☵ Потенціал дії нейрона: подробиці

З'єднання в живих істотах органічної матерії і металів, використання живої клітини в якості провідника електричного струму не можуть не дивувати. Чим більше подробиць про своє тіло я дізнаюся, тим частіше виникає здивування від простих його дій. Згинання руки може сприйматися не як звичний, майже не помічається процес, а як результат злагодженої роботи м'язів і сухожиль, які отримали команду від мозку, передану по нервових волокнах за допомогою електрики. Роздивляючись смугу глибоко переливається синяви, що виникає на шматку полірованого лабрадориту, який я верчу в руках, я сприймаю випромінюються їм електричні хвилі рецепторами очей. В рецепторах ця інформація кодується у вигляді низки електричних імпульсів. Вона передається в головний мозок, обробляється їм, а результат всього цього - сприйняття таємничо-красивого каменю, що виникають при цьому емоції. Матриця, коротше :)

Разом із захопленням виникає і бажання дізнатися - як це все відбувається, бажання вникати все глибше в подробиці кожного процесу.

Потенціал дії - це той електричний імпульс, якої завдає інформацію від рецепторів до мозку, і за допомогою якого мозок керує тілом. Для його існування необхідні особливо влаштовані клітини, нейрони, мембрани яких обліплені з обох сторін позитивно і негативно зарядженими іонами, які тільки й чекають сигналу, щоб цей електричний імпульс пронести по всій довжині клітини. Основним місцем існування потенціалу дії є аксон нейрона. Дендрити деяких типів нейронів також здатні проводити електричний імпульс.

Досить поглянути на картинку ліворуч, щоб побачити основна відмінність потенціалу спокою від потенціалу дії: коли мембрана знаходиться в стані спокою, на всій її протяжності зовні існує позитивний електричний заряд, а всередині - негативний.

А потенціал дії, що проходить по нейрону від тіла клітини до кінця аксона, являє собою зміну зовнішнього і внутрішнього зарядів клітинної мембрани на невеликій ділянці нейрона: на дуже короткий проміжок часу негативний і позитивний заряди по різним сторонам мембрани міняються місцями.

Виникають питання: що запускає потенціал дії? Яка його фізична природа, що саме відбувається в клітці при його існування? Яким чином він поширюється? Чому він йде тільки в одному напрямку? Як клітка відновлює вихідний потенціал спокою після проходження по ній хвилі збудження?

Отже, перше питання: як виникає потенціал дії? Так як передача сигналів від нейронів-джерел до нейрона-одержувачу, або постсинаптичного нейрона (postsynaptic neuron [pəustsʌɪ'nəptɪk 'njuərɔn]), відбувається в синапсах, що запускає потенціал дії сигнал варто шукати саме там. Через синапс в нейрон приходять сигнальні речовини, але їх надходження не обов'язково означає запуск збудження нейрона. Якби нейрон реагував на дуже малі кількості сигнальних речовин, це було б так само незручно, як мати супер-чутливий вимикач, що спрацьовує, якщо на нього випадково чхнути.

Необхідно досить сильний вплив певних сигнальних речовин, щоб запустити потенціал дії. У реальних умовах на тілі нейрона зазвичай виникають постсинаптические потенціали - тимчасові зміни зарядів мембрани, що викликаються прийшли через синапс сигнальними речовинами.

Постсинаптические потенціали сильно відрізняються від потенціалу дії за своєю природою. Якщо потенціал дії має одну строго певну величину, то величина постсинаптических потенціалів залежить тільки від виду та кількості викликали їх хімічних речовин, переданих через синапси. У той час як потенціали дії, які генеруються різними нейронами, приблизно однакові, постсинаптические потенціали, що виникають в різних вхідних синапсах на одному і тому ж нейроні, сильно відрізняються за величиною і тривалості. В одному синапсі нейрона приходить нервовий імпульс може викликати зміну мембранного потенціалу на 0,1 мВ, а в іншому - на 20 мВ. Крім того, існують як викликають потенціал дії, так і гальмують його сигнали.

