神经信息传递

在果壳网看到一篇将神经信息传递的文章，先记录在这里，他是以感觉神经元的传输信息为例：

第一个感觉神经元直接连接感受器，就拿触觉感受器来举例吧，触觉感受器在解除到东西的时候发生微弱的形变，驱动上面的机械门控通道打开，导致钙、钠离子内流同时钾离子外流，导致膜电位发生改变，于是周围的电压门控通道会因此打开导致更多的电压门控通道打开，最后显著改变膜电位，于是神经元上面的电压门控通道会感受到周围电压的变化而开放，于是信号来到了神经元上。
然后呢，神经元上有一类称为髓鞘的结构，神经元每隔一定距离就会有一小段区域是没有髓鞘的，这种结构称为郎飞节，一个郎飞节上膜电位变化会导致相邻两个郎飞节之间产生一个回路，从而神经信号可以从一个郎飞节跳跃到下一个郎飞节，但是每跳跃一次，就需要新的郎飞节上面的电压门控通道打开，膜内外离子交换积累膜电位变化后才能完成下一次跳跃。
当信号终于传到第一个神经元末端（轴突末端突触）的时候，突触上面的电压敏感蛋白会触发一些二级信号分子导致内部细胞骨架发生一系列的变化，从而将一个含有很多化学物质的小泡状结构（突触小体）推动到突触的膜上，从而释放出突触小体中包含的化学物质（神经递质），这些物质会自由扩散到与这个突触靠的很近的第二级神经元的突触上，并且会和这个突触膜上的配体结合，从而激活一系列二级信号分子，继而打开第二级神经元上的一些专门的离子通道，实现膜内外离子交换，从而将信号传递到二级神经元上。

任何时候，钠离子是细胞膜外的浓度高于细胞膜内，钾离子是细胞膜外的浓度低于细胞膜内。
静息状态下钾离子是顺着浓度梯度不断离开神经细胞的。
细胞膜的离子通透性很差，只能通过离子通道（实际上是在细胞膜内侧和外侧来来回回的蛋白质）运输。从高浓度往低浓度方向运输离子是“协助扩散”，不消耗ATP，反过来的运输是“主动运输”，消耗ATP。

具体过程是这样：

1. 静止状态的神经细胞，带一丁点负电。膜电位，或者说内外电势差，大概是-70mV。
2. 当刺激从神经元四周的树突传过来时，神经细胞会先打开一些从外向内的钠离子通道，钠离子带正电，所以细胞内外电压差开始缩小（细胞内部的负电被逐渐中和）。由于外部的钠离子浓度本来就比较高，所以这个过程不消耗ATP，属于“协助扩散”进来的。
3. 当电势差变成-55mV时（阀值，不同神经细胞这个电位略有不同），大量的钠离子通道被打开，于是大量钠离子开始快速进入神经细胞。注意这个时候还是外面的钠离子浓度比内部高。只不过浓度差比原来低了些。所以这个过程还是不消耗ATP。
4. 此时，由于该神经细胞钠离子浓度相对静止状态的神经细胞高一些，就开始往四周神经细胞扩散（当然是沿着轴突，因为细胞膜离子通透性很差，而且外部的钠离子浓度比内部高，扩散不出去……），于是开始对下一个神经细胞进行刺激。
5. 由于钾离子浓度是细胞膜内比细胞膜外高，随着带正电的钾离子离开神经细胞，当前这个神经细胞的电势差逐渐恢复到-70mV。此时下一个神经细胞的电势差差不多也该到-55mV了……

由于离子浓度变化是蛋白质运输离子导致的，耗费时间电势差才能到达阀值，所以神经细胞之间的电信号传播比自由电子慢一点，大概在100米/秒。