Типичный нейрон имеет клеточное тело, содержащее ядро с молекулой ДНК и другие органеллы, а также два различных типа выступающих волокон, дендриты и аксоны. Дендрит, разветвленная структура для приема сигналов, пассивно проводит электрические сигналы через тело клетки к аксону, передатчику внутри нейрона. В начале аксона существует особая зона, которая генерирует импульсы. Эти импульсы могут распространяться регенеративным способом (словно пламя, движущееся вниз по фитилю, непрерывно воспламеняющее каждый следующий сегмент) на большие расстояния. Достигая концевого участка аксона (терминали), импульс серией биохимических реакций запускает высвобождение химического нейротрансмиттера, который рассеивается через крошечный заполненный жидкостью промежуток, чтобы активировать особые рецепторы нейротрансмиттера в дендрите следующего нейрона. Место такого контакта между нейронами называется синапсом. Процесс, посредством которого электрические сигналы преобразуются в химические, а затем вновь в электрические в принимающем нейроне, называется синаптической передачей.
Нейроны, передающие тактильную информацию от кожи к спинному и головному мозгу, устроены не как типичные дендритно-аксонные структуры. Вместо этого у них есть единственный длинный аксон, идущий от точки на коже, которую они ощущают, к спинному мозгу. Тело клетки прикреплено к аксону небольшим отростком, лежащим в глубине. Клеточные тела многих сенсорных нейронов сгруппированы вместе в структуру, называемую ганглием дорсального корешка, который находится непосредственно за спинным мозгом. Существует множество пар дорсальных корешковых ганглиев (по одной на каждой стороне тела), каждая из которых связана с одной из позвоночных костей.
Задумываясь об электрических сигналах, мы представляем импульсы в наших ноутбуках или смартфонах, движущиеся со скоростью, не многим меньшей скорости света, около 1076651136 км в час. Передача электрических импульсов в нервной системе гораздо более медленный процесс. Аксоны, несущие информацию от механорецепторов кожи, могут передавать импульсы со скоростью около 241 км в час. На такое способны некоторые из наиболее быстрых аксонов в нервной системе, но они все еще более чем в 4 млн раз медленнее сигналов в электронных устройствах.
Представьте, что огромный великан лежит в мировом океане. Голова его находится в Балтиморе, а ноги болтаются в водах у Кейптауна, Южная Африка. Если в понедельник в полдень он коснется большим пальцем ноги водорослей, активировав свои механорецепторы, то не почувствует ничего до полудня среды, когда сигнал достигнет неокортекса его мозга, и он не сможет дергать ногой до субботнего утра. Ключевой момент в том, что электрическим сигналам, идущим от кожи в мозг, требуется время, а импульсам из отдаленных частей тела, таких, как пальцы ног, требуется больше времени, чем из более близких мест, например, лица.
