轴突电缆特性

轴突电缆特性，指的是把神经元那条长长的输出导线——轴突——当作一根真实的电缆来看时，它表现出的最基本的电学习性。就像一条老式海底电报电缆会漏电、会把你从一端送进去的信号弄得模糊一样，一段轴突也不是完美的导体：当一个电压变化沿着它扩散时，传得越远，信号就越弱、越慢。决定这种行为的有两个物理因素。一个是电阻，也就是电荷流动有多困难——电流沿着轴突内部纵向流动时会遇到电阻，而电流从管壁（也就是细胞膜）横向漏出去时，还会遇到另一种电阻。另一个是电容，即细胞膜储存电荷的能力，它就像一块小电池，必须先被充满，膜另一侧的电压才能改变。

这两个因素合在一起，决定了工程师和神经科学家都关心的两件事：信号能传多远，以及传得多快。一条更粗、管壁封得很严、漏电很少的轴突，能让电荷在流失之前跑得更远，于是一个电压隆起能在消退之前传播很长一段距离——这个传播范围由一个叫长度常数的数字来刻画（也就是信号衰减到大约起始值三分之一所经过的距离）。而速度则主要被电容拖慢：每一小块膜都必须像水桶一样被充电再放电、装满再倒空，电容越大，所需的时间就越长。这正是为什么把轴突加粗、再用富含脂肪的髓鞘把它包裹起来——这会降低漏电和电容——就能让神经信号传得既更远又更快；也正是这些被动的电缆特性，决定了你感到一次触碰、或动一下肌肉的快慢。