Nutrala, polära och elektriskt laddade partiklar
I den minsta skalan består hjärnan, precis som alla andra materiella objekt, av atomer som i sin tur består av positivt laddade atomkärnor, vilka omges av ett skal med positivt laddade elektroner.
På jorden, och i våra hjärnor, svävar atomerna sällan omkring isolerade utan klumpar ofta ihop sig till molekyler, där flera atomer delar med sig av några av sina elektroner för att bilda ett gemensamt, delat yttre skal. Kemister kallar denna sammankoppling av atomer genom ett delat elektronskal för en kovalent bindning.
Normalt sett är antalet positiva laddningar i kärnan hos en atom eller molekyl lika med antalet elektroner i dess skal, och molekylen sägs då vara elektroniskt neutral. De elektrostatiska krafter som utgår från den positivt laddade kärnan upphävs exakt av de motsatta krafterna från de negativt laddade elektronerna.
Det finns dock två sätt på vilka atomer eller molekyler kan avvika från ett sådant tillstånd av neutral balans mellan de elektroniska krafterna: de kan antingen bli polära, eller så kan de joniseras.
I polära molekyler är elektronerna inte jämnt fördelade runt molekylens skal. Ett mycket vanligt exempel på en sådan molekyl, och faktiskt den mest förekommande molekylen i våra hjärnor, är vatten. Vatten (H2O) består av en syreatom och två väteatomer som är sammanlänkade genom sitt gemensamma yttre elektronskal.
Men de elektroner som bildar det yttre skalet är närmare knutna till syrekärnan än till vätekärnorna. Den elektriska laddningsfördelningen längs vattenmolekylen är därför inte jämn, och syreatomen är något mer negativt laddad än de två väteatomerna. Detta bidrar till vattenmolekylers benägenhet att hänga ihop och bilda droppar: den positiva H-änden av en vattenmolekyl dras elektriskt till O-änden av nästa molekyl.
Omedelbart får atomer extra elektroner i sitt skal och blir därmed elektriskt … Joniserade partiklar … under uppbyggnad
Det finns två grundläggande drivkrafter som ligger till grund för all elektrisk aktivitet i hjärnan: elektrostatiska krafter mellan
.