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Come funzionano i nervi?
Sono forse dei semplici cavi presenti nel corpo
che conducono l'elettricità, come i cavi nei muri di casa
o all'interno di un computer?
Si tratta di un'analogia molto frequente,
ma la realtà è che i nervi svolgono nel corpo un compito ben più complesso.
Non sono semplicemente cavi, ma sono le cellule che costituiscono i sensori,
rilevatori del mondo esterno e interno,
i trasduttori che convertono le informazioni in impulsi elettrici,
i cavi che trasmettono questi impulsi,
i transistor che trasportano le informazioni
e alzano o abbassano il volume;
e, infine, gli attivatori che recepiscono le informazioni
e fanno in modo che queste abbiano un effetto sugli altri organi.
Considerate questo esempio. Se vostra madre vi accarezza l'avambraccio,
voi reagite con piacere.
Se invece un ragno striscia sul vostro avambraccio, voi sobbalzate e lo scacciate via.
Oppure, se togliendo una torta dal forno il vostro avambraccio sfiora la griglia calda,
voi sobbalzate immediatamente all'indietro.
Un lieve contatto ha dunque causato piacere, paura o dolore.
Come può un solo tipo di cellula avere così tante funzioni?
I nervi sono in realtà fasci di cellule chiamate neuroni
e ognuno di essi è altamente specializzato nel convogliare gli impulsi nervosi,
in forma di energia elettrica,
come risposta a un solo tipo di stimolo, e in una sola direzione.
L'impulso nervoso inizia con un recettore,
ovvero una parte specifica di ciascun nervo,
dove l'impulso elettrico ha origine.
Il recettore di un nervo potrebbe essere quello del calore,
concepito solo per reagire a una rapida impennata della temperatura.
Un altro tipo di recettore è collegato alla peluria dell'avambraccio,
e rileva il movimento di quei peli, come quando un ragno striscia sulla vostra pelle.
Un altro ancora è il meccanocettore a bassa soglia,
attivato da un lieve tocco.
Ciascuno di questi neuroni poi trasmette la sua specifica informazione:
dolore, minaccia, piacere.
E quella informazione viene proiettata verso una specifica area del cervello
ed è questo l'impulso elettrico.
L'interno di un nervo è un fluido ricchissimo di ioni potassio.
Una concentrazione 20 volte più alta che nel fluido presente al suo esterno
mentre quest'ultimo ha 10 volte più sodio dell'interno di un nervo.
Questo squilibrio tra il sodio all'esterno e il potassio all'interno della cellula
porta a una carica elettrica negativa all'interno del nervo
in relazione all'esterno del nervo,
uguale a circa -70 o -80 millivolt.
Ed è chiamato potenziale di riposo di un nervo.
Ma in risposta a tale stimolo che il nervo è concepito per rilevare,
i pori nelle pareti della cellula in prossimità del suo recettore si aprono.
Questi pori sono canali di proteina specializzata
concepiti per far entrare il sodio nel nervo.
Gli ioni di sodio abbassano il loro gradiente di concentrazione,
e quando lo fanno, l'interno del nervo diviene più carico positivamente,
di circa +40 millivolt.
Mentre ciò accade, inizialmente nel nervo proprio attorno al recettore,
se il cambio nella carica elettrica del nervo è sufficientemente grande,
e se raggiunge quella che viene detta 'soglia',
i canali vicini degli ioni di sodio si aprono, seguiti da quelli vicini a questi ultimi,
e così via, in questa maniera,
cosicché la positività si diffonde lungo la membrana del nervo
fino al corpo cellulare dello stesso
e poi attraverso l'estensione lunga e filamentosa del nervo: l'assone.
Nel frattempo, i canali degli ioni di potassio si aprono,
il potassio fuoriesce dal nervo,
e il voltaggio della membrana ritorna normale.
In realtà, lo supera di poco.
E durante questo eccessivo squilibrio della polarità,
il nervo è resistente a un'ulteriore depolarizzazione; è refrattario,
il che impedisce all'impulso elettrico del nervo di viaggiare a ritroso.
Quindi, le pompe degli ioni fanno fluire il sodio indietro fuori dal nervo,
e il potassio nuovamente all'interno del nervo,
ripristinando il normale stato di riposo del nervo.
La parte terminale del nervo, la parte finale dell'assone,
comunica con il suo bersaglio.
Questo bersaglio saranno altri nervi in aree specializzate del midollo spinale,
che possono essere elaborati e poi trasmessi fino al cervello.
Oppure, il bersaglio del nervo potrebbe essere un altro organo, come un muscolo.
Quando l'impulso elettrico raggiunge la fine del nervo,
piccole vescicole, o pacchetti, contenenti neurotrasmettitori chimici,
vengono rilasciati dal nervo e velocemente interagiscono con il bersaglio del nervo.
Questo processo viene detto 'trasmissione sinaptica',
perché la connessione tra il nervo e l'oggetto successivo nella catena
ha come nome sinapsi. È qui, nella sinapsi,
che l'informazione elettrica del neurone può essere modulata,
amplificata,
completamente bloccata
o tradotta in un altro processo informativo.