El sistema nervioso humano actúa como una especie de coordinador en nuestro cuerpo. Transmite comandos desde el cerebro a los músculos, órganos, tejidos y procesa las señales que provienen de ellos. Un impulso nervioso se utiliza como una especie de portador de datos. ¿Qué representa? ¿A qué velocidad funciona? Estas y otras preguntas pueden responderse en este artículo.
¿Qué es un impulso nervioso?
Este es el nombre de la onda de excitación que se propaga a través de las fibras como respuesta a la estimulación de las neuronas. Gracias a este mecanismo, la información se transmite desde varios receptores al sistema nervioso central. Y de ella, a su vez, a diferentes órganos (músculos y glándulas). Pero, ¿qué es este proceso a nivel fisiológico? El mecanismo de transmisión de un impulso nervioso es que las membranas de las neuronas pueden cambiar su potencial electroquímico. Y el proceso que nos interesa tiene lugar en el área de las sinapsis. La velocidad de un impulso nervioso puede variar de 3 a 12 metros por segundo. Hablaremos más al respecto, así como de los factores que influyen en él.
Investigación de estructura y obra
Por primera vez, el alemán demostró el paso de un impulso nerviosocientíficos E. Goering y G. Helmholtz en el ejemplo de una rana. A su vez, se comprobó que la señal bioeléctrica se propaga a la velocidad indicada anteriormente. En general, esto es posible debido a la construcción especial de las fibras nerviosas. De alguna manera, se asemejan a un cable eléctrico. Entonces, si trazamos paralelos con él, los conductores son los axones y los aislantes son sus vainas de mielina (son la membrana de la célula de Schwann, que está enrollada en varias capas). Además, la velocidad del impulso nervioso depende principalmente del diámetro de las fibras. El segundo más importante es la calidad del aislamiento eléctrico. Por cierto, el cuerpo utiliza la lipoproteína de mielina, que tiene las propiedades de un dieléctrico, como material. Ceteris paribus, cuanto mayor sea su capa, más rápido pasarán los impulsos nerviosos. Incluso por el momento no se puede decir que este sistema haya sido completamente investigado. Mucho de lo que se relaciona con los nervios y los impulsos sigue siendo un misterio y un tema de investigación.
Características de la estructura y funcionamiento
Si hablamos del recorrido de un impulso nervioso, cabe señalar que la vaina de mielina no recubre la fibra en toda su longitud. Las características del diseño son tales que la situación actual se puede comparar mejor con la creación de manguitos cerámicos aislantes que se ensartan firmemente en la varilla de un cable eléctrico (aunque en este caso en el axón). Como resultado, hay pequeñas áreas eléctricas no aisladas desde las cuales la corriente de iones puede fluir fácilmente.axón al medio ambiente (o viceversa). Esto irrita la membrana. Como resultado, se provoca la generación de un potencial de acción en áreas que no están aisladas. Este proceso se llama el intercepto de Ranvier. La presencia de tal mecanismo hace posible que el impulso nervioso se propague mucho más rápido. Hablemos de esto con ejemplos. Por lo tanto, la velocidad de conducción del impulso nervioso en una fibra mielínica gruesa, cuyo diámetro fluctúa entre 10 y 20 micrones, es de 70 a 120 metros por segundo. Mientras que para aquellos que tienen una estructura subóptima, ¡esta cifra es 60 veces menor!
¿Dónde se fabrican?
Los impulsos nerviosos se originan en las neuronas. La capacidad de crear tales "mensajes" es una de sus principales propiedades. El impulso nervioso asegura la rápida propagación del mismo tipo de señales a lo largo de los axones a lo largo de una larga distancia. Por lo tanto, es el medio más importante del cuerpo para el intercambio de información en él. Los datos sobre la irritación se transmiten cambiando la frecuencia de su repetición. Aquí funciona un complejo sistema de publicaciones periódicas, que pueden contar cientos de impulsos nerviosos en un segundo. De acuerdo con un principio algo similar, aunque mucho más complicado, la electrónica de la computadora funciona. Entonces, cuando los impulsos nerviosos surgen en las neuronas, se codifican de cierta manera y solo entonces se transmiten. En este caso, la información se agrupa en "paquetes" especiales, que tienen diferente número y naturaleza de la secuencia. Todo esto, en conjunto, es la base de la actividad eléctrica rítmica de nuestro cerebro, que puede ser registrada gracias aelectroencefalograma.
