Prijenos signala nervnim vlaknom

Jedna od karakterisitka svakog signala koji se mora prenijeti je njegov intenzitet, npr intenzitet boli. Različiti stepeni intenziteta mogu se prenijeti bilo pomoću većeg broja paralelnih vlakana, bilo slanjem većeg broja impulsa samo jednim vlaknom. Ta dva mehanizma zovu se prostorna odnosno vremenska sumacija.

Prostorna sumacija:  je pojava gdje se sve veća jačina signala prenosi pomoću sve većeg broja vlakana. Koža je inervirana velikim brojem paralelnih nervnih vlakana za bol. Svako od njih grana se na stotine sićušnih slobodnih nervnih završetaka koji služe kao receptori za bol. Cijeli skup vlakanaca koji potiče od jednog vlakna za bol često pokriva površinu kože prečnika čak 5 cm. To se polje naziva receptivnim poljem tog vlakna. Broj je završetaka u centru polja velik, a prema periferiji postaje sve manji. Takođe, razgranata nervna vlakanca se preklapaju s onima koja potiču od drugih vlakana za bol. Prema tome, ubod kože iglom obično istovremeno podražuje završetke mnogo različitih vlakana za bol. Ubode li se središte receptivnog polja nekog vlakna za bol, stepen podraženosti tog vlakna biće mnogo veći nego pri ubodu na periferiji polja.

Presjek nervnog snopa: Kod slabog podražaja podraženo je samo jedno vlakno u sredini snopa, a pojedina su susjedna vlakna slabo podražena. Što signali postaju jači to se podražuje više vlakana, jači se signali šire na sve veći broj vlakana. Tu pojavu nazivamo prostorna sumacija.

Ekscitacija samo jednog presinaptičkog završetka na površini neurona gotovo nikad neće podražiti neuron. Količina neurotransmitera koja se oslobodi iz jednog završetka dovoljna je za postizanje EPSP-a koji obično nije veći od 0.5mV – 1mV, a za dosezanje uobičajenog praga podražaja potebno je 10-20 mV. Medjutim, kada je podražena grupa neurona, obično je istodobno stimulisano mnogo presinaptičkih završetaka. Iako su ti čvorići razmješteni po velikoj površini neurona, njihovi se učinci ipak mogu zbrajati.

Promjena potencijala na bilo kojem mjestu unutar some uzrokuje gotovo jednaku promjenu potencijala posvuda u somi. To je posljedica velike električne vodljivosti unutar velikog tijela neurona. Prema tome, za svaku ekscitacijsku sinapsu koja okine istodobno s ostalima, potencijal u tijelu neurona postaje pozitivniji za djelić mV. Kad EPSP postane dovoljno velik, dosegnuće prag okidanja, pa će nastati akcioni potencijal. Taj učinak zbrajanja istovremenih postsinaptičkih potencijala nastalih aktiviranjem većeg broja završetaka na velikoj površini membrane naziva se prostorna sumacija.

Vremenska sumacija: Povećanje frekvencije nervnih impulsa u svakom vlaknu drugi je način prenosa signala sve većeg intenziteta, a naziva se vremenska sumacija. Svaki put kada neki završetak okine, oslobođeni neurotransmiter otvori membranske kanale tokom približno 1 ms. Obzirom da postsinaptički potencijal traje do 15 ms, drugo otvaranje istog kanala može povećati postsinaptički potencijal na još veći nivo. Znači, što je veća učestalost podraživanja završetka, veći je i efektivni postsinaptički potencijal. Dakle, nastaju li uzastopni postsinaptički potencijali iz pojedinih presinaptičkih završetaka dovoljno brzo, mogu se zbrajati isto kao što se zbrajaju potencijali koji potiču iz različitih završetaka rasutih po pvršini neurona. Takvo se zbrajanje naziva vremenska sumacija. Moguće je istodobno zbrajanje inhibicijskih i ekscitacijskih postsinaptičkih potencijala, a ova se dva učinka mogu međusobno djelimično ili potpuno poništiti.