W pierwszej części tej książki wspomniano, że impuls nerwowy ma charakter impulsu elektrycznego. To stwierdzenie wydaje się zaskakujące, jeżeli weźmie się pod uwagę własności elektryczne włókna nerwowego. Badania bowiem wykazały, że jego oporność jest 100 000 000 razy większa niż oporność drutu miedzianego, a przewodnictwo błony włókna osiowego jest 1 000 000 razy większe niż przewodnictwo używanych w technice materiałów izolacyjnych. Te własności są przyczyną, dla której impuls elektryczny wprowadzony do włókna osiowego zanika zupełnie po przebyciu zaledwie kilku milimetrów. Impuls nerwowy natomiast przebywa czasem drogę ponad 1 m bez osłabienia lub zniekształcenia. Dzieje się tak dzięki temu, że w stosunku do impulsu nerwowego włókno osiowe nie jest wyłącznie biernym przewodnikiem, ale wzmacnia i podtrzymuje biegnący w nim impuls. Taki impuls nerwowy biegnie wzdłuż włókna osiowego z szybkością, która w pewnych wypadkach może dochodzić do 300 m/sek. Zachodzi teraz pytanie, jaki jest mechanizm powstania i wędrówki impulsu nerwowego. Do chwili obecnej trwają liczne badania poświęcone temu zagadnieniu, a nasza wiedza daleka jest od ostatecznego rozwiązania zagadki. Kilka jednak taktów dotyczących impulsu nerwowego można już dziś przytoczyć z całą pewnością. W poprzedniej części tej książki wspomniano, że wskutek specjalnego mechanizmu, zwanego pompą sodowo-potasowa, następuje stałe usuwanie jonów Na+ z komórki do jej otoczenia. Usuwane jony Na+ gromadzą się na zewnątrz błony komórki, a więc i błony włókna nerwowego. W ten sposób liczba ładunków dodatnich na zewnątrz błony włókna nerwowego jest większa niż wewnątrz. Wskutek różnicy w liczbie ładunków dodatnich po obu stronach błony włókna nerwowego po- między dwiema powierzchniami istnieje różnica potencjałów elektrycznych (napięcie) wynosząca około 60—90 mV. Wielkość tę zmierzono przykładając jedną elektrodę do powierzchni włókna, a drugą, bardzo maleńką, wprowadzając do jego wnętrza. Napięcie to warunkuje prawidłową czynność pompy usuwającej z wnętrza włókna nerwowego stale tu napływające jony Na+. Jeżeli napięcie zostanie obniżone, czynność pompy ulegnie osłabieniu i nie nadąży ona usuwać jonów Na+, które teraz w coraz większej liczbie będą dostawać się do wnętrza włókna. Im więcej jonów Na+ dostaje się do wnętrza włókna, tym bardziej zmniejsza się różnica potencjałów i tym słabiej działa pompa. Wreszcie dochodzi do tego, że więcej jonów Na+ znajduje się we wnętrzu włókna niż na zewnątrz. Taka sytuacja stanowi zapoczątkowanie impulsu nerwowego, który teraz będzie przesuwał się wzdłuż włókna nerwowego. Przesuwanie się impulsu odbywa się dzięki powstaniu prądu elektrycznego płynącego wewnątrz i na zewnątrz włókna od miejsca z przewagą jonów Na+ do miejsca z ich niedoborem. Prąd ten, z jednej strony, powoduje zmniejszenie różnic potencjałów w odcinku włókna dotychczas normalnym, z drugiej zaś likwiduje zmiany w odcinku dotychczas zmienionym. Zmniejszenie napięcia, jak powiedziano przed chwilą, prowadzi do szeregu zmian dających w końcowym wyniku impuls nerwowy. Wskutek opisanego prądu elektrycznego- impuls znajduje się w następnym odcinku włókna i tu znowu zapoczątkowuje szereg zmian, które możemy ułożyć w następującą kolejność: lokalny prąd — zmniejszenie napięcia — upośledzenie pompy sodowej — wejście jonów Na+ do włókna — impuls — lokalny prąd. Po przesunięciu się impulsu w odcinku włókna mającym nadmiar jonów Na+ rozpoczyna wzmożoną działalność pompa sodowa usuwająca nadmiar wspomnianych jonów. W tym okresie czynności pompy odcinek włókna nerwowego staje się niewrażliwy na czynniki zmieniające potencjał jego błony, a więc niezdolny do powstania nowego impulsu. Ten okres nosi nazwę niewrażliwości lub refrakcji i jest zjawiskiem występującym w całym układzie nerwowym. Każde włókno i każda komórka nerwowa po przejściu przez nie impulsu są przez krótki czas niewrażliwe i nie przewodzą następnych impulsów. Wszystkie opisane tutaj procesy zachodzą w ułamku sekundy i dotyczą tak znikomych ilości jonów, że praktycznie skład chemiczny komórki nerwowej lub włókna nerwowego nie ulega zmianie. Zjawiska elektryczne we włóknach nerwowych i komórkach towarzyszące przechodzeniu przez nie impulsów nerwowych mogą być zapisane za pomocą specjalnych przyrządów. Obecnie rozwija się cała gałąź wiedzy poświęcona zapisywaniu i badaniu zjawisk elektrycznych w tkankach. Oddaje ona ogromne usługi nie tylko badaczom, ale i medycynie praktycznej, pozwalając określić umiejscowienie procesu chorobowego w tkankach i narządach, z których prądy elektryczne są zapisywane. Niestety, nie zbadano dotąd, w jaki sposób zmiany fizyczne lub chemiczne stanowiące bodźce dla tkanki nerwowej powodują obniżenie potencjału błony, które zapoczątkowuje impuls nerwowy. Sytuacja, w której każdy bodziec zostaje zamieniony na impuls elektryczny, kryje w sobie pewne niedogodności. Pozwala bowiem na przesłanie przez jedno włókno tylko jednego rodzaju sygnału. Ta niedogodność jest wyrównywana ogromną liczbą włókien nerwowych, z których każde ma zdolność do przewodzenia innego sygnału.