Нейрон, передающий сигнал, похож на крошечный аккумулятор, который быстро разряжается и заряжается вновь. Почти 70 лет считалось, что за фазу перезарядки отвечает особый «калиевый клапан», открывающийся с задержкой. Новая работа утверждает: этот ток — призрак. Он возник из-за того, что мембрану нейрона рассматривали как простой конденсатор, забывая о его сложной геометрии.
Ошибка пряталась в электрической модели. Когда через мембрану течёт ионный ток, часть заряда накапливается на самой мембране — это ёмкостной ток. В старых опытах его ошибочно приняли за движение ионов калия. Авторы показывают, что прямые доказательства того «калиевого» тока были артефактом — следствием несовершенного понимания схемы.
Если применить законы физики, подходящие для живой ткани (а не для неживых проводников), и добавить в расчёт начальный сегмент аксона, модель перестаёт нуждаться в задержанном калиевом токе. Нервный импульс — потенциал действия — описывается чисто и без противоречий. Это не просто поправка в учебнике: от понимания ионного движения зависят методы лечения эпилепсии, аритмий и других болезней, где нейронный «оркестр» сбивается с ритма.
Крошечный аккумулятор нейрона работает проще, чем казалось. Перезарядка происходит не из-за медленного калия, а благодаря самому конденсатору мембраны, который разряжается быстрее и точнее. Старый призрак развеян — и теперь электрический почерк мысли виден яснее.
Начальный сегмент аксона — место, где генерируется нервный импульс, — настолько мал, что его толщина составляет около 1 микрона, что в 50 раз тоньше человеческого волоса.