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 степенуваните мембранни потенциали в дендритите и тялото, така че малък възбудителен стимул, например в дендрита, обикновено причинява малък възбудителен степенуван потенциал, наричан още деполяризация. По-голям възбудителен стимул обикновено причинява по-голям възбудителен 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 степенуваните 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 степенувания 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 възбудителни стимули. После големината и продължителността на деполяризацията над прага се преобразува в честота и продължителност на поредица, която се нарича още влак 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 възбудителен стимул, че да деполяризира тригерната зона тук над прага, тогава виждаме малък влак от акционни потенциали. И просто ще поставя една малка чертичка тук, която често се нарича връх, за да представя един акционен потенциал. После невронът ще изпрати малка поредица акционни потенциали дотогава, когато деполяризацията премине над праговия потенциал. После, когато деполяризацията приключи, или когато падне под прага на тригерната зона, влакът 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 влак акционни потенциали, а после отново са в покой. Но други неврони изпращат акционни потенциали с редовна 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 възбудителният 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 редовната 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 редовната 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 изблик на акционни потенциали. При тези видове неврони възбудителните стимули могат да причинят тези малки изблици през по-чест период. Може да причини промени в изблика и може да причини проблеми в разпределението между изблиците. Но после, когато стимулът изчезне, те се връщат обратно към редовните си изблици. Обратното се случва при инхибиторните стимули. Те могат да забавят честотата на тези изблици. Предимството на тези видове системи, при които невроните изпращат сигнали с редовна скорост спонтанно или на изблици, е, че информацията, предадена на целевите 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 влакове 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 възбудителните, 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. Целевите клетки могат да имат различни начини да отговорят на тези времеви модели и количества освободен невротрансмитер.