ニューロンが極性状態にあると何が起きるのか

ニューロンは神経インパルスを伝える細胞で、極性状態（静止電位）にあるときは次の刺激を待機しています。インパルスは約7ミリ秒でニューロンを通過し、次のニューロンへと連鎖的に伝わります。

極性の化学的基礎

静止電位のとき、ニューロンは細胞膜内側が外側よりわずかに負の電荷を帯びており、これが極性（ポラリゼーション）を生む。外側にはナトリウムイオン（Na⁺）が多く、内部にはカリウムイオン（K⁺）と負に帯びたタンパク質や核酸が存在する。

脱分極（Depolarization）

化学刺激がイオンチャネルを開くと、外側のNa⁺が細胞内に流入し、内部の電荷が負から正へ転換される。この状態が閾値に達すると、ニューロンは「活動電位」を発生させ、信号を伝達する。

再分極（Repolarization）

Na⁺が流入した後、K⁺チャネルが開き、K⁺が細胞外へ流出する。これにより膜電位は再び負に戻り、ニューロンは極性を回復するが、一時的にイオンの分布が逆転した状態になる。

不応期（Refractory Period）

ニューロンが静止電位に戻るためには、一瞬の過分極（hyperpolarization）状態が必要で、外側のK⁺濃度が内部のNa⁺濃度を上回る。この状態でNa⁺/K⁺ポンプが働き、イオンを正しい側へ戻す。数ミリ秒以内に内部は再び負の電荷を取り戻し、静止電位に復帰し、次の刺激に備える。