Come si trasmette l impulso nervoso spiegato ai bambini

Potenziale d'azione

Questo sorprendente fulmine da nuvola a superficie si è verificato quando una differenza di carica elettrica si è accumulata in una nuvola rispetto al suolo. Quando l'accumulo di carica era sufficientemente grande, si verificava un'improvvisa scarica di elettricità. Un impulso nervoso è simile a un fulmine. Sia un impulso nervoso che un fulmine si verificano a causa di differenze di carica elettrica ed entrambi danno luogo a una corrente elettrica.

Un impulso nervoso, come un fulmine, è un fenomeno elettrico. Un impulso nervoso si verifica a causa di una differenza di carica elettrica attraverso la membrana plasmatica di un neurone. Come avviene questa differenza di carica elettrica? La risposta riguarda gli ioni, che sono atomi o molecole caricati elettricamente.

Quando un neurone non trasmette attivamente un impulso nervoso, si trova in uno stato di riposo, pronto a trasmettere un impulso nervoso. Durante lo stato di riposo, la pompa sodio-potassio mantiene una differenza di carica attraverso la membrana cellulare del neurone. La pompa sodio-potassio è un meccanismo di trasporto attivo che sposta ioni sodio (Na+) fuori dalle cellule e ioni potassio (K+) dentro le cellule. La pompa sodio-potassio sposta entrambi gli ioni da aree a più bassa concentrazione a zone a più alta concentrazione, utilizzando l'energia dell'ATP e delle proteine trasportatrici nella membrana cellulare. Il video seguente, "Sodium Potassium Pump" di Amoeba Sisters, descrive in modo più dettagliato il funzionamento della pompa sodio-potassio. Il sodio è lo ione principale nel fluido esterno alle cellule, mentre il potassio è lo ione principale nel fluido interno alle cellule. Queste differenze di concentrazione creano un gradiente elettrico attraverso la membrana cellulare, chiamato potenziale di riposo.  Il controllo del potenziale di riposo della membrana è fondamentale per la trasmissione degli impulsi nervosi.

Impulso nervoso

Le informazioni vengono trasmesse dal cervello al muscolo tramite un impulso nervoso, ovvero una corrente elettrica che percorre la lunghezza del nervo, partendo dal cervello e scendendo lungo la colonna vertebrale fino al corpo cellulare interessato. I corpi cellulari dei singoli motoneuroni sono situati in varie regioni del corno anteriore della colonna vertebrale. Queste raccolte di corpi cellulari sono chiamate pool di motoneuroni. I corpi cellulari sono posizionati in relazione al muscolo che stimolano.

L'impulso nervoso passa lungo l'assone del motoneurone. L'assone è ricoperto da una guaina mielinica. Questa guaina è costituita per lo più da grasso e ha la funzione di isolare il nervo. La guaina non è continua e ci sono delle lacune, note come nodi di Ranvier. L'impulso passa da un nodo di Ranvier all'altro, invece di percorrere l'intera lunghezza dell'assone, consentendo all'impulso di viaggiare più rapidamente. Questo metodo di propagazione (trasmissione) dell'impulso è chiamato conduzione salutare e quanto più spessa è la guaina mielinica tanto più veloce è l'impulso nervoso che può essere condotto.

Trasmissione sinaptica

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Il cervello umano medio contiene circa 86 miliardi di cellule nervose, chiamate neuroni. Questi sono gli elementi costitutivi del cervello. I neuroni comunicano tra loro inviando segnali chimici ed elettrici.

Il cervello è il centro di controllo dell'organismo: invia messaggi al corpo attraverso una rete di nervi chiamata "sistema nervoso", che controlla i muscoli, consentendo di camminare, correre e muoversi.

Il cervello è anche responsabile del modo in cui percepiamo il mondo circostante. Immaginate di camminare in una foresta. La luce che rimbalza sugli alberi entra nei vostri occhi aperti, il cinguettio degli uccelli vi arriva all'orecchio e l'odore umido del terreno della foresta vi arriva al naso.

Le cellule nervose degli occhi, delle orecchie e del naso rilevano queste sensazioni e inviano segnali a diverse parti del cervello, che le trasformano in ciò che si vede, si sente e si annusa, il tutto nel giro di pochi millisecondi.

Periodo refrattario del potenziale d'azione

Nell'unità Neuroni e sinapsi imparerete che il sistema nervoso è costituito dal sistema nervoso centrale (SNC) e dai nervi periferici. È composto da cellule chiamate neuroni che possono trasportare rapidi impulsi elettrici. Esistono due tipi di neuroni: i neuroni sensoriali che trasportano gli impulsi nervosi dagli organi di senso al sistema nervoso centrale e i neuroni motori che trasportano gli impulsi nervosi dal sistema nervoso centrale agli effettori che producono la risposta. All'interno del SNC gli impulsi sono trasportati da neuroni relè. La figura 1 illustra la struttura del motoneurone. Questa unità durerà 3 giorni scolastici.

Natura della scienza: Il Centre for Neural Circuits and Behaviour dell'Università di Oxford è un eccellente esempio di collaborazione tra scienziati con diverse aree di competenza. I quattro capigruppo del gruppo di ricerca e l'area scientifica da loro originariamente studiata sono: fonte: Oxford University Press IB Course Companion

Una forma di comunicazione interna al corpo avviene attraverso gli impulsi nervosi nel sistema nervoso.  I neuroni trasmettono impulsi elettrici permettendo il passaggio di ioni carichi attraverso le loro membrane in risposta agli stimoli. .  Anche se i neuroni possono differire in base al loro ruolo (sensoriale, di collegamento o motorio), la maggior parte di essi condivide tre componenti fondamentali: