11. Возбуждение как волновой процесс. Тау-модель распространения возбуждения. Механизм повторного входа возбуждения.

Волна — изменение состояния среды (возмущение), распространяющееся в этой среде.

Примером волн может быть распространение механических и электромагнитных волн.

Механические и электромагнитные волны в сре­де переносят энергию от источника возмущения. Такие среды называются неактивными.

Интенсив­ность волны при прохождении такой среды уменьшается по мере удаления от источ­ника возмущения, то есть волна затухает. Другими словами волна распространяется с декрементом.

Декремент — убывание, уменьшение.

Основным механизмом передачи волн возбужде­ния в живом организме является распространение потенциалов действия.

Процесс распространения волн возбуждения в тканях орга­низма имеет ряд существенных особенностей по сравнению с механическими и электромагнитными волнами. Главное — эти волны распространяются в активных сре­дах.

Активная среда — среда, состоящая из большого числа отдельных элементов, каждый из ко­торых является автономным источником энергии.

Примером активных сред в организме являются возбудимые ткани. Примером элементов активных сред — клетки возбудимых тканей, участков плазматической мембраны.

Элементы активной среды имеют контакт между собой и могут переда­вать импульс возбуждения от одной клетки к другой.

В таких средах распространяются волны возбуждения, называе­мые автоволнами.

Автоволны — самоподдерживающиеся волны в активной среде, сохраняющие свои харак­теристики постоянными за счет распределенных в среде источ­ников энергии.

При распространении автоволны не происходит переноса энергии. Энергия не переносится, а освобождается, когда до участка активной среды доходит возбуждение.

Потенциалы действия распространяются по нервным и мышечным волокнам без затухания (бездекрементно).

Характеристики волны:

1. период

2. длина

3. скорость распространения

4. амплитуда

5. форма.

Описание процессов распространения автоволн. Тау-модель распространения возбуждения.

Для описания процессов распространения автоволн пользуются моделью формальных активных сред, предложенной Винером и Розенблютом, называемой τ-моделью.

В τ-модели постулируется, что каждый элемент активной среды, может находиться в одном из трех состояний (фазовых состояний):

1. τ — возбуждение

2. R ‑ τ — «рефрактерный хвост»

3. покой

Фазы τ и R – τ вместе соответствуют периоду рефрактерности R .

Элемент в состоянии τ (возбуждения):

1. не может быть возбуждён соседним элементом

2. может возбудить соседний элемент, находящийся в состоянии покоя

Элемент в состоянии R ‑ τ («рефрактерного хвоста»):

1. не может быть возбуждён соседним элементом

2. не может возбудить соседний элемент, находящийся в состоянии покоя

Элемент в состоянии покоя:

1. может быть возбуждён соседним элементом (при условии, что трансмембранный потен­циал соседнего элемента выше значения порога рассматриваемого).

2. не может возбудить соседний элемент

Допущения τ‑модели:

1. конфигурация потенциала действия упрощена

2. не учитываются состояния относительной рефрактерности, а весь период R считается аб­солютно рефракторным или просто рефрактерным.