Тіло клітини служить своєрідним калькулятором, найпростішим аналоговим комп'ютером, суммирующим всі вступники в нього сигнали у вигляді виникають постсинаптических потенціалів. Аналогові комп'ютери влаштовані дуже просто. Наприклад можна побудувати водяний аналоговий комп'ютер. Якщо з однієї труби в банку вливається три кілограми води, а з іншого в ту ж банку - п'ять, то зваживши банку і з'ясувавши, що ваги показують вагу, рівний восьми кілограмів, ми робимо висновок, що 3 + 5 = 8. На зорі розвитку комп'ютерної техніки використовувалися і водяні, та інші аналогові обчислювальні машини, але найбільш просунутої була, звичайно, машина, яка в точності як і нейрони підсумовує електричні струми. Оператори таких ЕОМ займалися обчисленнями, перетикая штекери з одного гнізда в інше, зливаючи разом різні струми.

Так ось в нейроні відбувається таке ж підсумовування електричних струмів. В процесі цього підсумовування може бути перейдено поріг збудження (excitation threshold [eksaɪ'teɪʃən 'θreʃəld]): буде досягнуто певне значення мембранного потенціалу, яке запускає потенціал дії. Зверни увагу на те, що для досягнення порогу збудження мембранної потенціал повинен збільшуватися. Якщо мембранний потенціал спокою нейрона дорівнює -70 мВ, то його поріг збудження може бути дорівнює -55 мВ. Зниження мембранного потенціалу наприклад до -90 мВ призводить до того, що для подолання порогу збудження потрібно більш сильний вплив, адже він залишається тим самим: -55мВ.

У постсинаптическом нейроне, який отримує сигнали від двох збуджуючих і одного гальмуючого нейронів, можуть існувати різні комбінації сигналів, і далеко не кожна з них призводить до виникнення потенціалу дії.

У першій схемі наведені на зображенні вище зображена ситуація, коли тільки від одного збудливого нейрона приходить слабкий сигнал, якого недостатньо для подолання порогу збудження. Цей сигнал повторюється, але до моменту приходу другого, такого ж слабкого сигналу від того ж аксона збудження мембрани вже досягає потенціалу спокою, і потенціал дії не виникає.

На другий схемі зображено той же самий слабкий сигнал, але приходить з більшою частотою. Саме через збільшення частоти сигналу мембрана не встигає повернутися в стан спокою в проміжку між двома сигналами. В цьому випадку сума залишкового заряду мембрани після першого сигналу і надходить слідом другого сигналу дозволяє подолати поріг збудження нейрона. В цьому випадку біля основи аксона, яке називається аксони горбком (axon hillock [ 'aksɒn' hɪlək]), виникає потенціал дії.

На третій схемі від обох збуджуючих нейронів приходять слабкі сигнали, і їх суми достатньо для запуску потенціалу дії.

Четверта схема показує вплив на постсинаптичні нейрон збуджує і гальмуючого сигналу. При надходженні тільки збудливого сигналу мембранний потенціал незначно збільшується, а при надходженні тільки гальмівного сигналу - знижується. Якщо ці два сигнали приходять одночасно, то вони всього лише знищують один одного, залишаючи мембранний потенціал в стані, близькому до потенціалу спокою. Це нагадує натискання на одну і ту ж двері з різних сторін: окремо кожне вплив могло б відкрити двері або навпаки, прикрити її, але існують одночасно, вони призводять лише до невеликого зсуву її у напрямку дії більшої за модулем сили.

Природа системи така, що навіть малі за величиною постсинаптические потенціали, підсумовуючись, можуть давати великий ефект. Нейрон «складає» підсумки в нього збуджуючі постсинаптичні потенціали, «віднімає» надійшли гальмівні постсинаптичні потенціали, і як тільки буде перейдено поріг збудження, виникає потенціал дії.

