Модели на акционния потенциал

В това видео искам да говоря за моделите на акционния потенциал. Информацията от стимулите към даден неврон се преобразува по големина, продължителност и посока на постсинаптичните мембранни потенциали в дендритите и тялото, така че малък възбуден стимул, например в дендрита, обикновено причинява малък възбуден постсинаптичен потенциал, наричан още деполяризация. По-голям възбуден стимул обикновено причинява по-голям възбуден потенциал. Същото е вярно и за инхибиторните стимули. Малък инхибиторен стимул обикновено причинява малка хиперполяризация, или инхибиторен потенциал. По-голям инхибиторен стимул обикновено причинява по-голяма хиперполяризация, или инхибиторен потенциал. Невроните обработват тази информация чрез сборуване на постсинаптичните потенциали в тригерната зона, за да определят дали акционен потенциал ще бъде изпратен надолу по аксона. Но акционните потенциали постоянно са с една и съща големина и продължителност за всеки даден неврон, така че информацията, която се съдържа в постсинаптичния потенциал вместо това се преобразува във времеви модел на акционния потенциал, изпратен надолу по аксона. Тук начертах няколко оси, които да представят времето. Ще разгледаме времевите модели на акционните потенциали, които могат да се образуват, за да пренесат различни видове информация надолу по аксоните на различни видове неврони. Някои неврони не изпращат акционни потенциали, докато няма достатъчно възбудни стимули. После големината и продължителността на деполяризацията над прага се преобразува в честота и продължителност на поредица, която се нарича още верига от акционни потенциали. Да кажем, че това е един от тези неврони, които не изпращат никакви акционни потенциали в покой. Но после, ако получи достатъчен възбуден стимул, че да деполяризира тригерната зона тук над прага, тогава виждаме малка верига от акционни потенциали. И просто ще поставя една малка чертичка тук, която често се нарича връх, за да представя един акционен потенциал. После невронът изпраща малка поредица акционни потенциали дотогава, до когато деполяризацията премине над праговия потенциал. После, когато деполяризацията приключи, или когато падне под прага на тригерната зона, веригата акционни потенциали спира, невронът отново е в покой. Не изпраща акционни потенциали. Това е много често срещан механизъм при много неврони в нервната система. Например двигателните неврони, които имат синапси върху скелетни мускул, по принцип изпращат много малко или никакви акционни потенциали, докато не бъдат достатъчно възбудени. После те изпращат верига от акционни потенциали, а после отново са в покой. Но други неврони изпращат акционни потенциали с обичайна скорост при липсата на стимул. Причината за това е, че имат разлики в пропускливите канали и/или медиираните от напрежението канали, които спонтанно деполяразирит мембраната до прага на редовни интервали, което е много подобно на функционирането на пейсмейкърните клетки в сърцето. При тези видове неврони възбудният стимул ги кара да изпращат акционни потенциали по-често през периода от време, в който са възбудени. Когато това възбуждане изчезне, те се връщат към обичайната си скорост на изпращане на сигнали. Инхибиторният стимул има противоположен ефект. Той забавя изпращането на сигнали през периода на инхибиране. Когато това изчезне, те се връщат към обичайната си скорост на изпращане на сигнали. Има дори и по-сложни неврони, които в отсъствието на стимули изпращат малки групи акционни потенциали, последвани от кратък интервал. После ще имат друг малък тласък на акционни потенциали. При тези видове неврони възбудитните стимули могат да причинят тези малки тласъци през по-чест период. Може да причини промени в тласъка и може да причини проблеми в разпределението между тласъците. Но после, когато стимулът изчезне, те се връщат обратно към обичайните си тласъци. Обратното се случва при инхибиторните стимули. Те могат да забавят честотата на тези тласъци. Предимството на тези видове системи, при които невроните изпращат сигнали с обичайна скорост спонтанно или на тласъци, е, че информацията, предадена на таргетните клетки, може да бъде фино насочена във всяка посока, понеже при неврон като този, който е тих при покой, информацията може да премине само в една посока. Може да премине само от липса на акционни потенциали до вериги акционни потенциали с различни честоти и продължителности. Но ако има повече инхибиторни стимули към тези видове неврони, информацията не може да бъде предадена. Но при тези видове неврони информацията и от възбудните, и от инхибиторните стимули може да бъде изпратена по по-фино насочен начин. Различните времеви модели на акционния потенциал после биват преобразувани в големини и времеви модели на освобождаване на невротрансмитер в синапса. Таргетните клетки могат да имат различни начини да отговорят на тези времеви модели и количества освободен невротрансмитер.