Кіріспе
Физиологияда электротон – нейрон ішінде және жүрек бұлшық еті жасушалары немесе тегіс бұлшық еті жасушалары арасында зарядтың пассивті таралуын білдіреді. Пассивті дегеніміз, мембрана өткізгіштігінің кернеуге тәуелді өзгерістері әсер етпейді. Нейрондар және басқа қозғыш жасушалар электрлік потенциалдың екі түрін жасайды: электротондық потенциал (немесе сыныпталған потенциал) – иондық өткізгіштіктің жергілікті өзгеруінен (мысалы, синаптық немесе сенсорлық, жергілікті ток тудыратын) пайда болатын, таратылмаған жергілікті потенциал. Ол мембрананың бір бөлігіне тарағанда экспоненциалды түрде кішірейеді (азаяды). Әрекет потенциалы – таралатын импульс. Электротондық потенциалдар – бұл нейронның мембраналық потенциалындағы өзгерістер, олар әрекет потенциалдары арқылы жаңа ток тудырмайды. Дегенмен, барлық әрекет потенциалдары электротондық потенциалдың мембрананы шектік потенциалдан жоғары деполяризациялауынан басталады, бұл электротондық потенциалды әрекет потенциалына айналдырады. Электротондық потенциалдардың мінез-құлқын сандық бағалау үшін екі тұрақты қолданылады: мембраналық уақыт тұрақтысы τ және мембраналық ұзындық тұрақтысы λ. Мембраналық уақыт тұрақтысы электротондық потенциалдың пассивті түрде өзінің максимумның 1/e немесе 37%-ына дейін төмендеуіне кеткен уақытты өлшейді. Нейрондар үшін әдеттегі мән 1-ден 20 мс-қа дейін болуы мүмкін. Мембраналық ұзындық тұрақтысы электротондық потенциалдың басталған жерінде амплитудасының 1/e немесе 37%-ына дейін төмендеуіне кеткен қашықтықты өлшейді. Дендриттердің ұзындық тұрақтысының жиі кездесетін мәндері 0,1-ден 1 мм-ге дейін.
Electrotonic potential (or graded potential), a non propagated local potential, resulting from a local change in ionic conductance (e. g. synaptic or sensory that engenders a local current). When it spreads along a stretch of membrane, it becomes exponentially smaller (decrement). Action potential, a propagated impulse. Electrotonic potentials represent changes to the neuron's membrane potential that do not lead to the generation of new current by action potentials. However, all action potentials are begun by electrotonic potentials depolarizing the membrane above the threshold potential which converts the electrotonic potential into an action potential. In order to quantify the behavior of electrotonic potentials there are two constants that are commonly used: the membrane time constant τ, and the membrane length constant λ. The membrane time constant measures the amount of time for an electrotonic potential to passively fall to 1/e or 37% of its maximum. A typical value for neurons can be from 1 to 20 ms. The membrane length constant measures how far it takes for an electrotonic potential to fall to 1/e or 37% of its amplitude at the place where it began. Common values for the length constant of dendrites are from .1 to 1 mm.
IPSP-тар
Мембраналық потенциалды төмендететін электротондық потенциалдар тежеуші постсинаптикалық потенциалдар (ТПП) деп аталады. Олар мембрананы гиперполяризациялап, жасушаның әрекеттік потенциалын тудыруын қиындатады. ТПП жасушаға Cl− иондарының енуімен немесе K+ иондарының жасушадан шығуымен байланысты. ТПП өзара әрекеттесіп, олардың әсерін күшсіздету үшін қозушы постсинаптикалық потенциалдармен (ҚПП) әрекеттесе алады.
Кабель теориясы
Кабель теориясы нейронның аксондары арқылы токтардың қалай ағып жатқанын түсінуге көмектеседі. 1855 жылы Лорд Кельвин бұл теорияны Атлантикалық телеграф кабельдерінің электрлік қасиеттерін сипаттау үшін жасады. Шамамен бір ғасырдан кейін, 1946 жылы Ходжкин мен Раштон кабель теориясын нейрондарға да қолдануға болатынын анықтады. Бұл теория нейронды өз радиусы өзгермейтін кабель ретінде жуықтап есептейді және оны келесідей толық дифференциалдық теңдеумен көрсетуге мүмкіндік береді:
мұнда V(x, t) – нейронның ұзындығы бойынша x орнындағы және t уақытындағы мембранадағы кернеу, ал λ және τ – стимулға жауап ретінде осы кернеулердің төмендеуіне байланысты сипаттамалық ұзындық және уақыт өлшемдері. Оң жақтағы схемаға сілтеме жасасақ, бұл өлшемдерді бірлік ұзындықтағы кедергілер мен сыйымдылықтардан анықтауға болады. Осы теңдеулерден нейронның қасиеттері одан өтетін токқа қалай әсер ететінін түсінуге болады. Ұзындық тұрақтысы λ мембрананың кедергісі артқанда және ішкі кедергі азайғанда артады, бұл токқа нейронның бойымен одан әрі жүруге мүмкіндік береді. Уақыт тұрақтысы τ мембрананың кедергісі мен сыйымдылығы артқанда артады, бұл токқа нейрон арқылы баяу жылжуға себеп болады.