Щоб розібратися, що відбувається в клітці під час запуску і проходження потенціалу дії, необхідно перерахувати кожного бере участь гравця і його дія, як було зроблено при описі виникнення мембранного потенціалу спокою в попередньому розділі про потенціал . Отже, дійові особи при створенні потенціалу дії:

1. потенціал-залежні натрієві канали, які були закриті при існуванні мембранного потенціалу спокою, відкриваються, як тільки потенціал досягає порогу збудження. Так як всередині клітини на мембрані існує негативний заряд, то в цей момент через канали туди вриваються притягує їм

2. позитивно заряджені іони натрію (Na +). Саме вони створювали позитивний заряд на зовнішній поверхні мембрани нейрона, і саме в цей момент вони переносять його всередину, залишаючи на зовнішній мембрані негативний заряд, який створюють знаходяться поза клітиною негативно заряджені іони хлору.

3. таким чином іони хлору (Cl-) створюють негативний заряд на зовнішній поверхні мембрани.

Переміщення іонів натрію всередину клітини призводить до різкої зміни зарядів всередині і зовні нейрона. Місце існуючого під час спокою нейрона негативного внутрішнього заряду мембрани займає позитивний заряд іонів натрію. А зовні клітинної мембрани після виходу звідти Na + нарешті може проявити себе Cl-, чий негативний заряд більше не компенсується позитивно зарядженими іонами. Таким чином потенціал клітинної мембрани раптово зростає з -70 до +40 мВ. Саме це підвищення, зване деполяризацией (depolarization [diːpələraɪ'zeɪʃn]), зображено різко йде вгору частиною піку на цій картинці. Таке підвищення мембранного потенціалу є сигналом закрити потенціал-залежні натрієві канали, а також відкриває потенціал-залежні калієві канали, про які раніше ми ще не говорили.

4. потенціал-залежні калієві канали. Вони існують в нейроні на додаток до проточних калієвих каналів, які, як ти напевно пам'ятаєш з минулого розділу про потенціал, не мають воріт і забезпечують постійний відтік калію з клітки, граючи істотну роль у формуванні потенціалу спокою. Так ось виявляється, що є два різновиди калієвих каналів, і зараз ми розглянемо роботу потенціал-залежного калієвого каналу. Відкриваючись після того, як потенціал дії досяг свого піку, потенціал-залежні калієві канали різко збільшують відтік іонів калію з клітки. Існуючий в цей момент усередині нейрона позитивний заряд, що утворився за рахунок притоку Na +, активно випихає позитивно заряджені іони калію (К +) з клітки через обидва види каналів.

Отже, ще раз простежимо ланцюжок подій до цього моменту: потенціал досягає порогу збудження, і цей електричний сигнал призводить до того, що відкрилися потенціал-залежні натрієві канали, іони Na ​​+ ринули всередину, притягує негативно зарядженими протеїнами, сталася деполяризация, тобто різниця зарядів зовні і всередині різко знизилася, і навіть більше того - відсутність позитивно заряджених іонів натрію призвело до виникнення негативного заряду там, де тільки що був позитивний - відбулася зміна полюсів. Дія електричного імпульсу закінчилося, натрієві канали знову закрилися, і стовпилися всередині іони Na ​​+ виштовхнули однойменно заряджені іони К + через що відкрилися потенціал-залежні калієві канали і через проточні калієві канали.

Заряд внутрішньої поверхні клітинної мембрани починає стрімко знижуватися, на схемі цьому відповідає йде вниз частина піка. Таке зниження заряду називається реполяризацією (repolarization [riːpələraɪ'zeɪʃn]), тобто різниця зарядів поза і всередині нейрона знову відновилася, як і було спочатку в стані спокою. Але відновилася саме різниця зарядів, а не іонний склад, її створює. Незважаючи на те, що в кінці реполяризації зовні мембрани утворюється позитивний заряд, рівний позитивного заряду мембрани в стані спокою, до досягнення мембраною стану спокою ще далеко. Адже цей позитивний заряд принесли туди вийшли з клітки іони К +, а при потенціалі спокою його підтримують іони Na ​​+, які в даний момент замкнені всередині клітини, в тому самому місці, де раніше в стані спокою перебували іони калію.

