• เซลล์ประสาท ประกอบด้วยส่วนที่สำคัญสองส่วน คือ ตัวเซลล์ (cell body) และเส้นใยประสาท (nerve fiber) ตัวเซลล์เป็นส่วนของไซโทรพลาซึมและนิวเคลียส ตัวเซลล์มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4-25 ไมโครเมตร ภายในมีออร์แกเนลล์ที่สำคัญ คือไมโทรคอนเดรีย เอนโดรพลาสมิกเรติคูลัมและกอลจิคอมเพล็กซ์จำนวนมาก ใยประสาทเป็นส่วนของเซลล์ที่ยื่นออกมาตัวเซลล์มีลักษณะเป็นแขนงเล็กๆ เส้นใยประสาทแบ่งได้ดังนี้

1. เดนไดรต์ (dendrite) คือ เส้นใยประสาทที่รับกระแสประสาท โดยเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์จะมีเดนไดรต์แยกออกจากตัวเซลล์ 1 เส้นใยหรือหลายเส้นใย

2. แอกซอน (axon) คือ เส้นใยประสาทที่ส่งกระแสประสาทโดยทั่วไปแอกซอนจะมีเพียง 1 เส้นใยเท่านั้น อาจจะสั้นหรือยาวได้ถึง 1 เมตร บริเวณปลายของแอกซอนมีการแตกแขนง และปลายสุดของแขนงมีลักษณะโป่งพองคล้ายกระเปาะ

กรณีที่ใยประสาทยาว ซึ่งมักเป็นใยประสาทของแอกซอนจะมีเยื่อไมอีลิน (myelin sheath) มาหุ้มใยประสาท เยื่อไมอีลินมีสารจำพวกลิพิดเป็นองค์ประกอบ เมื่อตรวจภาคตัดขวางของเยื่อไมอีลิน ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน พบว่าเยื่อไมอีลินติดต่อกับเซลล์ชวันน์ (Schwann cell) ซึ่งเป็นเซลล์ค้ำจุนชนิดหนึ่ง แสดงว่าเยื่อไมอีลินเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มของเซลล์ชวันน์ ส่วนของแอกซอนตรงบริเวณรอยต่อระหว่างเซลล์ชวันน์แต่ละเซลล์เป็นบริเวณที่ไม่มีเยื่อไมอีลินหุ้มเรียกว่า โนดออฟแรนเวียร์ (node of Ranvier)

• เซลล์เกลีย เป็นเซลล์ที่มีจำนวนมากมายเป็นหลายๆร้อยล้านตัว และมีมากกว่าเซลล์ประ สาทถึงประมาณ 5-10 เท่า กระจายอยู่ทั่วไปในระบบประสาท โดยเฉพาะในระบบประสาทส่วน กลาง และมีอยู่หลากหลายชนิด โดยแต่ละชนิดทำหน้าที่ ที่แตกต่างกัน

หน้าที่โดยทั่วไปของเซลล์เกลีย คือ ช่วยพยุงให้เซลล์ประสาทอยู่ในตำแหน่งคงที่ โดยเซลล์เกลียจะเป็นตัวช่วยพยุงอยู่โดยรอบเซลล์ประสาท, ช่วยเป็นแหล่งอาหารและออกซิเจนของเซลล์ประสาท, ช่วยเป็นฉนวนกั้นเซลล์ประสาทไม่ให้มีกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการทำงานของเซลล์ประสาทรบกวนกันเอง, ช่วยป้องกันเชื้อโรคที่จะเข้าสู่เซลล์ประสาท, ช่วยกำจัดซากเซลล์ประสาทที่ตายแล้ว, และมีส่วนช่วยในการรับ-ส่งสัญญาณจากเซลล์ประสาท

เซลล์ประสาทมีรูปร่างและจำนวนใยประสาทแตกต่างกันไปแล้วแต่ชนิดและหน้าที่ของเซลล์ถ้าใช้จำนวนใยประสาทต่อหนึ่งเซลล์ประสาทเป็นหลัก อาจแบ่งเซลล์ประสาทออกเป็น 4 ประเภทคือ

เซลล์ประสาทจำแนกตามหน้าที่ได้ 3 ชนิด ได้แก่

เซลล์ประสาทรับความรู้สึก (sensory neuron) คือ เซลล์ประสาทที่รับกระแสประสาทจากหน่วยรับความรู้สึกแล้วถ่ายทอดกระแสประสาทไปยังเซลล์ประสาทสั่งการโดยอาจผ่านเซลล์ประสาทประสานงานหรือไม่ผ่านก็ได้ ตัวเซลล์ประสาทรับความรู้สึกอยู่ที่ปมประสาทรากบนของไขสันหลัง

เซลล์ประสาทสั่งการ (motor neuron) มักมีใยประสาทแอกซอนยาวกว่าเดนไดรต์ อาจยาวถึง 1 เมตร เพราะเซลล์ประสาทสั่งการที่อยู่ในไขสันหลังต้องส่งกระแสประสาทออกจากไขสันหลังเพื่อนำกระแสประสาทไปยังหน่อยปฏิบัติงานเช่นกล้ามเนื้อแขนขา ซึ่งอยู่ห่างไกลจากไขสันหลังมาก

เซลล์ประสาทประสานงาน (association neuron) เซลล์ประสาทชนิดนี้อยู่ในสมองและไขสันหลัง จะเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทรับความรู้สึกกับเซลล์ประสาทสั่งการ ใยประสาทของเซลล์ประสาทประสานงาน อาจมีความยาวเพียง 4-5 ไมโครเมตรเท่านั้น

1. การเกิดกระแสประสาท

สิ่งเร้าชนิดต่างๆ เช่น เสียง ความร้อน สารเคมีที่มากระตุ้นหน่วยรับความรู้สึกจะถูกเปลี่ยนให้เป็นกระแสประสาท จาการวิจัยของนักสรีรวิทยาหลายท่าน โดยเฉพาะฮอดจ์กิน (A.L. Hodgkin) และฮักซเลย์ (A.F. Huxley) ผู้ได้รับรางวัลโนเบลในปี พ.ศ. 2506 ทำให้ทราบว่ากระแสประสาทเกิดขึ้นได้อย่างไรโดยการนำไมโครอิเล็กโทรด ซึ่งมีลักษณะคล้ายหลอดแก้วที่ดึงให้ยาวตรงปลายเรียวเป็นท่อขนาดเล็กมาต่อกับมาตร วัดความต่างศักย์ไฟฟ้าจากนั้นเสียบปลายของไมโครอิเล็กโทรด เข้าไปในแอก ซอนของหมึกและแตะปลายอีกข้างหนึ่งที่ผิวด้านนอกของแอกซอนของหมึก จากการทดลองสามารถวัดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง ภายในและภายนอกเซลล์ประสาทของหมึกพบว่ามีค่าประมาณ -70 มิลลิโวลต์ซึ่งเป็น ศักย์เยื่อเซลล์ระยะพัก (resting membrane potential) เยื่อหุ้มเซลล์มีโปรตีนทำหน้าที่ควบคุมการเข้าออกของไอออนบางชนิด เช่น NA⁺ เรียกว่า ช่องโซเดียม และ K⁺ เรียกว่าช่องโพแทสเซียม

กระแสประสาทเกิดจากการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าที่เยื่อหุ้มเซลล์ประสาท เรียกว่า แอกชันโพเทนเชียล