De
neurofysiologie
of
zenuwfysiologie
is de
neurowetenschap
die de
werking en functies
van het
zenuwstelsel
bestudeert. Neurofysiologisch onderzoek wordt gedaan met behulp van een breed scala aan wetenschappelijke technieken, waaronder
patch-clamp
,
elektrofysiologische opnames
, registratie van lokale veldpotentialen,
optogenetica
, maar ook bepaalde methoden uit de
moleculaire biologie
en
biofysica
.
Neurofysiologie is een
interdisciplinaire
wetenschap waarbij veel deelgebieden van de biologie zijn betrokken (zoals
endocrinologie
en
neuroanatomie
) en gedragswetenschappen (
neuropsychologie
en
psychiatrie
) in het bijzonder.
Het zenuwstelsel bestaat uit twee soorten
neuronen
: neuronen die beweging mogelijk maken en neuronen die informatie verzamelen. Deze twee werken nauw samen. Het ene neuron geeft bijvoorbeeld het signaal
pijn
door aan een ander neuron, dat dit weer doorgeeft aan het
centraal zenuwstelsel
, dat dan via neuronen een signaal geeft aan de
spieren
, zodat deze samentrekken met als gevolg een snel terugtrekken van de hand die immers de pijnbron vertegenwoordigt.
Het doorgeven van deze informatie gaat via lange celuitlopers,
axonen
genoemd. Een
zenuw
bestaat uit bundels axonen. Neuronen zijn verspreid over een groot deel van een lichaam, maar concentreren zich in
hersenen
en
ruggenmerg
. Er zijn neuronen die zelfstandig waarnemen en verwerken, naast veel neuronen die informatie
vervoeren
.
Ook regelen neuronen soms processen aan de hand van informatie die ze van andere neuronen ontvangen.
De actieve signalen die vervoerd worden (in langsrichting) per zenuwbaan/neuronen/axonen zijn van aard geen signalen bestaande uit dynamische elektrische signalen, maar bestaan uit gevolgen van signaaloverdracht door middel van
statische elektriciteit
. Signaaloverdracht is mogelijk doordat alle kleinste deeltjes binnen een zenuwbaan (zonder signaalaanbod) in de lengterichting totaal in elektrostatisch evenwicht zijn, waardoor tussen begin en eind in rust geen signaal wordt afgegeven. Signaal dat aan het begin van een keten wordt aangeboden, verstoort het statisch evenwicht van deze keten, waardoor aan het eind van de keten het aangeboden signaal kan worden afgenomen.
Inwendig in de keten is signaaloverdracht mogelijk doordat in de keten tussen de kleinste deeltjes een elektrostatisch evenwicht heerst dat alleen voor korte tijd te verstoren is door signaalaanbod. De
myeline
vormt een degelijke isolatie voor de inwendige processen binnen de zenuwbaan, waardoor signaaltransport onbeschadigd wordt vervoerd. Beschadiging van de myeline beschadigt de kwaliteit van de signaaloverdracht, doordat het statisch elektrisch evenwicht op de plaats van de beschadiging is verstoord. Alle kleine deeltjes welke voor signaaloverdracht zorgen, hebben hun eigen massa en hun eigen
resonantiefrequentie
. Hierbij is het
trillingsgetal
van de kleinste deeltjes in langsrichting lager door de grotere omlooptijd en hoger in de dwarsdoorsnede door de kortere omlooptijd. Bij volwassenen wordt bij een diameter van een
axon
van 50
μm
een resonantiefrequentie van plusminus 220
kHz
verondersteld.
Door het uitwendig aanbrengen van een
sinusvormig
signaal rond de resonantiefrequentie op de signaalvervoerende zenuwbaan, kan het elektrostatisch evenwicht tijdelijk verstoord worden, waardoor normale signaaloverdracht tot vele weken belangrijk verminderd kan worden. Hiermede kan pijnbestrijding worden verwezenlijkt.
De axonen worden beschermd door de myeline, en iedere mechanische beweging van het axon wordt gedempt door de myeline. Maar de massa van axonen verschilt van die van myeline. Hierdoor kan het aanleggen van een (elektrodynamische) spanning rond de resonantiefrequentie een mechanische beweging in gang zetten, waardoor
depolarisatie
in de signaalvervoerende zenuwbaan ontstaat.