Name: how neurons send signals
Uploaded: 2025-10-23T11:49:29.000Z
Duration: 1 min 31 s
Channel: JoVE

- [Verteller] Neuronen zijn de cellen van het zenuwstelsel die elektrische signalen uitzenden. Ze zijn er in verschillende vormen en maten, maar hebben in het algemeen een aantal gemeenschappelijke kenmerken. Alle neuronen hebben een cellichaam ook wel de soma genoemd, dat de kern bevat.

De meeste neuronen hebben ook dendrieten en een axon dat zich uitstrekt vanaf het cellichaam. Dendrieten zijn vaak sterk vertakt en ze ontvangen signalen van andere neuronen op kruispunten die synapsen worden genoemd. Het axon daarentegen, verzendt signalen naar neuronen en andere cellen.

De axonheuvel waar het cellichaam het axon ontmoet, genereert het actiepotentieel. De primaire vorm van elektrische signalering in het zenuwstelsel. Axonen zijn vaak verpakt in een vettige myelineschede gemaakt door steuncellen genaamd glial, die hen isoleert, waardoor het elektrische signaal wordt behouden terwijl het wordt overgedragen.

De knopen van ranvier, openingen in de myelineschede, zijn gebieden waar het actiepotentiaal herhaaldelijk door het axon wordt geregenereerd. Aan het einde van het axon bevindt zich de terminal dat synaptische blaasjes bevat die met neurotransmitter-moleculen zijn gevuld. Wanneer een actiepotentiaal de terminal bereikt wordt neurotransmitter vrijgegeven in de synaptische kloof, een ruimtegebied tussen cellen bij een synaps. Afhankelijk van het type kanaal, kan de neurotransmitter helpen het signaal naar de volgende cel te verzenden.

neuron structuur

<h4>Overzicht</h4>

Neuronen zijn het belangrijkste type cel in het zenuwstelsel dat elektrochemische signalen genereert en verzendt. Ze communiceren voornamelijk met elkaar via neurotransmitters op specifieke kruispunten die synapsen worden genoemd. Neuronen zijn er in vele vormen die vaak relatie houden met hun functie, maar de meeste delen drie hoofdstructuren: een axon en dendrieten die zich uitstrekken vanuit een cellichaam.

<h4>Structuur en functie van neuronen</h4>

Het neuronale cellichaam – de soma – herbergt de kern en organellen die essentieel zijn voor de cellulaire functie. Vanaf het cellichaam strekken zich dunne structuren uit die gespecialiseerd zijn in het ontvangen en verzenden van signalen. Dendrieten ontvangen doorgaans signalen terwijl het axon de signalen doorgeeft aan andere cellen, zoals andere neuronen of spiercellen. Het punt waarop een neuron verbinding maakt met een andere cel wordt een synaps genoemd.

Neuronen ontvangen input voornamelijk op postsynaptische terminals, die zich vaak op stekels bevinden - kleine bultjes die uit de dendrieten steken. Deze gespecialiseerde structuren bevatten receptoren voor neurotransmitters en andere chemische signalen. Dendrieten zijn vaak sterk vertakt, waardoor sommige neuronen tienduizenden inputs kunnen ontvangen. Neuronen ontvangen signalen meestal op hun dendrieten, maar ze kunnen ook synapsen hebben op andere gebieden, zoals in het cellichaam.

Het signaal dat bij de synapsen wordt ontvangen, gaat via de dendriet naar de soma, waar de cel het kan verwerken en kan bepalen of het bericht moet worden doorgestuurd of niet. Het actiepotentiaal is het belangrijkste elektrische signaal dat door neuronen wordt gegenereerd. Het draagt de informatie over naar de volgende cel. Het wordt voor het eerst gegenereerd op de axonheuvel - de kruising tussen de soma en de axon.

Axonen variëren in lengte, maar kunnen behoorlijk lang zijn. Sommige strekken zich bijvoorbeeld uit van het ruggenmerg helemaal tot aan de voet. Langere axonen zijn meestal gewikkeld in een vette myelineschede die de axon isoleert en helpt het elektrische signaal in stand te houden. De myelineschede wordt aangemaakt door glia- een ander type cel in het zenuwstelsel. In gemyeliniseerde axonen wordt het actiepotentiaal geregenereerd bij elk knooppunt van Ranvier – herhaalde gaten in de myeline – totdat het de terminal aan het einde van de axon bereikt, de presynaptische terminal.

De presynaptische terminal heeft blaasjes die pools van neurotransmitters bevatten. Actiepotentialen zorgen ervoor dat de blaasjes exocytose ondergaan door te fuseren met het celmembraan en de neurotransmitter vrij te geven in de synaptische spleet - de opening tussen cellen bij een synaps. Verschillende neurotransmitters kunnen verschillende effecten hebben op de postsynaptische cel. Een exciterende synaps vergroot de kans op het initiëren van een actiepotentiaal op de postsynaptische cel, terwijl een remmende synaps de kans op een actiepotentiaal verkleint.