В кінці реполяризації може виникнути зниження мембранного потенціалу навіть нижче його значення для покоїться нейрона, або гиперполяризация (hyperpolarization [ˌhaɪpəpələraɪ'zeɪʃn]). Через короткий проміжок часу вона компенсується додатковим виходом іонів калію з клітки, і настає колишнє, стабільний стан спокою.

Коли мембранний потенціал стає дорівнює потенціалу спокою (-70 мВ), потенціал-залежні калієві канали закриваються. Через проточні калієві канали К + вже не випливає так стрімко, адже його концентрація всередині клітини впала, а зовні знаходиться багато іонів калію. У той же час всередині знаходиться багато іонів натрію, які повинні бути виведені з клітки для того, щоб через неї міг знову пройти потенціал дії.

Відновленням вихідного положення «натрій зовні, калій всередині» займається натрій-калієвий насос, який виводить з клітки три Na + і одночасно проносяться всередину два К +. Про його роботу було розказано в попередньому розділі про потенціал, і він схематично показаний в четвертій частині цієї картинки. Спільні дії натрій-калієвого насоса і проточних калієвих каналів призводять до того, що із зовнішнього боку мембрани знову виникає велика концентрація Na +, а концентрація К + всередині нейрона вище зовнішньої.

Якби працювали тільки проточні калієві канали, то іони калію тільки виходили б з клітки, і було б неможливим підтримувати всередині велику концентрацію К +, ніж зовні. Якби діяли тільки потенціал-залежні натрієві канали, то іони натрію взагалі не могли б покинути клітку після того, як увійшли туди, створюючи потенціал дії. Але натрій-калієвий насос (ну тобто натрій-калієвий канал) вирішує обидві ці проблеми: він виводить назовні Na +, відновлюючи його високу концентрацію зовні. І заганяє всередину пройшли через проточні канали К +, не даючи їм можливості розподілитися по обидва боки мембрани рівномірно, втративши таким чином парціального тиску, необхідного для формування мембранного потенціалу спокою.

Через тисячну частку секунди після того, як реполяризация нейронної мембрани досягла мінімуму, активна робота мембранних каналів відновлює потенціал спокою. Нейрон готовий до проведення наступного потенціалу дії.

5. позитивно заряджені іони кальцію (Ca2 +) відіграють важливу роль у формуванні потенціалу дії лише в деяких нервових клітинах, тому в цьому розділі, що містить загальну для різних нейронів інформацію, вона не буде надано.

На цьому загальний опис переміщення іонів через клітинну мембрану, що перетворює потенціал спокою нейрона в потенціал дії, закінчено. Можна зробити перерву і переварити його разом з чим-небудь смачним, заодно підживити мозок, компенсувавши ті калорії, які він витратив на роботу по обробці всієї цієї інформації.

Поширення потенціалу дії по всій довжині аксона забезпечується тим фактом, що виник при його існування в одній ділянці мембрани нейрона електричний струм збуджує сусідні ділянки, відкриваючи натрієві потенціалзалежні канали та запускаючи вже там потенціал дії. Точніше, електричний струм запускає потенціал дії тільки з одного боку від місця існування попереднього потенціалу. Тому що з іншого боку натрієві канали інактивовані після недавнього відкриття, а без їх участі виникнення потенціалу дії неможливо. Якби не було цього часового проміжку дисфункції між двома відкриттями натрієвих каналів, потенціал дії не міг би поширюватися тільки в одному напрямку. Боротьба, що в результаті ланцюгова реакція відкриття натрієвих каналів забезпечує передачу нервового імпульсу від місця його виникнення до закінчень аксона, що підходять до інших нейронів (або до м'язової клітці).

