الخلايا العصبية (خلية عصبية) هي لبنة البناء الأساسية للجهاز العصبي. عندما تنقل الخلايا العصبية إشارات عبر الجسم ، يتضمن جزء من عملية الإرسال نبضة كهربائية تسمى جهد الفعل.
تسمح هذه العملية ، التي تحدث أثناء إطلاق الخلايا العصبية ، للخلية العصبية بنقل إشارة كهربائية أسفل المحور العصبي (جزء من الخلايا العصبية التي تنقل النبضات العصبية بعيدًا عن جسم الخلية) نحو الخلايا الأخرى. هذا يرسل رسالة إلى العضلات لإثارة الاستجابة.
على سبيل المثال ، لنفترض أنك تريد التقاط كوب حتى تتمكن من شرب الماء. تلعب إمكانات الفعل دورًا رئيسيًا في نقل هذه الرسالة من الدماغ إلى اليد.
قبل إمكانية العمل
عندما لا ترسل الخلايا العصبية إشارات ، فإن داخل الخلية العصبية شحنة سالبة بالنسبة إلى الشحنة الموجبة خارج الخلية.
تحافظ الذرات المشحونة كهربائيًا والمعروفة باسم الأيونات على توازن الشحنة الموجب والسالب. يحتوي الكالسيوم على شحنتين موجبتين ، يحتوي الصوديوم والبوتاسيوم على شحنة موجبة واحدة ، ويحتوي الكلوريد على شحنة سالبة.
عند الراحة ، يسمح غشاء الخلية للخلايا العصبية بمرور أيونات معينة أثناء منع أو تقييد حركة الأيونات الأخرى. في هذه الحالة ، لا يمكن لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم المرور بسهولة عبر الغشاء. ومع ذلك ، فإن أيونات الكلوريد قادرة على عبور الغشاء بحرية. الأيونات السالبة داخل الخلية غير قادرة على عبور الحاجز.
تشير إمكانية الراحة للخلايا العصبية إلى الفرق بين الجهد داخل وخارج الخلية العصبية. تبلغ إمكانات الراحة للخلايا العصبية المتوسطة حوالي -70 مللي فولت ، مما يشير إلى أن الجزء الداخلي للخلية أقل بمقدار 70 مللي فولت من خارج الخلية.
في هذه المرحلة ، لم يرسل المخ الرسالة بعد إلى اليد لالتقاط الزجاج ، لكن العصبون جاهز لاستقبال الإشارة.
أثناء إمكانية العمل
لقد قررت أنك عطشان وترغب في شرب الماء. يبدأ عقلك في سلسلة الأحداث لإرسال رسالة إلى عضلات يدك مفادها أنك بحاجة إلى التقاط الكأس.
عندما يتم إرسال نبضة عصبية (وهي الطريقة التي تتواصل بها الخلايا العصبية مع بعضها البعض) من جسم الخلية ، تنفتح قنوات الصوديوم في غشاء الخلية وتندفع خلايا الصوديوم الموجبة إلى الخلية.
بمجرد أن تصل الخلية إلى عتبة معينة ، ينطلق جهد فعل ، يرسل الإشارة الكهربائية إلى أسفل المحور العصبي. تلعب قنوات الصوديوم دورًا في توليد جهد الفعل في الخلايا المثيرة وتفعيل الإرسال على طول المحور العصبي.
إمكانيات العمل إما أن تحدث أو لا تحدث ؛ لا يوجد شيء اسمه إطلاق "جزئي" للخلايا العصبية. يُعرف هذا المبدأ بقانون الكل أو لا شيء.
هذا يعني أن الخلايا العصبية تطلق النار دائمًا بكامل قوتها. هذا يضمن أن الكثافة الكاملة للإشارة يتم نقلها عبر الألياف العصبية ونقلها إلى الخلية التالية وأن الإشارة لا تضعف أو تضيع كلما انتقلت من المصدر.
تنتقل الرسالة من الدماغ الآن عبر الأعصاب إلى عضلات اليد.
بعد إمكانية العمل
بعد إطلاق العصبون ، هناك فترة مقاومة لا يمكن فيها وجود جهد فعل آخر. تدوم فترة المقاومة للحرارة بشكل عام جزء من الألف من الثانية.
خلال هذا الوقت ، تفتح قنوات البوتاسيوم وتغلق قنوات الصوديوم ، مما يعيد العصبون تدريجيًا إلى إمكاناته في الراحة. بمجرد "إعادة شحن" الخلايا العصبية ، من الممكن أن تحدث إمكانية فعلية أخرى وتنقل الإشارة على طول المحور العصبي.
من خلال هذه العملية المستمرة من إطلاق النار ثم إعادة الشحن ، تكون الخلايا العصبية قادرة على حمل الرسالة من الدماغ لإخبار العضلات بما يجب أن تمسك به الزجاج ، أو تأخذ رشفة ، أو تضعه جانباً.