<h4>Neuronale morfologie</h4>

De algehele vorm van neuronen – hun morfologie – kan dramatisch variëren en heeft vaak betrekking op hun functie. Sommige neuronen hebben weinig dendritische processen en één axon, andere hebben zeer ingewikkelde dendritische priëlen, terwijl andere axonen hebben die de lengte van het organisme kunnen overspannen. De diverse morfologieën worden vaak gebruikt om het type neuron te definiëren. Het aantal ingangen – synaptische verbindingen – kan beïnvloeden hoe een cel op signalen reageert. Daarom is de morfologie van de dendrieten, en het aantal synapsen dat ze bevatten, een belangrijk kenmerk dat het type neuron kan bepalen. In het perifere zenuwstelsel kunnen de dendrieten ook het receptieve veld van een cel definiëren– de fysieke ruimte op het lichaam waarvoor ze gevoelig zijn.

<h4>De kunst van het visualiseren van neuronale structuren</h4>

De Spaanse anatoom Santiago Ramon y Cajal, werkzaam aan het eind van de 19e en het begin van de 20e eeuw, was een pionier in het traceren van individuele neuronen en verschafte fundamentele inzichten in hun aard. Hij maakte verbluffende afbeeldingen van cellen die nog steeds veel details bieden. Met behulp van de kleurtechniek die is ontwikkeld en vernoemd naar de Italiaanse bioloog Camillo Golgi, kon hij de structuur van veel verschillende soorten cellen in de hersenen traceren. Hij schetste ook enkele basisverbindingen van neuronale circuits – netwerken van neuronen die samen worden geactiveerd om specifieke informatie te verwerken.

Neuron structuur

Overview

Neurons are the main type of cell in the nervous system that generate and transmit electrochemical signals. They primarily communicate with each ...

Education

JoVE Core

Biology

Biologie

Human Biology

Menselijke biologie

Nervous System

Zenuwstelsel

KEY TERMS AND CONCEPTS

BELANGRIJKE TERMEN EN CONCEPTEN

Neuron Structure

how neurons send signals

Neurons send signals through a clear set of structures that let them receive, process, and pass on information. They are the main cells of the nervous system and use electrochemical signals to communicate. Neurons also talk to other cells through neurotransmitters at junctions called synapses.

Most neurons share three main parts: a cell body, also called the soma, dendrites, and an axon. The soma holds the nucleus and other organelles needed for cell function. Dendrites usually receive signals, while the axon carries signals onward to other neurons or to muscle cells.

Neurons receive input mainly at postsynaptic terminals, which are often found on small bumps called spines on dendrites. These spines contain receptors for neurotransmitters and other chemical signals. Because dendrites can branch a great deal, some neurons can collect tens of thousands of inputs. Neurons can also have synapses on other parts of the cell, such as the cell body.

Signals that arrive at synapses move down the dendrite to the soma. The cell then processes the message and decides whether to pass it on. If it does, the main electrical signal, called an action potential, starts at the axon hillock, the junction between the soma and the axon.

Axons can vary in length and may be very long. Some extend from the spinal cord all the way to the foot. Longer axons are often wrapped in a fatty myelin sheath, which insulates the axon and helps keep the electrical signal going. Glia, another type of nervous system cell, make the myelin sheath.

In myelinated axons, the action potential is regenerated at each node of Ranvier, which is one of the repeated gaps in the myelin. The signal continues this way until it reaches the presynaptic terminal at the end of the axon. That terminal contains vesicles filled with neurotransmitters.

When an action potential arrives, the vesicles fuse with the cell membrane and release neurotransmitters into the synaptic cleft, the gap between cells at a synapse. Different neurotransmitters can affect the postsynaptic cell in different ways. An excitatory synapse makes an action potential more likely, while an inhibitory synapse makes it less likely.

Neuron shape, or morphology, can vary a lot and often matches function. Some neurons have few dendritic processes and one axon, while others have highly branched dendritic trees or axons that span the length of the organism. Scientists often use these shapes to help define neuron types.

The number of synaptic connections also affects how a cell responds to signals. For neurons in the peripheral nervous system, dendrites can help define the receptive field, which is the physical area of the body that the cell senses. The form of the dendrites and the number of synapses they contain are important clues about neuron function.

The study of neuron shape was advanced by Santiago Ramon y Cajal in the late 19th and early 20th century. He traced individual neurons and made detailed drawings that still show a great deal of information. Using the staining method developed by Camillo Golgi, he was able to map many cell types in the brain and sketch basic neuronal circuits, which are networks of neurons that work together to process specific information.

How Neurons Send Signals

what is a nervous system?

