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  神經衝動

神經衝動(Nerve Impulse),沿着神經纖維傳導的興奮或動作電位。神經纖維在靜息狀態時,膜外為正,膜內為負,膜內外電位差為-70 毫伏。當神經纖維某部分受刺激而興奮時,膜外電位降低,膜內電位升高,膜內外電位差減少,稱為去極化,去極化繼續發展,膜內電位升至+30 毫伏,稱為反極化。之後膜內電位迅速回降並逐漸恢復至靜息水平,稱為復極化。去極化和反極化發生的電位變化是動作電位的上升相;反極化至復極化過程是動作電位的下降相。

簡介

動作電位的傳導速度隨動物的種類、神經纖維的類別、粗細與溫度等因素而異,一般約每秒0.5~200米。正常情況下神經衝動一般是順向傳導的,即由胞體傳向軸突的遠端,如用人工刺激,衝動可以逆向傳導。順向與逆向傳導的速度是相同的。若用電刺激同時引起兩個向相反方向傳導的神經衝動,相遇時將碰撞消失。動作電位是神經系統傳遞各種信息的重要方式;感受器(如眼、耳等)發出的神經衝動將生物體內、外環境變化的信息傳遞到中樞神經系統(大腦與脊髓),沿傳入(或感覺)神經纖維傳導;中樞神經系統發出的神經衝動將「指令」傳達到效應器官(如肌肉、腺體等),則沿傳出或運動神經纖維傳導。在自然狀態下無論在外周還是中樞神經內部,神經衝動都在單一神經元範圍內傳導。在神經末梢處(突觸或與肌肉接頭上),神經衝動通過化學傳遞或電傳遞引起下一個細胞的興奮或抑制。將一對電極置於神經纖維上,可將神經衝動通過放大器顯示在示波器屏幕上。這是一個短暫的負的小電波。如果將微電極插入神經纖維內記到的信號就大得多。在靜息時纖維內是負電位,當動作電位經過時,就短暫地變成正電位(見興奮)。神經衝動發放的最高頻率與神經纖維的絕對不應期的長短有關。

評價

局部電流學說設想當一條無髓鞘纖維的某一小段,因受到足夠強的刺激而產生動作電位時,該處的膜將由靜息時的內負外正暫時變成內正外負,但和該段神經相鄰的神經段則仍處於靜息時的內負外正的極化狀態。膜兩側溶液有導電性,在興奮的神經段和與它相鄰的未興奮段之間,將由於電位差的存在而有電荷移動,這就是局部電流。它的流動方向是:膜外有正電荷從未興奮段流向興奮段,胞內有正電荷由興奮段流向未興奮段,這個電流方向是使未興奮段纖維膜去極化。當這個電流足夠強,使該段膜去極化達到閾值後,就會產生新的神經衝動──動作電位。這樣,動作電位依靠局部電流一段一段地沿着神經纖維向前傳導。由於纖維膜興奮後有一個相當長的不應期,所以神經衝動的傳導始終是沿着神經纖維的興奮段向未興奮段單向傳導有髓鞘神經纖維外面包有一層幾乎不導電的髓鞘,髓鞘只在郎飛結處中斷,軸突膜和細胞外液直接接觸,允許離子的跨膜移動,因此有髓鞘纖維在受到刺激時,動作電位僅在郎飛結處發生。神經衝動傳導時,局部電流也只能在郎飛結處流入或流出纖維,在纖維內正電荷由興奮的郎飛結通過節間纖維流向相鄰的未興奮的郎飛結,而在胞外液體中,正電荷由未興奮的郎飛結沿着節間纖維流向興奮的郎飛結。這個電流方向使未興奮郎飛結膜去極化,和無髓鞘纖維一樣,當這個電流足夠大時,就引起未興奮的郎飛結產生動作電位。由於神經衝動僅在相鄰的郎飛結上先後產生,所以有髓鞘纖維的神經衝動的傳導是跳躍式的,叫做跳躍傳導,在其他條件類似的情況下,有髓鞘纖維的傳導速度顯然比無髓鞘纖維快,幾個微米粗細的青蛙有髓鞘神經纖維的傳導速度,相當槍烏賊直徑將近 1毫米的無髓鞘纖維的傳導速度。神經髓鞘的出現加快了神經傳導速度、節約了能量,是生物體以同樣的體積與材料來處理大大增長的信息量的一種適應。[1]

參考文獻