神経線維に沿ってインパルスが伝わる仕組みは？

活動電位と呼ばれる電気信号が神経線維を伝わり、神経インパルスが移動します。この移動は、神経膜の特定部位が順番に脱分極と再分極を繰り返すことで実現します。

1. 静止電位

ニューロンは静止膜電位を保っており、細胞内部は外部に比べて負の電位を持ちます。この電位は膜のイオン選択的透過性によって維持されます。

刺激が閾値に達すると、ナトリウム（Na⁺）チャネルが開き、ナトリウムイオンが急速に細胞内に流入します。その結果、膜電位が正方向へ変化し、脱分極が起こります。

脱分極が約‑55〜‑50 mVの閾値に達すると、活動電位が発生します。ナトリウムイオンの流入が続き、膜電位は約＋40 mVまで上昇し、ナトリウムチャネルは不活性化します。

活動電位のピーク直後、ナトリウムチャネルが閉じ、カリウム（K⁺）チャネルが開きます。カリウムイオンが細胞外へ流出し、膜電位は元の負の状態へと戻ります。

カリウムイオンの流出が続くことで、静止電位を一時的に下回る過分極が生じます。これにより膜電位はやや負にシフトします。

活動電位後、ニューロンは不応期を迎えます。絶対不応期では刺激に全く反応せず、相対不応期では強い刺激が必要となります。

ある部位で起きた脱分極・再分極により局所電流が生じ、隣接する膜領域を脱分極させます。この連鎖が神経線維全体に広がり、活動電位が伝搬します。

要するに、神経インパルスは膜の連続的な脱分極と再分極により、ナトリウムとカリウムイオンの移動を通じて伝わります。