Het proces van informatieoverdracht in neuronen, vaak impulsoverdracht genoemd, omvat verschillende belangrijke stappen en mechanismen binnen het neuron. Hier is een overzicht van hoe neuronen impulsen overbrengen:

Rustmembraanpotentieel:

- Neuronen behouden een rustmembraanpotentiaal, wat een verschil in elektrische lading over hun celmembraan is. Dit potentieel wordt tot stand gebracht en in stand gehouden door ionenconcentratiegradiënten en specifieke ionenkanalen in het membraan.

Generering van actiepotentieel:

1. Depolarisatie :Wanneer een stimulus sterk genoeg is om het drempelpotentieel van het neuron te overwinnen, ondergaat het neuron depolarisatie. Tijdens deze fase wordt de membraanpotentiaal snel minder negatief (d.w.z. positiever) als gevolg van het openen van spanningsafhankelijke natriumkanalen (Na+). Natriumionen dringen het neuron binnen, waardoor het membraan verder wordt gedepolariseerd.

2. Actiepotentieel :De depolarisatie bereikt een piek en veroorzaakt een actiepotentiaal. Tijdens deze fase keert het membraanpotentiaal snel om en wordt het positiever dan het rustpotentieel. De instroom van natriumionen zorgt ervoor dat het membraan zeer permeabel wordt voor natrium.

3. Repolarisatie :Na de piek van het actiepotentiaal begint het membraanpotentiaal te repolariseren en keert terug naar zijn rustpotentiaal. Spanningsafhankelijke kaliumkanalen (K+) gaan open, waardoor kaliumionen uit het neuron kunnen stromen en het membraan opnieuw wordt gepolariseerd.

Refractaire perioden:

- Absolute refractaire periode :Tijdens de absolute refractaire periode reageert een neuron volledig niet op verdere stimuli. De natriumkanalen zijn geïnactiveerd en het membraan kan geen nieuw actiepotentiaal genereren.

- Relatieve refractaire periode :In deze fase reageert het neuron minder op stimuli vergeleken met zijn rusttoestand. Sommige natriumkanalen zijn nog steeds geïnactiveerd, maar de kans is groter dat het membraan een actiepotentiaal genereert als er een stimulus wordt ontvangen die sterk genoeg is.

Verspreiding van het actiepotentieel:

- Het actiepotentiaal plant zich voort langs het axon, weg van het cellichaam van het neuron. De depolarisatiegolf zorgt ervoor dat spanningsafhankelijke natriumkanalen in aangrenzende delen van het membraan openen, wat leidt tot het opeenvolgend genereren van actiepotentialen.

Salterende geleiding :

- In gemyeliniseerde neuronen, waar het axon bedekt is met myeline-omhulsels, lijken de actiepotentialen van de ene knoop van Ranvier naar de andere te "springen". Deze saltatorische geleiding versnelt de overdracht van actiepotentialen over lange afstanden.

Bij de synaps (verbinding tussen twee neuronen) veroorzaakt het actiepotentiaal de afgifte van neurotransmitters in de synaptische spleet, waardoor de overdracht van signalen naar naburige neuronen of doelcellen mogelijk wordt, waardoor de informatie door het zenuwstelsel wordt verspreid.

Het georkestreerde samenspel van ionkanalen, membraanpotentiaalveranderingen en het vrijkomen van neurotransmitters zorgt ervoor dat neuronen elektrische impulsen snel, efficiënt en op een zeer georganiseerde manier kunnen overbrengen, waardoor de communicatie binnen de complexe neurale netwerken van de hersenen en het lichaam wordt ondersteund.