Читать книгу Магнитные бури. Как защитить свое здоровье - Лариса Печенежская - Страница 8

Задумайтесь на мгновение, когда читаете эти строки. Свет от экрана попадает на сетчатку, превращается в электрические сигналы, которые мчатся по зрительному нерву в мозг. Мозг расшифровывает эти сигналы, превращая их в буквы, слова, смыслы. Одновременно вы чувствуете тепло чашки в руках, слышите тихий гул за окном, ощущаете биение собственного сердца. Миллиарды бит информации ежесекундно обрабатываются, фильтруются и складываются в единую картину мира – в ваше сознание.

Вся эта невероятная сложность, вся эта магия восприятия и мысли основана на одном фундаментальном физическом явлении. Имя ему – потенциал действия.

Потенциалы действия, ритмы мозга, электросинаптика: азбука Морзе для нейронов

Если бы мы могли подслушать разговор двух нейронов, мы бы не услышали слов. Мы бы зафиксировали короткие, резкие всплески электрического напряжения. Это и есть потенциалы действия – универсальный язык всей нервной системы.

Представьте себе каждый нейрон в состоянии покоя как крошечную, заряженную батарейку. Благодаря работе специальных ионных насосов, снаружи его мембраны скапливается избыток положительно заряженных ионов натрия (Na+), а внутри – ионов калия (K+) и отрицательно заряженных белков. Из-за этого внутри нейрона поддерживается отрицательный заряд по отношению к внешней среде (примерно -70 милливольт). Это состояние готовности, напряжённого ожидания.

И вот приходит сигнал от соседа. Если он достаточно силён, происходит нечто похожее на короткое замыкание. На мембране нейрона на мгновение открываются натриевые каналы. Ионы натрия, подчиняясь законам физики, лавиной устремляются внутрь, ведь их тянет и разница концентраций, и отрицательный заряд. Заряд внутри клетки мгновенно меняется с отрицательного на положительный!

Это и есть вспышка, сам потенциал действия. Длится она всего тысячную долю секунды. Сразу после этого натриевые каналы захлопываются, а открываются калиевые. Положительно заряженный калий вытекает наружу, восстанавливая исходный отрицательный заряд. Ионный насос затем неспешно «прибирается», возвращая ионы натрия и калия на свои места.

Самое элегантное в этом процессе то, что эта вспышка не затухает. Подобно искре, бегущей по пороховой дорожке, она запускает такую же реакцию на соседнем участке мембраны, и так далее, и так далее. Электрический импульс со скоростью до 120 метров в секунду несётся по длинному отростку нейрона – аксону – к следующей клетке.

Важно понимать: потенциал действия работает по принципу «всё или ничего». Он либо есть, во всей своей стандартной силе, либо его нет. Как точка в азбуке Морзе. А вся сложность информации кодируется не силой импульса, а его частотой. Слабый сигнал – редкие «точки», сильный – настоящая пулемётная очередь.