Nervous System Parts and Control

The nervous system is a network of specialized cells that keeps the body working and helps it respond to the world around it. It controls essential functions such as heart rate and breathing. It also supports movement that helps an organism escape danger. In vertebrates, the nervous system has two major parts: the central nervous system, or CNS, and the peripheral nervous system, or PNS. The CNS includes the brain, spinal cord, and retina, which is the sensory tissue of the visual system. The...

the parasympathetic nervous system

Rest and Digest: Parasympathetic Control

The parasympathetic nervous system helps the body stay calm and return to a rested state. It is one of the two major divisions of the autonomic nervous system, which controls many unconscious functions such as heart rate and digestion. Its neurons are found in the brain and the peripheral nervous system, and they send axons to muscles, organs, and glands. This system is often called the “rest and digest” system because it supports body processes that restore homeostasis. It is most active...

the sympathetic nervous system

Sympathetic Stress Response and Body Changes

The sympathetic nervous system helps the body respond to stress and danger. It is one of the two main divisions of the autonomic nervous system. When it turns on, it prepares the body for action and puts lower-priority functions, such as digestion, on hold. This response is often called the fight-or-flight system. A surprise exam can trigger it, and students may notice a tight stomach, a dry mouth, and a fast heartbeat. In a real threat, the system shifts blood away from the digestive system...

the blood-brain barrier

How the Blood-Brain Barrier Works

The blood-brain barrier is a specialized system of blood vessels that helps control what enters the brain. It delivers nutrients from the blood while tightly regulating ions, molecules, pathogens, and other substances. This semipermeable barrier protects the brain and also makes it harder to deliver some therapies. The blood-brain barrier includes several cellular parts, especially endothelial cells and astrocytes. These cells share a common basement membrane and regulate movement between the...

neuron structure

Neurons send signals through a clear set of structures that let them receive, process, and pass on information. They are the main cells of the nervous system and use electrochemical signals to communicate. Neurons also talk to other cells through neurotransmitters at junctions called synapses. Most neurons share three main parts: a cell body, also called the soma, dendrites, and an axon. The soma holds the nucleus and other organelles needed for cell function. Dendrites usually receive...

glial cells

Glial Cells and Nervous System Support

Glial cells support the nervous system and work alongside neurons. They are one of the two main cell types in the nervous system. Unlike neurons, glia do not send electrical signals, but they help with nearly every other part of nervous system function. In humans, glial cells are about as numerous as neurons in the brain. In the central nervous system, glia include astrocytes, oligodendrocytes, microglia, and ependymal cells. Astrocytes are the most common glial cells. They form organized,...

action potentials

How Nerve Signals Travel in Axons

Neurons send signals through action potentials, the rapid electrical changes that move along the axon. These signals lead to neurotransmitter release at axon terminals, which passes information through the nervous system. An action potential is an all-or-none change in membrane potential, the voltage across a cell membrane. A neuron usually has a resting membrane potential of about -70 millivolts. When it receives signals from neurotransmitters or sensory input, the membrane can become more...

the resting membrane potential

How Neurons Keep a Negative Resting Charge

Neurons keep a negative resting charge across their membrane. This electrical difference, called the membrane potential, comes from how ions move and how the membrane lets them pass. In a resting neuron, the inside is typically around -70 millivolts and is more negative than the outside, so the cell is polarized. Two main factors create this resting state. First, the membrane is selectively permeable, which means most ions and molecules cannot cross the lipid bilayer without help from ion...

long-term potentiation

Synaptic Strengthening in Learning and Memory

Long-term potentiation, or LTP, is a form of synaptic strengthening in the brain. It changes the strength of chemical synapses over time between pre- and postsynaptic neurons. LTP works against long-term depression, or LTD, which weakens synapses. Together, LTP and LTD are major mechanisms behind learning and memory. LTP can happen when a presynaptic neuron fires again and again and keeps stimulating a postsynaptic neuron. This is called Hebbian LTP, based on Donald Hebb’s idea that neurons...

long-term depression

Synaptic Pruning in Long-term Depression

Long-term depression, or LTD, is a form of synaptic plasticity that weakens chemical synapses over time. It acts between presynaptic and postsynaptic neurons. LTD works in opposition to long-term potentiation, or LTP, which strengthens synapses. Together, LTD and LTP are two of the main mechanisms behind learning and memory. LTD helps the brain avoid staying locked in a fully strengthened state. If synapses were always maximally strengthened, the brain would become less efficient and it would...

the synapse

How Neurons Signal at Synapses

Neurons communicate through synapses, the points where two neurons meet to pass on signals. At a synapse, the sending neuron is the presynaptic cell, and the receiving neuron is the postsynaptic cell. Most neurons can serve in both roles because they send and receive information. Electrical synapses move signals directly between cells. The presynaptic and postsynaptic cells are linked by gap junctions, which are proteins that physically connect them. This type of synapse can pass electrical...

key terms and concepts

Learn how neurons receive, process, and transmit signals through dendrites, axons, myelin, synapses, and neurotransmitters in this high school science page.

How Neurons Send Signals | JoVE K12

JoVE Core series brings biology to life through over 300 concise and easy-to-understand animated video lessons that explain key concepts in biology, plus more than 150 scientist-in-action videos that show actual research experiments conducted in today’s laboratories.

biology

myJoVE Corporation

How Neurons Send Signals

Description

Transcript

Tags