Как нервная система передает электричество, если нервы — не провода?

Нервная система человека невероятно сложна и отличается от обычных электрических проводов. Хотя нервные волокна не могут проводить электричество так, как это делает медная проволока, они эффективно передают электрические сигналы благодаря особому механизму, известному как "потенциал действия".

Нервное волокно длиной 1 метр по сопротивлению эквивалентно 10 миллиардам километров медной проволоки сечением 0,2 мм. Если бы нервы пытались передавать электричество так же, как медные провода, то сигнал быстро бы затухал из-за огромного сопротивления. Однако нервный импульс — это не просто ток, а сложное взаимодействие ионов и мембранных потенциалов.

Основным типом электрического сигнала в нервной системе является потенциал действия. В покоящейся нервной клетке существует значительная разница в концентрации ионов натрия (Na+) внутри и вне клетки. Внутри клетки концентрация натрия значительно ниже, чем снаружи, что создает избыток положительных зарядов вне клетки и создает электрическое поле через мембрану.

Процесс передачи нервного сигнала начинается с того, что на каком-то участке мембраны клетки открываются натриевые каналы. Как только это происходит, ионы натрия устремляются внутрь клетки, выравнивая заряд и почти полностью устраняя электрическое поле. Это изменение электрического поля заставляет соседние натриевые каналы открываться и процесс повторяется на следующем участке мембраны.

Таким образом, по мембранам нейрона распространяется волна выравнивания зарядов, называемая "потенциалом действия" или "нервным импульсом". Этот импульс перемещается вдоль нерва благодаря последовательному открытию и закрытию натриевых и калиевых каналов.

Нервная система передает электрические сигналы через потенциалы действия, которые представляют собой волны изменения заряда вдоль мембраны нейронов. Этот процесс позволяет нервным волокнам эффективно передавать информацию даже при высоком сопротивлении, делая возможной быструю и точную передачу сигналов по всему телу.