har brug for at tage glasset op.
Når en nerveimpuls (som er hvordan neuroner kommunikerer med hinanden) sendes ud fra en cellekrop, åbnes natriumkanalerne i cellemembranen, og de positive natriumceller strømmer ind i cellen.
Når cellen når en bestemt tærskel, udløses et handlingspotentiale og sender det elektriske signal ned ad axonen. Natriumkanalerne spiller en rolle i at generere handlingspotentialet i ophidsede celler og aktivere en transmission langs axonen.
Handlingspotentialer sker enten, eller de gør det ikke; der er ikke sådan noget som en "delvis" affyring af en neuron. Dette princip er kendt som alt-eller-ingen-loven.
Dette betyder, at neuroner altid affyrer på deres fulde styrke. Dette sikrer, at signalets fulde intensitet føres ned i nervefibren og overføres til den næste celle, og at signalet ikke svækkes eller går tabt, jo længere det bevæger sig fra kilden.
Meddelelsen fra hjernen bevæger sig nu ned ad nerverne til musklerne i hånden.
Efter handlingspotentialet
Efter at neuronen har fyret, er der en ildfast periode, hvor et andet handlingspotentiale ikke er muligt. Den ildfaste periode varer normalt et millisekund.
I løbet af denne tid åbner kaliumkanalerne igen, og natriumkanalerne lukkes, hvorved neuronen gradvis returneres til sit hvilepotentiale. Når neuronen er "genopladet", er det muligt for et andet handlingspotentiale at forekomme og transmittere signalet ned ad axonens længde.
Gennem denne kontinuerlige fyringsproces og derefter genopladning er neuronerne i stand til at bære beskeden fra hjernen for at fortælle musklerne, hvad de skal gøre - hold glasset, tag en slurk eller læg det ned.