Схематично цю ланцюгову реакцію можна зобразити так:

Момент часу 1: Електричний струм, що виник на в результаті відкриття потенціал-залежних натрієвих каналів на ділянці 1, збуджує сусідні ділянки мембрани.

Момент часу 2: В результаті цього порушення на ділянці 2 відкриваються потенціал-залежні натрієві канали і виникає потенціал дії, який, в свою чергу, збуджує сусідні ділянки мембрани. На ділянці 1 відкрилися потенціал-залежні калієві канали, що відновлюють мембранний потенціал після проходження потенціалу дії.

Момент часу 3: Електричний струм, что виник в результате Відкриття Потенціал-залежних натрієвих каналів на ділянці 2, віклікав Відкриття таких же каналів на ділянці 3, и Потенціал Дії перейшов туди. На ділянці 1 Потенціал-залежні натрієві канал не змоглі відкрітіся, що не Дивлячись на електричне збудження від ділянки 2, так як смороду були тимчасово інактівовані после создания потенціалу Дії. На ділянці 2 відкрилися потенціал-залежні калієві канали, що відновлюють мембранний потенціал спокою після проходження потенціалу дії.

Ми вже знаємо, що відростки нейронів можуть бути покриті обгорнутими навколо них клітинами нейроглії, або мієлінової оболонкою. Саме вона робить аксон схожим на витягнуту ланцюжок сосисок, про її освіту і функції говорилося в главі 20 . Передача потенціалу збудження по «голим», не вкритих мієлінових клітинами, нервових волокнах відрізняється від його проходження по міелінізірованних аксону. При порівнянні помітні суттєві переваги, що надаються обгорнутими навколо аксона клітинами нейроглії:

1. Економічність. Мембрана аксона під мієліном не має каналів для пропускання іонів, що створюють потенціал дії. Канали існують тільки у вузьких проміжках між гліальними клітинами, які називають перехоплення Ранвье (Ranvier's constriction), і тільки на цих вузьких ділянках аксона виникає потенціал дії. Концентрація іонних каналів в цих перехоплення в 100 разів вище, ніж в мембранах безміелінових волокон, проте для того, щоб забезпечити їх роботу, потрібно значно менше енергії в порівнянні з тим, скільки енергії треба було б для забезпечення іонних каналів, розташованих по всій поверхні «голого» аксона. Крім того, така економічність дозволяє швидше «перезаряджати» аксон для проведення наступного потенціалу дії, тому міелінізірованние волокна здатні передавати сигнали більш високої частоти.

2. Швидкість. За «голому» аксону сигнал передається в кожній його точці. Іонні канали відкриваються в кожній точці його поверхні, один за іншим, що нагадує ретельне, скрупульозне вчитування в текст.
У міелінезірованном аксоні потенціал дії, що виник в одному перехопленні Ранвье, своїм електричним полем дотягується до сусідніх перехоплень, що призводить до виникнення в них нових потенціалів дії. Тобто збудження переходить стрибкоподібно, від одного перехоплення до іншого. У разі пошкодження одного перехоплення Ранвье потенціал дії збуджує наступний після пошкодженого перехоплення, а в разі потреби навіть третій, четвертий і п'ятий за рахунком. Поширення електричного поля на таку довжину можливо через електроізоляції, створюваної мієліновими муфтами: вона зменшує розсіювання електричного поля, яке неминуче для безміелінових волокон.

Таким чином, швидкість поширення потенціалу дії по міелінізірованним волокнам набагато вище в порівнянні з неміелінізірованнимі. Адже за один і той же відрізок часу потенціал дії на «голому» аксоні порушить лише знаходиться безпосередньо поряд ділянку, а потенціал дії на міелінізірованних волокні перестрибне на відстань, рівну відстані між одним або декількома перехопленнями Ранвье:

Діапазон швидкостей передачі потенціалу дії в різних міелінізірованних волокнах дуже широкий: від декількох метрів в секунду до «світового рекорду», встановленого аксоном креветки: він проводить збудження зі швидкістю, що перевищує 200 м / с.