Tipos de celdas
Hablando de la secuencia del paso de un impulso nervioso, no se pueden ignorar las células nerviosas (neuronas) a través de las cuales se produce la transmisión de señales eléctricas. Así, gracias a ellos, diferentes partes de nuestro cuerpo intercambian información. Según su estructura y funcionalidad se distinguen tres tipos:
- Receptor (sensible). Codifican y convierten en impulsos nerviosos todos los estímulos térmicos, químicos, sonoros, mecánicos y luminosos.
- Inserción (también llamado director o cierre). Sirven para procesar y cambiar impulsos. El mayor número de ellos se encuentra en el cerebro humano y la médula espinal.
- Efectivo (motor). Reciben órdenes del sistema nervioso central para realizar ciertas acciones (bajo el sol brillante, cerrar los ojos con la mano, etc.).
Cada neurona tiene un cuerpo celular y un proceso. El camino de un impulso nervioso a través del cuerpo comienza precisamente con este último. Los procesos son de dos tipos:
- Dendritas. Se les encomienda la función de percibir la irritación de los receptores que se encuentran en ellos.
- Axones. Gracias a ellos, los impulsos nerviosos se transmiten desde las células hasta el órgano en funcionamiento.
Aspecto interesante de la actividad
Hablando de la conducción de un impulso nervioso por parte de las células, es difícil no hablar de un momento interesante. Entonces, cuando están en reposo, entonces, digamospor lo tanto, la bomba de sodio-potasio se dedica al movimiento de iones de tal manera que se logra el efecto de agua dulce en el interior y salada en el exterior. Debido al desequilibrio resultante de la diferencia de potencial a través de la membrana, se pueden observar hasta 70 milivoltios. A modo de comparación, esto es el 5% de las pilas AA convencionales. Pero tan pronto como cambia el estado de la celda, el equilibrio resultante se altera y los iones comienzan a cambiar de lugar. Esto sucede cuando el camino de un impulso nervioso pasa a través de él. Debido a la acción activa de los iones, esta acción también se denomina potencial de acción. Cuando alcanza un cierto valor, comienzan los procesos inversos y la celda alcanza un estado de reposo.
Acerca del potencial de acción
Hablando de conversión y propagación de impulsos nerviosos, debe tenerse en cuenta que podría ser unos miserables milímetros por segundo. Luego, las señales de la mano al cerebro llegarían en minutos, lo que claramente no es bueno. Aquí es donde la vaina de mielina discutida anteriormente juega su papel en el fortalecimiento del potencial de acción. Y todos sus "pases" están colocados de tal manera que solo tienen un efecto positivo en la velocidad de transmisión de la señal. Entonces, cuando un impulso llega al final de la parte principal de un cuerpo de axón, se transmite a la siguiente célula o (si hablamos del cerebro) a numerosas ramas de neuronas. En estos últimos casos, funciona un principio ligeramente diferente.
¿Cómo funciona todo en el cerebro?
Hablemos de qué secuencia de transmisión de impulsos nerviosos funciona en las partes más importantes de nuestro sistema nervioso central. Aquí, las neuronas están separadas de sus vecinas por pequeños espacios, que se denominan sinapsis. El potencial de acción no puede cruzarlos, por lo que busca otra forma de llegar a la siguiente célula nerviosa. Al final de cada proceso hay pequeños sacos llamados vesículas presinápticas. Cada uno de ellos contiene compuestos especiales: neurotransmisores. Cuando les llega un potencial de acción, se liberan moléculas de los sacos. Atraviesan la sinapsis y se unen a receptores moleculares especiales que se encuentran en la membrana. En este caso, el equilibrio se altera y, probablemente, aparece un nuevo potencial de acción. Esto aún no se sabe con certeza, los neurofisiólogos están estudiando el tema hasta el día de hoy.
El trabajo de los neurotransmisores
Cuando transmiten impulsos nerviosos, hay varias opciones de lo que les sucederá:
- Se difundirán.
- Sufrirá descomposición química.
- Vuelve a sus burbujas (esto se llama recuperar).
