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El sistema nervioso central (SNC) humano está formado por el cerebro y la médula espinal, y en conjunto albergan aproximadamente 100 mil millones de neuronas. Cada neurona contiene un cuerpo celular que organiza su función, dendritas que reciben señales de otras neuronas y un axón largo que transporta impulsos eléctricos.
Las señales eléctricas llamadas impulsos nerviosos viajan a lo largo de los axones, lo que permite una comunicación rápida dentro del sistema nervioso.
La neurotransmisión es la transmisión de señales de una neurona a otra. Cuando el axón de una neurona se activa, el impulso nervioso resultante llega a las dendritas de la siguiente neurona. Luego, el impulso inicia otro potencial de acción, propagando el mensaje a lo largo de la cadena. La velocidad de esta transmisión depende en gran medida de la presencia de mielina, una vaina aislante producida por las células de Schwann en el sistema nervioso periférico (SNP) y los oligodendrocitos en el SNC. La mielina envuelve el axón, dejando espacios conocidos como nódulos de Ranvier. Esta configuración permite que los impulsos salten entre nodos, un proceso llamado conducción saltatoria, lo que aumenta la velocidad hasta aproximadamente 400 kilómetros por hora.
Todas las células mantienen un potencial de membrana, la diferencia de voltaje a través de su membrana. En reposo, una neurona tiene una carga interna negativa, en gran parte debido a una mayor concentración de iones de potasio (K⁺) dentro de la célula y de iones de sodio (Na⁺) y cloruro (Cl⁻) en el exterior. Cuando llega un estímulo, los canales de Na⁺ dependientes de voltaje se abren, lo que permite que el Na⁺ inunde y despolarice la membrana. Esta despolarización constituye el potencial de acción y dura sólo 1 a 2 milisegundos. Poco después, los canales de K⁺ dependientes de voltaje se reabren, restableciendo la carga negativa (repolarización). Este rápido ciclo de despolarización y repolarización transporta el impulso eléctrico a lo largo del axón.
En la terminal del axón, la señal eléctrica se convierte en química. Los neurotransmisores se liberan en la hendidura sináptica (el estrecho espacio entre las neuronas) y se difunden para unirse a los receptores de la dendrita de la neurona postsináptica. La unión abre canales iónicos, alterando el potencial de membrana de la célula postsináptica y determinando si se estimula o inhibe. Posteriormente, los neurotransmisores se degradan enzimáticamente o se reabsorben (recaptan) para su reutilización. Esta señalización química se extiende más allá de las neuronas y permite que el sistema nervioso coordine músculos, glándulas y otros órganos.
