Neuronen zenden elektrochemische impulsen, ook wel actiepotentialen genoemd, naar de hersenen via een proces dat neurale communicatie wordt genoemd. Dit proces omvat de gecoördineerde activiteit van verschillende cellulaire componenten en neurotransmitters. Hier is een vereenvoudigde uitleg van hoe neuronen elektrochemische impulsen overbrengen:

1. Rustpotentieel:

Elk neuron behoudt een rustpotentiaal, wat een stabiel elektrisch ladingsverschil over zijn celmembraan is. Dit potentiaalverschil is te wijten aan de ongelijke verdeling van ionen (zoals natrium, kalium en chloride) binnen en buiten het neuron.

2. Depolarisatie:

Wanneer een neuron een stimulus ontvangt (zoals een neurotransmitter die wordt vrijgegeven door een ander neuron), zorgt dit ervoor dat het celmembraan beter doorlaatbaar wordt voor natriumionen. Deze instroom van natriumionen leidt tot een verandering in de elektrische lading door het membraan, wat resulteert in depolarisatie.

3. Generering van actiepotentieel:

Als de depolarisatie een bepaalde drempel bereikt, activeert dit een actiepotentiaal. Dit is een zichzelf voortplantend elektrisch signaal dat zich voortplant langs de axon van het neuron, de lange, slanke projectie van het neuron. Tijdens een actiepotentiaal gaan de natriumkanalen in het membraan volledig open, waardoor een nog grotere instroom van natriumionen ontstaat en de elektrische lading wordt omgekeerd.

4. Repolarisatie:

Na depolarisatie wordt het membraan van het neuron minder permeabel voor natriumionen en meer permeabel voor kaliumionen. Kaliumionen stromen vervolgens uit het neuron, waardoor het membraanpotentieel terugkeert naar zijn rusttoestand. Dit proces wordt repolarisatie genoemd.

5. Hyperpolarisatie:

Direct na repolarisatie wordt de membraanpotentiaal kortstondig negatiever dan de rustpotentiaal. Dit staat bekend als hyperpolarisatie. Tijdens deze fase is het neuron minder prikkelbaar en is het minder waarschijnlijk dat het een nieuw actiepotentiaal genereert.

6. Refractaire perioden:

Na een actiepotentiaal komt het neuron in een refractaire periode. De absolute refractaire periode is een korte periode waarin het neuron geen nieuw actiepotentiaal kan genereren, ongeacht de sterkte van de stimulus. Dit wordt gevolgd door een relatieve refractaire periode, waarin een sterker dan normale stimulus nodig is om een ​​actiepotentiaal te genereren.

7. Afgifte van neurotransmitters:

Wanneer een actiepotentiaal het uiteinde van het axon (axon-terminal) bereikt, activeert dit de afgifte van neurotransmitters. Deze chemische boodschappers passeren de synaptische kloof (de ruimte tussen neuronen) en binden zich aan receptoren op de dendrieten (receptieve structuren) van aangrenzende neuronen.

8. Postsynaptisch potentieel:

De binding van neurotransmitters aan receptoren op het postsynaptische neuron kan depolarisatie (exciterend postsynaptisch potentieel, of EPSP) of hyperpolarisatie (remmend postsynaptisch potentieel, of IPSP) van het membraanpotentieel veroorzaken. Als de depolarisatie de drempel bereikt, veroorzaakt dit een actiepotentiaal in het postsynaptische neuron, waardoor de overdracht van de elektrochemische impuls wordt voortgezet.

Dit proces van elektrochemische impulsoverdracht zorgt ervoor dat neuronen met elkaar kunnen communiceren, informatie kunnen verwerken en verschillende lichaamsfuncties kunnen controleren. De hersenen integreren deze impulsen van talloze neuronen om gedachten, emoties, gedrag en percepties te genereren.