Głównym zadaniem neuronów jest przyjmowanie, przetwarzanie i magazynowanie informacji w postaci bodźców elektrycznych. Każda komórka nerwowa otrzymuje informację przekazaną od innych neuronów, a także receptorów narządów zmysłowych bądź też bezpośrednio ze środowiska zewnętrznego poprzez wyspecjalizowane dendryty. Informacje te komórka przekazuje dalej za pośrednictwem aksonu (neurytu). Przetwarzane i przekazywane w neuronach informacje są zakodowane w postaci sygnałów elektrycznych lub chemicznych.

Między powierzchnią neuronu a jego wnętrzem istnieje różnica potencjałów wynosząca około 50mV lub więcej, przy czym wnętrze komórki ma ładunek ujemny w stosunku do jej powierzchni. Jest to tzw. potencjał spoczynkowy. Jego istnienie jest możliwe dzięki różnicy stężeń jonów (głównie K+ i Na+) po obu stronach błony, różnej przepuszczalności błony dla jonów K+, Cl- i Na+ (10:4:1), aktywnego transportu jonów potasu i sodu (tzw, pompa sodowo- potasowa) – jeden cykl powoduje przeniesienie trzech jonów Na+ na zewnątrz komórki oraz wprowadzenie dwóch jonów potasu do jej wnętrza. Nieprzepuszczalność błony komórowej dla jonów organicznych jest także elementem pozwalającym na utrzymanie potencjału. Komórka znajduje się w stanie spolaryzowanym.

Stan pobudzenia neuronu związany jest z gwałtownym wnikaniem jonów sodu do wnętrza komórki wskutek wzrostu przepuszczalności błony komórkowej dla tych związków (depolaryzacja). Elektroujemny ładunek wnętrza komórki maleje, następuje wyrównanie ładunków wnętrza i powierzchni neuronu, następnie ładunek wnętrza komórki wzrasta w kierunku dodatnim o ok. 10-30mV. Zmiana ta nazywana jest potencjałem czynnościowym. Miejscem powstawania potencjału czynnościowego jest najczęściej wzgórek aksonu, tam kanały sodowe są rozmieszczone z największą gęstością. Potencjał czynnościowy utrzymuje się lokalnie ok. 1 milisekudy w nerwie, 10 milisekund w mięśniu szkieletowym i 200 milisekund w mięśniu sercowym.

Przesuwanie się potencjału czynnościowego wywołanego przez jakiś bodziec stanowi istotę przekazywania informacji. Prędkość z jaką potencjał czynnościowy przesuwa się wzdłuż włókna nerwowego jest różna i wynosi od 4 do 400km/h. Najszybciej przewodzą potencjał czynnościowy włókna posiadające osłonkę mielinową (przewodzą one potencjał w sposób skokowy ze zmienną prędkością- w przewężeniach Ranviera prędkość spada i następuje tam odnowienie amplitudy). Szybkość przewodzenia jest zależna od grubości włókna nerwowego – im większa średnica tym większa prędkość. Wpływa też na nią izolacja elektryczna włókien- im mocniej są zmielinizowane tym potencjał przewodzony jest szybciej. Bardzo ważną cechą przewodzenia bodźców w aksonie jest to, że potencjał czynnościowy nie znika ani nie traci swojej siły.

Neurony przekazują nie tylko pobudzenie ale i jego siłę. Siła bodźca jest przełożona na częstotliwość impulsów nerwowych. Słabe bodźce wywołują impulsy o niskiej częstotliwości (kilka na sekundę), silne bodźce powodują powstawanie impulsów o dużej częstotliwości (kilkaset na sekundę). W ten sposób ten sam rodzaj impulsów przekazywany z różną częstotliwością dostarcza informacji zarówno o rodzaju sygnału jak i jego sile.

Pobudzenie aksonu ma charakter zjawiska określanego zasadą „wszystko albo nic”. Bodziec jeżeli jest dostatecznie silny zawsze wywoła tę samą reakcję, jeżeli jest zbyt słaby to reakcji tej nie jest w stanie zapoczątkować. Nieco inaczej wygląda to w synapsie. Każdy nadchodzący bodziec powoduje przejście na drugą stronę szczeliny synaptycznej pewnej ilości neurotransmitera, który rozkłada się stosunkowo powoli. Rzadko kiedy neuron zostaje pobudzony przez bodziec nadchodzący z jednego tylko aksonu. Nadchodzące równocześnie lub w bardzo krótkich odstępach czasu bodźce, z których każdy powoduje wyzwolenie pewnej ilości neurotransmitera utrzymującego się w stanie czynnym 5-10ms powoduje sumowanie się tych pojedynczych efektów. W ten sposób neuron odbiorczy staje się „wzmacniaczem sumującym” różnych nadchodzących sygnałów wywołujących serię bodźców o zwiększonej częstotliwości przekazywanej do swego aksonu. Synapsy przewodzą sygnały tylko w jednym kierunku, od aksonu do sąsiedniej komórki.

Dotychczas omówione zostało tylko pobudzenie neuronu przez nadchodzący bodziec. Istnieją neurony, które pod wpływem nadchodzących do nich bodźców zmniejszają swoją aktywność, następuje w nich hamowanie (jest to związane z wywołaniem stanu przeciwnego do depolaryzacji – hiperpolaryzacji). Typowy neuron pośredni otrzymuje bodźce zarówno od licznych neuronów pobudzających jak hamujących. Jego aktualny stan (pobudzenie lub hamowanie) zależy od wypadkowej wszystkich nadchodzących do niego bodźców


Literatura:
"Anatomia i fizjologia człowieka" - Aleksander Michajlik i Witold Ramotowski
"Psychofarmakologia kliniczna i doświadczalna" pod redakcją W. Kostowskiego i S. Pużyńskiego