Jak neurony komunikują się ze sobą?
Neurony komunikują się w strukturach zwanych synapsami w procesie zwanym transmisją synaptyczną. Synapsa składa się z dwóch neuronów, z których jeden wysyła informacje do drugiego. Neuron wysyłający jest znany jako neuron presynaptyczny (tj. przed synapsą), podczas gdy neuron odbierający jest znany jako neuron postsynaptyczny (tj. po synapsie). Chociaż przepływ informacji w mózgu odbywa się dzięki aktywności elektrycznej, komunikacja między neuronami jest procesem chemicznym. Kiedy potencjał czynnościowy dociera do synapsy, pory w błonie komórkowej otwierają się, umożliwiając napływ jonów wapnia (dodatnio naładowanych atomów wapnia) do terminala presynaptycznego. Powoduje to uwolnienie małego „pakietu” chemicznego neuroprzekaźnika do małej szczeliny pomiędzy dwoma komórkami, zwanej szczeliną synaptyczną. Neuroprzekaźnik dyfunduje przez szczelinę synaptyczną i wchodzi w interakcję z wyspecjalizowanymi białkami zwanymi receptorami, które są wbudowane w błonę postsynaptyczną. Receptory te są kanałami jonowymi, które pozwalają pewnym rodzajom jonów (naładowanych atomów) na przejście przez por w ich strukturze. Por jest otwierany po interakcji z neuroprzekaźnikiem, co umożliwia napływ jonów do terminala postsynaptycznego, które są propagowane wzdłuż dendrytu w kierunku somy. Aby obejrzeć animację z komentarzem, kliknij tutaj.
Przekaz synaptyczny może być pobudzający lub hamujący
Neurotransmisja może być albo pobudzająca, tzn. zwiększa możliwość wyzwolenia potencjału czynnościowego przez neuron postsynaptyczny, albo hamująca. W tym przypadku sygnał hamujący zmniejsza prawdopodobieństwo wygenerowania potencjału czynnościowego w następstwie pobudzenia.Jak więc działa hamowanie?
No cóż, tutaj sprawy stają się nieco bardziej skomplikowane! Widzieliśmy, że potencjał czynnościowy jest propagowany przez krawędź wiodącą fali depolaryzacji aktywującej kanały sodowe w dalszej części aksonu. Widzieliśmy również, że aktywacja tych kanałów sodowych jest osiągana przez niewielką depolaryzację błony neuronu.
Ale co by się stało, gdyby potencjał błony został ustabilizowany? Depolaryzacja wewnątrz aksonu neuronu uległaby rozproszeniu, a potencjał czynnościowy nie mógłby się dalej rozchodzić, czyli zostałby zahamowany. Ta stabilizacja potencjału błonowego jest osiągana przez napływ ujemnie naładowanych jonów chlorkowych, na które nie ma wpływu fala depolaryzacji schodząca w dół aksonu. Dawniej odpowiada to odpływowi dodatnio naładowanych jonów sodowych. Jest to więc jak przebijanie dziury w wężu, aby woda wyciekła przez przebicie i nie dostała się do zraszacza!
Confused? Hmmmm… Cóż, możemy na to spojrzeć w ten sposób – ujemnie naładowane jony chlorkowe zniosą dodatnio naładowane jony sodowe, stąd brak depolaryzacji i propagacji potencjału czynnościowego!