هل يمكن التمييز بين الأيونات السالبة وبين الأيونات الموجبة؟
الأيون هو نوع كيميائي (ذرّة أو جزيء) مشحون كهربائياً. يمكن التمييز بين الأيونات السالبة وبين الأيونات الموجبة.
إن الشحنات الكهربائية الموجبة و السالبة متساوية تماماََ في كل الأجزاء الخلوية ما عدا المناطق المجاورة لسطح غشاء الخلية ؛ و يسمى ذلك مبدأ التعادلية الكهربائية electrical neutrality الذي يعني بأنه يوجد لكل أيون موجب أيون سالب مجاور له يعادله ، و لولا ذلك لظهرت جهود كهربائيةبملايين الفولتات ضمن السائل الخلوي . و عندما تُضخ شحنات كهربائية إلى خارج الغشاء الخلوي فإنها تتراصف على طول الغشاء كما تتراصف داخله الصواعد التي تُركت هناك . و يخلق ذلك طبقة ثنائية القطب dipole layer من شحنات موجبة و سالبة بين داخل الغشاء الخلوي و خارجه ، و لكنه يترك أيضاََ أعداداََ متساوية من الشحنات الموجبة و السالبة في كل مكان آخر في السوائل . و هذا هو نفس التأثير الذي يحدث عندما تصبح صفيحات مكثفة capacitor كهربائية مشحونة كهربائياََ ؛ أي اصطفاف شحنات موجبة و سالبة على الطرفين المتعاكسين للغشاء العازل الكهربائي dielectric بين الصفيحتين . و في الواقع تعمل الطبقة المزدوجة الشحمية لغشاء الخلية كعازل كهربائي لمكثفة غشاء الخلية مثل الميكا mica أو الورق أو الميلار Mylar الذي يعمل كعازل كهربائي في المكثفات الكهربائية . و بسبب الرقة المتناهية ( 7 نانومترات فقط ) لغشاء الخلية تتولد فيه مُواسعة capacitance عالية جداََ بالنسبة لمساحته ؛ تصل إلى حوالي ميكروفاراد واحد لكل سنتيمتر مربع [5]. و ما دام المسرى المستخدم لقياس فرق الجهد موضوعاََ على خارج غشاء العصب يكون الجهد المسجل صفراََ ، و هو جهد السائل خارج الخلايا . و من ثم عندما يمر مسرى التسجيل خلال الطبقة ثنائية القطب في غشاء الخلية ينقص الجهد إلى -90 ميللي فولت ، ثم يبقى الجهد الكهربائي عند مستوى ثابت أثناء مرور المسرى عبر داخل الليف ثم ينعكس ثانية إلى الصفر في لحظة مروره خلال غشاء الجهة المعاكسة . و في الحقيقة إن لعمل غشاء العصب كمكثفة دلالة خاصة مهمة ؛ فمن أجل خلق شحنة سلبية داخل الغشاء الخلوي لا بد من نقل أيونات موجبة كافية إلى الخارج لكي تولد طبقة نائية القطب في الغشاء نفسه . و يمكن أن تبقى كل الأيونات داخل الليف العصبي إما موجبة أو سالبة . و لذلك فإن مجرد نقل أعداد صغيرة من الأيونات خلال الغشاء الخلوي يكون كافياََ لتوليد الجهد السوي - 90 ميللي فولت في داخل الليف العصبي ، و لا يحتاج لذلك إلا لنقل 1/5000000 إلى 1/100000000 من مجموع الشحنات الموجبة الموجودة داخل الليف العصبي . كما يمكن لحركة عدد صغير مساوِِ من الأيونات الموجبة إلى داخل الليف العصبي من أن تعكس الجهد من -90 ميللي فولت إلى +35 ميللي فولت خلال 1/10000 من الثانية . و يسبب هذا الانزياح السريع للأيونات بهذا الأسلوب توليد الإشارات العصبية خلال الليف العصبي [lower-alpha 3].