首先,当神经元的树突接收到刺激后,会在细胞膜内外产生电位差的变化。这一变化会引发动作电位的产生,动作电位是一种短暂的电位波动,它以可传播的形式沿神经纤维移动。动作电位的产生依赖于钠离子(Na⁺)和钾离子(K⁺)通道的开放与关闭。当神经细胞膜去极化达到一定阈值时,电压门控钠通道打开,导致钠离子内流,使细胞内部电位迅速上升,形成动作电位的上升支;随后,钾通道开启,钾离子外流,使电位下降,形成动作电位的下降支。
在有髓鞘的神经纤维中,兴奋的传导方式为跳跃式传导。髓鞘是由施万细胞或少突胶质细胞形成的绝缘层,它能够阻止电流通过,但其节点处(郎飞结)允许离子交换。因此,动作电位仅在郎飞结处发生,使得兴奋的传导速度大大加快,同时节省能量。
无髓鞘神经纤维则不同,动作电位必须连续地在整个轴突表面传播,这种方式虽然较慢,但在某些情况下却是必要的。
总之,无论是有髓鞘还是无髓鞘的神经纤维,兴奋的传导都依赖于离子通道的精确调控以及细胞膜电位的变化。这一过程保证了生物体对外界刺激做出迅速反应的能力,也是神经系统高效运作的关键所在。