神经元是如何被激活的
大脑的结构是非常复杂的。它由多种细胞组成,其中就包括神经元1。如图0-1所示,每个神经元由一个轴突2和多个树突3组成。人脑中大约有850亿个神经元相互连接。树突对应大脑的灰质,轴突对应白质。
通常,一个神经元的轴突与另一个神经元的树突相连,轴突与树突的接触部位有个很小的空隙,这个空隙被称为突触4。为了交流,即传递电信号,神经元会在其轴突末端释放一种被叫作神经递质5的分子。然后这些神经递质进入突触并黏附在相邻神经元的树突表面。神经递质可以是兴奋性的或抑制性的。
与相邻神经元的树突末端接触时,兴奋性神经递质会产生正电流,该电流通过树突到达轴突的起点。相反,抑制性神经递质则产生负电流,抵消兴奋性神经递质的影响。要激活一个神经元,即让神经元的轴突产生神经冲动,必须让神经元具有足够的或正或负的电位差。换句话说,如果电位差足够大并超过一定的阈值,则会在轴突中产生动作电位,也称为神经冲动6。此时,神经元被激活,电流从轴突的始端传递到末端,继而释放神经递质,刺激或抑制另一个神经元的激活(见图0-1)。
图0-1 神经元的结构及被激活的过程
神经元由树突(从周围的神经元中接收信号)和轴突(将信号传输给其他神经元)组成。神经冲动传递到轴突末端会向突触释放神经递质,一旦被相邻神经元接收,就会影响后者的激活。树突对应大脑的灰质,轴突对应白质。
必须强调的是,在细胞层面上,一个神经元通常与大约10 000个其他神经元相连。因此,一个神经元的激活通常不依赖于单个神经元的作用,而是依赖于大量神经元的协同作用。此外,需要注意的是,神经元通常同时受到兴奋和抑制两种刺激,只有当兴奋明显多于抑制时,神经元才会被激活。
我们可以将神经元的激活机制作一个类比。大脑就像一个汽车司机,一只脚一直放在刹车上(抑制),而另一只脚负责踩油门(兴奋)。如果他用力踩刹车板,也就是当树突中的抑制性神经递质产生一个较大的负电流时,即便他同时也用力踩下油门,也很难让汽车前行,即激活神经元。相反,如果踩刹车板用力很小,也就是当抑制性神经递质很少,负电流较小时,只要稍微踩一下油门就足以让汽车前行了。在神经元层面,也是如此。所以,神经元是否被激活是兴奋和抑制两种刺激不断较量的结果。