Hersenen en zenuwen communiceren via elektrische en chemische signalen. Het proces omvat:

1. Generatie van een elektrisch signaal:Wanneer een stimulus, zoals het aanraken van iets warms, wordt gedetecteerd door sensorische receptoren, wordt deze omgezet in een elektrisch signaal. Dit gebeurt wanneer ionenkanalen in de sensorische neuronen zich openen, waardoor de ionenstroom mogelijk wordt, wat leidt tot een verandering in het membraanpotentiaal van het neuron.

2. Actiepotentiaal:Het elektrische signaal, een actiepotentiaal genoemd, wordt gegenereerd wanneer de verandering in membraanpotentiaal een drempel bereikt. Dit veroorzaakt een snelle instroom van natriumionen in het neuron en een uitstroom van kaliumionen uit het neuron, waardoor het membraan van het neuron verder wordt gedepolariseerd.

3. Voortplanting:Het actiepotentiaal beweegt zich vervolgens langs het neuron terwijl de depolarisatiegolf zich voortzet langs de lengte van het neuron en van de ene sectie naar de andere springt. Deze voortplanting wordt mogelijk gemaakt door spanningsafhankelijke ionenkanalen die openen en sluiten als reactie op veranderingen in de membraanpotentiaal.

4. Synaps:Wanneer het actiepotentiaal de synaps bereikt (de kruising tussen twee neuronen), veroorzaakt dit de afgifte van neurotransmitters. Deze neurotransmitters fungeren als chemische boodschappers die zich binden aan receptoren op het postsynaptische neuron.

5. Binding van neurotransmitters en ionenstroom:De binding van neurotransmitters aan receptoren op het postsynaptische neuron zorgt ervoor dat ionkanalen openen of sluiten, wat leidt tot een verandering in het membraanpotentieel. Dit kan resulteren in een exciterend of remmend effect op het postsynaptische neuron, afhankelijk van de specifieke combinatie van neurotransmitter en receptor.

6. Signaaloverdracht:Als het membraanpotentieel van het postsynaptische neuron de drempel bereikt, wordt er in dat neuron een actiepotentiaal gegenereerd. Dit proces van elektrische en chemische signaaloverdracht gaat door via meerdere neuronen en over verschillende hersengebieden en zenuwen in het lichaam, waardoor de coördinatie van acties en reacties op stimuli mogelijk wordt.

7. Integratie en respons:De convergentie van signalen van meerdere neuronen en de integratie van deze inputs vindt plaats in de hersenen. Afhankelijk van het patroon en de sterkte van deze signalen worden passende motorische reacties of andere acties geïnitieerd.

Over het geheel genomen maakt het ingewikkelde samenspel van elektrische en chemische signalen communicatie mogelijk tussen de hersenen, zenuwen en verschillende delen van het lichaam, waardoor beweging, zintuiglijke waarneming, cognitie en een breed scala aan fysiologische processen worden vergemakkelijkt.