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神经元是神经系统的基本功能单位，具有独特的结构特点。神经元主要由四个部分组成：细胞体含有细胞核，是神经元的营养和代谢中心；树突负责接收来自其他神经元的信号；轴突是神经冲动传导的主要通道；轴突末梢则负责释放神经递质，将信号传递给下一个神经元。这种特殊的结构使神经元能够高效地完成信号的接收、整合和传递功能。
神经冲动的产生是一个复杂的电生理过程。在静息状态下，神经元膜内外维持约负70毫伏的电位差，这就是静息电位。当神经元受到足够强的刺激时，钠离子通道开放，钠离子大量内流，使膜电位快速上升，这个过程叫做去极化。随后钾离子通道开放，钾离子外流，膜电位恢复到静息水平，这叫做复极化。整个过程形成的电信号就是动作电位，它会沿着轴突单向传播，将信息传递到神经元的末梢。
突触是神经元之间信息传递的专门化结构，具有精细的微观构造。突触主要由三个部分组成：突触前膜位于轴突末梢，含有大量突触小泡，这些小泡储存着神经递质分子；突触间隙是一个宽度约20到50纳米的狭窄空间，神经递质在此扩散；突触后膜位于接收神经元一侧，含有特异性的受体蛋白。此外，突触前膜还含有钙离子通道和线粒体等重要结构，它们在神经递质的释放过程中发挥关键作用。这种精密的结构设计确保了神经信号能够准确、高效地在神经元之间传递。
化学性突触传递是一个精确而复杂的过程，包含六个关键步骤。首先，动作电位沿轴突传播到达突触前膜；接着，膜去极化导致钙离子通道开放，钙离子大量内流；钙离子的内流触发突触小泡与突触前膜融合；随后，储存在小泡内的神经递质被释放到突触间隙中；神经递质扩散并与突触后膜上的特异性受体结合；最后，受体激活导致离子通道开放，在突触后膜产生电位变化，称为突触后电位。这个过程实现了电信号到化学信号再到电信号的转换，确保了神经信息的准确传递。