Particules neutres, polaires et chargées électriquement
À la plus petite échelle, le cerveau, comme tous les autres objets matériels, est constitué d’atomes, eux-mêmes constitués de noyaux atomiques chargés positivement qui sont entourés d’une enveloppe contenant des électrons chargés positivement.
Sur terre, et dans notre cerveau, les atomes flottent rarement de manière isolée, mais se regroupent souvent pour former des molécules, dans lesquelles plusieurs atomes partagent certains de leurs électrons pour former une coquille extérieure commune et partagée. Les chimistes appellent cette liaison des atomes par le biais d’une enveloppe électronique partagée une liaison covalente.
Normalement, le nombre de charges positives dans les noyaux d’un atome ou d’une molécule est égal au nombre d’électrons dans son enveloppe, et la molécule est alors dite électriquement neutre. Les forces électrostatiques émanant du noyau chargé positivement sont exactement annulées par les forces opposées provenant des électrons chargés négativement.
Cependant, il existe deux façons dont les atomes ou les molécules peuvent s’écarter de cet état d’équilibre neutre des forces électiques : ils peuvent soit être polaires, soit devenir ionisés.
Dans les molécules polaires, les électrons ne sont pas répartis de façon égale autour de l’enveloppe de la molécule. Un exemple très courant d’une telle molécule, et en fait la molécule la plus abondante dans notre cerveau, est l’eau. L’eau (H2O) est constituée d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène liés entre eux par leur coquille électronique externe partagée.
Mais les électrons qui forment la coquille externe sont plus étroitement associés au noyau d’oxygène qu’aux noyaux d’hydrogène. La répartition des charges électriques le long de la molécule d’eau n’est donc pas uniforme, et l’atome d’oxygène est légèrement plus chargé négativement que les deux atomes d’hydrogène. Cela contribue à la propension des molécules d’eau à s’accrocher les unes aux autres et à former des gouttes : l’extrémité H positive d’une molécule d’eau est électriquement attirée par l’extrémité O de la molécule suivante.
Parfois, les atomes acquièrent des électrons supplémentaires dans leur coquille, et deviennent ainsi électriquement …. Particules ionisées … en construction
Il existe deux forces motrices fondamentales qui sous-tendent toute activité électrique dans le cerveau : les forces électrostatiques entre
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