Щоб уявити, наскільки ефективно може бути збільшена швидкість проведення потенціалу дії за рахунок мієлінової оболонки, досить порівняти швидкість його поширення по неміелінізірованним і міелінізірованним волокнам нейронів людини. Якщо взяти швидкість проведення імпульсу в однаково тонких волокнах, то в безмиелиновом волокні вона складе приблизно 1 м / с, а в міелінізірованних 15-20 м / с. У товстих аксонах людини, покритих мієлінової оболонкою, швидкість проведення може досягати 120 м / с.

Отже, підіб'ємо підсумок: передача електричного імпульсу через тіло і відростки нейрона здійснюється за допомогою проходження іонів через клітинну мембрану.

1. спочатку на клітинній мембрані створюється потенціал спокою. Його утворюють позитивно заряджені іони натрію (Na +) зовні клітини і негативно заряджені протеїни всередині клітини. Створюють заряди частинки розташовані дуже близько до клітинної мембрани, адже вони мають різні знаки і притягуються один до одного. Тому потенціал спокою існує тільки біля мембрани, в цілому середовище всередині нейрона і поза ним електрично нейтральна. Крім Na + і негативно заряджених протеїнів, в створенні і підтримці електричного заряду беруть участь позитивно заряджені іони (К +) і негативно заряджені іони хлору (Cl-), теж знаходяться поблизу мембрани. Потенціал спокою дорівнює приблизно -70 мВ (надалі при вказування чисельного значення мембранних потенціалів слово «приблизно» буде опускатися).

2. коли нейрон через синапси отримує сигнали від інших нейронів, під їх впливом на мембрані тіла нейрона починають виникати постсинаптические потенціали, тобто зміни величини електричних зарядів на внутрішній і зовнішній поверхнях мембрани. Під впливом цих сигналів внутрішній негативний заряд і зовнішній позитивний можуть збільшуватися або зменшуватися на різні величини. І нейрон виступає в ролі калькулятора, підсумовує ці дії.

3. підсумком підсумовування постсинаптических потенціалів може бути продовження перебування нейрона в стані спокою. Але якщо сума дійде до значення, званого порогом збудження, то в аксонів горбочку (утолщении тіла нейрона біля основи аксона) виникне потенціал дії.

4. в створенні потенціалу дії головну роль грає клітинна мембрана. Вона регулює проходження через неї іонів (всіх перерахованих, крім негативно заряджених протеїнів, які не можуть залишати межі клітини), відкриваючи й закриваючи спеціалізовані канали, здатні проводити тільки певні іони.

5. коли мембрана нейрона переходить поріг збудження, в ній відкриваються потенціал-залежні натрієві канали. Зникає то перешкода, яке відділяло позитивно заряджені Na + від притягують їх негативно заряджених протеїнів, і Na + спрямовуються всередину клітини. Таким чином зовнішній позитивний заряд переноситься всередину клітини, а зовні залишається негативний заряд, створюваний іонами Cl-. Відбувається зміна мембранного потенціалу від потенціалу спокою, рівного -70 мВ, до +40 мВ, і це називають потенціалом дії. Важливо розуміти, що це зміна потенціалу відбувається тільки на тій ділянці мембрани, де відкрилися потенціал-залежні натрієві канали.

6. У момент досягнення мембраною потенціалу в 40 мВ потенціал-залежні натрієві канали закриваються, і на цій же ділянці відкриваються потенціал-залежні калієві канали. Зовні в цей момент існує негативний заряд, а всередині - позитивний, створюваний ввійшли туди іонами Na + і вже знаходяться там у великій кількості іонами К +. Іони калію випихають в навколишнє нейрон середу через що відкрилися канали, що різко знижує внутрішній заряд мембрани і збільшує зовнішній. По обидва боки мембрани створюються заряди тієї ж величини, які зазвичай підтримують потенціал спокою. Але цей стан клітини відрізняється від потенціалу спокою тим, що іони калію і натрію знаходяться не на своїх місцях: Na + знаходиться всередині, а К + зовні. Знову ж все описане стосується лише одного місця на мембрані, в якому тільки що перестав існувати потенціал дії.