A finales del siglo XX se hizo un descubrimiento sorprendente. Los científicos han aprendido que las drogas que afectan los neurotransmisores (así como su liberación y recaptación) pueden cambiar el estado mental de una persona de manera fundamental. Entonces, por ejemplo, varios antidepresivos como Prozac bloquean la recaptación de serotonina. Hay algunas razones para creer que una deficiencia en el neurotransmisor cerebral dopamina es el culpable de la enfermedad de Parkinson.
Ahora los investigadores que estudian los estados límite de la psique humana están tratando de descubrir cómoTodo afecta la mente de una persona. Mientras tanto, no tenemos respuesta a una pregunta tan fundamental: ¿qué hace que una neurona cree un potencial de acción? Hasta el momento, el mecanismo de "lanzamiento" de esta celda es un secreto para nosotros. Particularmente interesante desde el punto de vista de este acertijo es el trabajo de las neuronas en el cerebro principal.
En resumen, pueden trabajar con miles de neurotransmisores que envían sus vecinos. Los detalles sobre el procesamiento e integración de este tipo de impulsos son casi desconocidos para nosotros. Aunque muchos grupos de investigación están trabajando en esto. Por el momento, resultó descubrir que todos los impulsos recibidos están integrados y la neurona toma una decisión: si es necesario mantener el potencial de acción y transmitirlo más. El funcionamiento del cerebro humano se basa en este proceso fundamental. Bueno, entonces no es de extrañar que no sepamos la respuesta a este acertijo.
Algunas características teóricas
En el artículo, "impulso nervioso" y "potencial de acción" se usaron como sinónimos. En teoría, esto es cierto, aunque en algunos casos es necesario tener en cuenta algunas características. Entonces, si entra en detalles, entonces el potencial de acción es solo una parte del impulso nervioso. Con un examen detallado de los libros científicos, puede descubrir que esto es solo el cambio en la carga de la membrana de positiva a negativa, y viceversa. Mientras que un impulso nervioso se entiende como un proceso estructural y electroquímico complejo. Se propaga a través de la membrana de la neurona como una ola viajera de cambios. Potenciallas acciones son solo un componente eléctrico en la composición de un impulso nervioso. Caracteriza los cambios que ocurren con la carga de una sección local de la membrana.
¿Dónde se generan los impulsos nerviosos?
¿Dónde comienzan su viaje? La respuesta a esta pregunta puede darla cualquier estudiante que haya estudiado diligentemente la fisiología de la excitación. Hay cuatro opciones:
- Terminación receptora de la dendrita. Si existe (que no es un hecho), entonces es posible la presencia de un estímulo adecuado, que creará primero un potencial generador y luego un impulso nervioso. Los receptores del dolor funcionan de manera similar.
- La membrana de la sinapsis excitadora. Como regla, esto es posible solo si hay una fuerte irritación o su suma.
- Zona de activación dentrid. En este caso, los potenciales postsinápticos excitatorios locales se forman como respuesta a un estímulo. Si el primer nodo de Ranvier está mielinizado, entonces se resumen en él. Debido a la presencia de una sección de la membrana allí, que tiene una mayor sensibilidad, aquí se produce un impulso nervioso.
- Loma del axón. Este es el nombre del lugar donde comienza el axón. El montículo es el más común para crear impulsos en una neurona. En todos los demás lugares que se consideraron anteriormente, su ocurrencia es mucho menos probable. Esto se debe al hecho de que aquí la membrana tiene una mayor sensibilidad, así como un nivel crítico más bajo de despolarización. Por lo tanto, cuando comienza la suma de numerosos potenciales postsinápticos excitatorios, el montículo reacciona a ellos en primer lugar.
Ejemplo de propagación de la excitación
Contar en términos médicos puede causar malentendidos en ciertos puntos. Para eliminar esto, vale la pena repasar brevemente el conocimiento declarado. Tomemos un incendio como ejemplo.
Recuerde los boletines de noticias del verano pasado (que también se volverán a escuchar pronto). ¡El fuego se está extendiendo! Al mismo tiempo, los árboles y arbustos que se queman permanecen en sus lugares. Pero el frente del fuego se aleja cada vez más del lugar donde estaba el fuego. El sistema nervioso funciona de manera similar.
A menudo es necesario calmar el sistema nervioso que ha comenzado a excitarse. Pero esto no es tan fácil de hacer, como en el caso de un incendio. Para ello, realizan una intervención artificial en el trabajo de una neurona (con fines medicinales) o utilizan diversos medios fisiológicos. Se puede comparar con echar agua al fuego.
