Qual a velocidade dos impulsos nervosos?

Isaac Asimov*

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O que faz o impulso nervoso ser rápido?
Qual a velocidade de transmissão do impulso nervoso de uma célula que sofreu o processo de mielinização?
Que fatores interferem a velocidade do impulso nervoso?
O que define a intensidade de um impulso nervoso?

Depende do que se entenda por “pensamento”.

Poder-se-ia ter em mente a imaginação. Posso imaginar-me estando nesse exato m omento aqui na Terra e um segundo mais tarde imaginar que estou em Marte ou em Alfa Centauro ou perto de algum distante quasar. Se é isso o que se entende por “pensamento” então pode-se sustentar que o pensamento pode assumir qualquer velocidade, inclusive a infinita.

Sim, mas realmente não fui transportado a tais distâncias, não é? Posso imaginar-me estando presente no momento da formação da Terra, mas isso não significa que participei de alguma viagem no tempo. Posso imaginar-me no centro do Sol, m,as isso não quer dizer que eu consiga realmente sobreviver em tais condições.

Para que a questão tenha significado num sentido científico, deve-se definir o “pensamento” de tal forma que ele tenha uma velocidade que possa efetivamente ser medida por métodos físicos.

Exemplificando, podemos pensar unicamente devido à existência de impulsos que se propagam de célula nervosa para célula nervosa. Qualquer ação que envolva o sistema nervoso depende desses impulsos. Quando você toca num objeto quente, rapidamente retira a mão, mas isso não pode se dar até que a sensação de calor se transmita de sua mão para o seu sistema nervoso central. e que outro impulso nervoso se transmita do seu sistema nervoso central para seus músculos.

O “pensamento” inconsciente envolvido na situação – “sinto algo me queimando, é melhor retirar a mão antes que ela fique gravemente ferida” – não pode exceder o tempo gasto pelo impulso para percorrer a distância necessária de ida e volta. Assim, devemos entender por “velocidade do pensamento” a “velocidade do impulso nervoso” ou nenhuma resposta será possível.

Em 1846, o grande fisiologista alemão Johannes Müller, num acesso de pessimismo, afirmou que a velocidade de um impulso nervoso jamais poderia ser medida. Seis anos depois, em 1852, um de seus antigos discípulos, Hermann von Helmholtz, conseguiu medi-la, fazendo uso de um músculo ao qual o nervo ainda estava ligado. Helmholtz estimulava o nervo em diferentes pontos e media o tempo decorrido até que o músculo se contraísse. Ao estimular o nervo num ponto mais distante do músculo, a contração demorava mais para ocorrer. A partir do intervalo da demora, ele calculou o tempo que o impulso nervoso levava para percorrer a distância adicional.

A velocidade do impulso nervoso depende da espessura do nervo; quanto mais espesso, mais rápida a propagação. Ele depende também da presença ou ausência de uma camada de material gorduroso isolando o nervo. Um nervo isolado conduz o impulso nervoso mais depressa que um não-isolado.

Os nervos dos mamíferos são os mais finos do reino animal e, nos melhores nervos dos mamíferos, a velocidade do impulso nervoso pode chegar a cerca de 100 metros por segundo, ou se preferirem 360 quilômetros por hora.

Isso pode parecer demasiado pouco. A velocidade do pensamento não é maior do que a de um avião a hélice de modelo antigo. Mas pense que um impulso nervoso pode ir e voltar de um ponto qualquer a outro do corpo humano em menos que 1/25 de segundo (isso representa o tempo gasto de processamento no sistema nervoso central). A maior extensão de nervo de um mamífero é a que existe na baleia azul de trinta metros de comprimento e , mesmo assim, o impulso nervoso percorre essa distância, ida e volta, em pouco mais que meio segundo, o que é razoavelmente rápido.

* Isaac Asimov foi escritor e bioquímico nascido na Russia. Foi um dos maiores autores de Ficção Científica da História e um dos grandes nomes da divulgação científica de todos os tempos.

ASIMOV, Isaac. Asimov Explica. Trad. Edna Feldman. 3ª Edição. Rio de Janeiro: Francisco Alves. 1986.

A propagação do impulso nervoso faz-se através do fluxo de iões, positivos e negativos, ao nível da membrana celular do axónio, o qual é facilitado por alterações da permeabilidade da membrana.
Num estado de repouso (ausência de estímulos) a superfície interna da membrana celular do neurónio encontra-se carregada negativamente em relação à superfície externa da membrana, que se encontra carregada positivamente - polarização. A diferença de potencial elétrico entre as duas faces da membrana (potencial de membrana) deve-se, principalmente, à distribuição desigual dos iões de sódio (Na+) e potássio (K+) dentro e fora do neurónio, por ação da bomba de sódio e potássio (bomba Na+/K+). Nestas condições o neurónio tem um potencial de repouso.
Quando o neurónio recebe um estímulo, a polaridade da membrana celular é trocada - despolarização -, devido à passagem do impulso nervoso, e o neurónio passa a ter um potencial de ação.

Células nervosas ampliadas distinguindo-se o corpo celular e as dendrites

Após a passagem do impulso nervoso, a membrana celular volta ao seu estado inicial polarizado - repolarização - e o neurónio retoma ao seu estado de repouso - potencial de repouso.
A velocidade de propagação do impulso nervoso depende da estrutura do axónio. A condução do potencial de ação é progressivamente mais rápida em axónios de maior diâmetro e com bainha de mielina. Os axónios de maior calibre oferecem uma resistência menor ao fluxo do impulso nervoso. Nos axónios mielinizados, como a mielina isola eletricamente a membrana celular, o potencial de ação propaga-se apenas nos nódulos de Ranvier. Assim, o impulso nervoso propaga-se de nódulo em nódulo, numa condução saltatória, e não ao longo de toda a membrana do axónio, o que aumenta consideravelmente a velocidade de transmissão da informação.
O impulso nervoso propaga-se num só sentido, das dendrites para o corpo celular e deste para o axónio.
A transmissão do impulso nervoso de um neurónio para outro ocorre através das sinapses. Esta transmissão pode ocorrer diretamente - por propagação do potencial de ação do neurónio pré-sináptico para o neurónio pós-sináptico -, no caso das sinapses elétricas, ou pela libertação de neurotransmissores - pelo neurónio pré-sináptico para a fenda sináptica -, no caso das sinapses químicas, que se ligam a recetores da membrana do neurónio pós-sináptico.

O que faz o impulso nervoso ser rápido?

Isso se deve a um processo denominado de bomba de sódio e potássio, no qual três íons Na⁺ são bombeados para fora da célula a cada dois íons K⁺ que são bombeados para dentro dela.

Qual a velocidade de transmissão do impulso nervoso de uma célula que sofreu o processo de mielinização?

A velocidade de um impulso nervoso chega a ser 100 vezes mais rápida em axônios mielinizados, mas para que ocorra o aumento da velocidade de condução a espessura da bainha deve ser proporcional ao diâmetro da fibra em seu interior.

Que fatores interferem a velocidade do impulso nervoso?

A velocidade de propagação do impulso nervoso depende da estrutura do axónio. A condução do potencial de ação é progressivamente mais rápida em axónios de maior diâmetro e com bainha de mielina. Os axónios de maior calibre oferecem uma resistência menor ao fluxo do impulso nervoso.

O que define a intensidade de um impulso nervoso?

Assim, não existe variação de intensidade de um impulso nervoso em função do aumento do estímulo; o neurônio obedece à regra do “tudo ou nada”. Dessa forma, a intensidade das sensações vai depender do número de neurônios despolarizados e da frequência de impulsos.