En una sinapsis, la terminal de una neurona se encuentra con una diana — otra neurona, una fibra muscular, una célula glandular. En una sinapsis eléctrica, uniones comunicantes conectan las dos células y la corriente pasa directamente — rápida, bidireccional, sin amplificación, empleada donde importan la velocidad y la sincronía (reflejos de huida, el corazón). En una sinapsis química, las células están separadas por una hendidura de y la señal es una molécula. Un potencial de acción que llega a la terminal abre canales de calcio dependientes de voltaje; el calcio entra y, en una fracción de milisegundo, hace que vesículas de neurotransmisor se fusionen con la membrana y se vacíen en la hendidura; el transmisor la atraviesa por difusión en microsegundos y se une a receptores de la membrana postsináptica — ya sean canales iónicos que abre (ionotrópicos, rápidos) o receptores acoplados a proteínas G (metabotrópicos, más lentos, Capítulo 19); la corriente resultante desplaza el potencial postsináptico unos pocos milivoltios, hacia arriba (un potencial postsináptico excitador, debido a canales que dejan pasar sodio) o hacia abajo (uno inhibidor, debido a canales que dejan pasar cloruro o potasio); y el transmisor se retira en milisegundos mediante una enzima o un transportador. El retraso es de medio milisegundo; ese precio compra la transmisión en un solo sentido, la amplificación, la inhibición y la modificabilidad — todo lo que un sistema nervioso necesita más allá de la mera conducción.
Ejemplos
Ejemplo 20.10 (Transmisores y fármacos)
La acetilcolina en la unión neuromuscular y en el sistema nervioso autónomo; el glutamato, principal transmisor excitador del encéfalo, y el GABA, principal transmisor inhibidor; las monoaminas noradrenalina, dopamina y serotonina, que modulan circuitos enteros a partir de unos pocos miles de células; y decenas de péptidos. Casi todos los fármacos que actúan sobre la mente actúan sobre una sinapsis: las benzodiacepinas refuerzan el canal del GABA, los antidepresivos bloquean el transportador de la serotonina, la cocaína bloquea el de la dopamina, los opiáceos imitan a un péptido, la nicotina imita a la acetilcolina en un receptor y la atropina la bloquea en otro, la toxina botulínica corta las proteínas que fusionan la vesícula. La sinapsis es donde se encuentran la química del Capítulo 19 y la electricidad de este capítulo, y donde un sistema nervioso aprende: las sinapsis que se usan se refuerzan, y ese refuerzo (el volumen del tercer año) es la memoria.