7. Щоб перемістити позитивно заряджені іони Na ​​+ і К + по потрібні для підтримки потенціалу спокою боку мембрани, використовується натрій-калієвий насос. І це дію теж стосується обмеженого ділянки мембрани: того, де тільки що закрилися потенціал-залежні калієві канали.

Один цикл роботи натрій-калієвого насоса полягає в тому, що він захоплює зсередини клітини три іона Na +, переміщує їх назовні, де захоплює два іона К + і переміщує їх всередину. Тобто канал обмінює три іона Na + на два іона К +, причому Na + можуть переміщатися тільки назовні, а К + тільки всередину клітини. Таким чином відновлюється вихідна концентрація натрію на зовнішній стороні мембрани і калію на внутрішній. Натрій-калієвий насос виводить з клітки три позитивно заряджених іона, а вводить в неї тільки два. Отже, при кожному його циклі внутрішній позитивний заряд мембрани зменшується, а зовнішній збільшується. До того ж і випливають іони калію забирають зсередини назовні свої позитивні заряди. Виникає питання: якщо потенціал мембрани вже і так був дорівнює потенціалу спокою після входу іонів калію всередину клітини, навіщо його знижувати ще сильніше? Відповідь полягає в тому, що крім згаданих тут іонів, існують і інші, чия участь у формуванні потенціалу спокою менш істотно, і саме для компенсації їх впливу необхідно таке вирівнювання мембранного потенціалу. Підсумком цього процесу є досягнення мембранного потенціалу спокою: заряд внутрішньої сторони мембрани негативний, зовнішньої позитивний, різниця потенціалів дорівнює -70 мВ.

8. Отже, в тому місці клітинної мембрани, де всього три кроки назад існував потенціал дії, знову панує потенціал спокою. Але потенціал дії не пройшов безслідно: його існування (описане в пункті 5) створило електричне поле, яка порушила сусідні з ним частини мембрани. З одного боку (у напрямку до кінця аксона) це порушення викликало відкриття потенціал-залежних натрієвих каналів, запустивши вже на новій ділянці потенціал дії. Який в свою чергу породжує електричне поле, що запускає наступний потенціал дії, і цей цикл повторюється по всій довжині аксона, від його заснування до кінців, просоедіненних до наступних в нервової ланцюга клітинам.

З іншого боку від потенціалу дії, ближче до тіла нейрона, незважаючи на вплив електричного поля потенціал дії не виникає. Тому що потенціал-залежні натрієві канали на цій ділянці зовсім недавно відкривалися, і на деякий час вони інактивовані. Саме ця пауза в їх роботі забезпечує поширення потенціалу дії тільки в одному напрямку.

9. Будь-який сигнал, будь то передача інформації від сенсорного нейрона в мозок, або команда мозку, що йде до мотонейронів, передається однаковими за величиною потенціалами дії. Результат потенціалу дії (поява сприйняття запаху, обумовлене роботою сенсорних нейронів, або переміщення тіла ближче до його джерела в результаті злагодженої роботи мотонейронів) залежить виключно від того, в яку нервову ланцюг включений нейрон, цей потенціал передає. Для передачі інтенсивності сигналу (сили запаху або величини скорочення м'язи) використовується частота, з якою потенціали дії передаються по нейрона. Слабкий сигнал передається рідкісними, а сильний - частими потенціалами дії.

10. миелиновая оболонка навколо відростків нейрона підвищує швидкість поширення потенціалу дії за рахунок того, що сигнал передається на велику відстань, рівну ширині однієї оберненої навколо відростка клітини нейроглії, а не на безпосередньо прилеглий до порушеної ділянку, як це відбувається у безміелінових волокон.