2.4: תקשורת נוירונלית

נוירונים, יחידות היסוד של המוח ומערכת העצבים, מתקשרים באמצעות אותות חשמליים-כימיים מורכבים המהווים את הבסיס לכל הפונקציות הקוגניטיביות והגופניות. התקשורת הזו מתבצעת בעיקר דרך תהליך המעורב ביצירה והפצה של פוטנציאל פעולה לאורך האקסון של הניורון. כאשר המטען החשמלי הפנימי של הנוירון עולה על סף מסוים, מופעל פוטנציאל פעולה. השינוי המהיר הזה במתח נע במהירות לאורך האקסון למסוף האקסון, שם הוא מתכונן להעביר את האות לניורון שכן.

בסינפסה, נקודת החיבור בין שני נוירונים ושיטת העברת אות יכולה להשתנות. סינפסות מסווגות באופן כללי לשני סוגים: חשמליות וכימיות.

סינפסה חשמלית

• סינפסות חשמליות, עם הקשרים הישירים שלהן המתאפשרים על ידי צמתים של פערים(gap junctions), הן פלא של מהירות ויעילות.
• צמתים אלו מאפשרים מעבר ישיר של יונים בין תאים, מה שמאפשר העברת דחפים להיות כמעט מיידית.
• מהירות זו חיונית באזורים במוח שדורשים תיאום מהיר, כמו אלו השולטים על רפלקסים ופונקציות הישרדות חוניות.

סינפסה כימית

• סינפסות כימיות, לעומת זאת, פועלות דרך מנגנון מורכב יותר המערב נוירוטרנסמיטורים, שהם שליחים כימיים.
• כאשר פוטנציאל הפעולה מגיע לקצה הסופי של הנוירון הפרה-סינפטי, הוא מעורר את שחרור הנוירוטרנסמיטורים הללו משלפוחיות. הם לאחר מכן חוצים את הרווח הסינפטי – החלל הקטן בין הנוירונים המתקשרים – ומתחברים לקולטני חלבון ספציפיים הממוקמים על פני השטח של הנוירון הפוסט-סינפטי.
• קשירת נוירוטרנסמיטורים לקולטנים שלהם מעוררת תגובות שונות בנוירון הפוסט-סינפטי.
• תגובות אלו יכולות או לעורר את הניורון או להמעיט את פעילותו, תלוי בטבע של הנוירוטרנסמיטור ובקולטן שהוא מתחבר אליו.
• אפנון זה מאפשר למערכת העצבים לבצע מגוון רחב של פונקציות, החל מהתכווצות שרירים פשוטה ועד התנהגויות מורכבות ותגובות רגשיות.
• הרבגוניות והספציפיות של אינטראקציות כימיות אלה הן מה שמאפשר למוח לעבד כמויות גדולות של מידע, לווסת תהליכים גופניים ולהסתגל לחוויות חדשות, ומדגישות את המורכבות העמוקה והאלגנטיות של מערכות התקשורת העצבית.