Trên con đường tìm hiểu về cơ chế hoạt động của hệ thần kinh, chúng ta không thể bỏ qua hai khái niệm quan trọng: điện thế hoạt động và sự lan truyền xung thần kinh. Điện thế hoạt động là hiện tượng mà khi tế bào bị kích thích, điện thế trong tế bào sẽ có những biến đổi đáng chú ý. Trong khi đó, sự lan truyền xung thần kinh là quá trình mà điện thế hoạt động được truyền từ vị trí có điện thế cao đến vị trí có điện thế thấp trên màng tế bào. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn sâu sắc hơn về cơ chế này.
Thí nghiệm xác định điện thế hoạt động
Để xác định và ghi lại điện thế hoạt động, nhà nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm với những bước sau:
- Đặt một điện cực qua màng vào sâu trong tế bào và đặt một điện cực khác lên bề mặt sợi thần kinh.
- Kích thích tế bào thần kinh để tạo ra hoạt động.
- Ghi lại biến đổi điện thế giữa màng trong và màng ngoài tế bào bằng đồ thị.
Kết quả của thí nghiệm cho thấy sự thay đổi điện thế trên màng tế bào từ trạng thái nghỉ đến trạng thái hoạt động, và ngược lại, từ trạng thái mất phân cực đến trạng thái phân cực lại. Quá trình này gồm ba giai đoạn chính:
- Giai đoạn mất phân cực: Trạng thái điện thế từ -70mV chuyển đến 0mV khi tế bào được kích thích. Trong giai đoạn này, màng tế bào trở nên thấm cho ion natri (Na+), tạo ra khử cực và làm cho điện thế giữa hai màng trở nên cân bằng.
- Giai đoạn phân cực: Khi cửa Na+ mở rộng, ion natri từ bên ngoài tế bào tràn vào bên trong, khiến cho bên trong tích điện dương và bên ngoài tích điện âm.
- Giai đoạn tái phân cực: Khi cửa kali (K+) mở, cửa Na+ đóng lại. Ion kali thoát khỏi tế bào ra bên ngoài, khiến cho bên ngoài tích điện dương và bên trong tích điện âm, tái phân cực xảy ra.
Sự lan truyền xung thần kinh
Khi một tế bào thần kinh bị kích thích, điện thế hoạt động sẽ xuất hiện. Theo tính chất dẫn điện của màng tế bào, điện thế sẽ lan truyền từ vị trí có điện thế cao đến vị trí có điện thế thấp trên màng tế bào. Quá trình này được gọi là sự lan truyền xung thần kinh trong tế bào thần kinh.
Sự lan truyền xung thần kinh không diễn ra trên sợi trục mà chỉ kích thích vùng màng kế tiếp ở phía trước. Diễn biến này làm thay đổi tính thấm của màng ở vùng tế bào tiếp theo và tạo ra xung thần kinh tiếp theo. Quá trình này tiếp tục xảy ra trên suốt dọc sợi trục.
Sự lan truyền xung thần kinh chỉ gây thay đổi tính thấm ở vùng màng phía trước. Ở phía sau vị trí điện động vừa hình thành, màng đang ở giai đoạn trơ tuyệt đối và không tiếp nhận kích thích từ vị trí trước. Điều này đồng nghĩa với việc điện thế không truyền ngược lại vị trí đã đi qua.
Nếu kích thích xảy ra ở giữa sợi trục, xung thần kinh sẽ lan truyền cả hai chiều từ điểm xuất phát.
Sự lan truyền xung thần kinh trên tế bào thần kinh
Dựa vào cấu trúc của tế bào thần kinh, chúng ta có thể chia thành hai loại tế bào thần kinh: tế bào thần kinh có bao miêlin và tế bào thần kinh không có bao miêlin. Quá trình lan truyền xung thần kinh cũng có sự khác biệt tương ứng với cấu trúc của từng loại tế bào.
Vì sự khác biệt về cấu trúc, quá trình truyền xung thần kinh của hai loại tế bào này cũng khác nhau.
Qua bài viết này, bạn đã hiểu sâu hơn về lý thuyết điện thế hoạt động và sự lan truyền xung thần kinh trong tế bào thần kinh. Quá trình này đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải thông tin và điều chỉnh hoạt động của hệ thần kinh. Nếu bạn muốn biết thêm thông tin, hãy ghé thăm EzBeauty.vn để khám phá thêm nhiều kiến thức bổ ích khác nhé!