ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»
ФАКУЛЬТЕТ СОЦИАЛЬНЫХ НАУК
ОТДЕЛЕНИЕ ПСИХОЛОГИИ
Лабораторная работа № 4
Дисциплина: Нейрофизиология
Тема: Потенциал действия на аксоне
Выполнил студент :
1 Курса 14-13 группы
Чернова Е.Н.
Проверил :
Радченко Г.С.
Нижний Новгород 2014
Содержание:
Описание работы 3-4
Цель 4
Список заданий 4-5
Ответы на задания 6-7
Выводы 7
Приложения 8
Описание работы:
В
рамках данной лабораторной работы будет
рассматриваться как проводимость
влияют
на генерацию потенциала действия (ПД)
аксона. Также в этой работе используется
математический модуль аксона основанный
на уравнении Ходжкина – Хаксли:
Формула
1.
|
|
Модель Ходжкина — Хаксли — математическая модель, описывающая генерацию и распространение потенциалов действия в нейронах и других электрически возбуждаемых клетках — таких, например, как сердечные миоциты. Модель представляет собой комплекс ординарных дифференциальных уравнений, которая описывает характеристики электрического сигнала.
Модель была разработана Аланом Ллойдом Ходжкином и Эндрю Хаксли в 1952 году для описания электрических механизмов, которые обусловливают генерацию и передачу нервного сигнала в гигантском аксоне кальмара. За это авторы модели получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за 1963 год.
Экспериментальной базой для создания модели генерации потенциала действия явились результаты опытов по разделению ионных токов возбужденного аксона.
В дальнейшем Ходжкин и Хаксли предложили математическую модель, которая описывала изменения проводимостей, а следовательно, и токов ионов Na+ и K+ через мембрану в процессе возбуждения.
Основными постулатами этой модели являются:
1)в мембране существует отдельные каналы для переносов ионов Na+ и K+ ;
2) во внутренней структуре мембраны существуют некоторые заряженные частицы, управляющие проводимостью каналов. В зависимости от величины напряженности приложенного электрического поля эти гипотетические частицы могут передвигаться в мембране, и тем самым увеличивать или уменьшать потоки ионов Na+ и K+ через каналы.
Учитываются изменения проводимости связанные с утечкой (пассивным током на мембране). Значения некоторых параметров были скорректированы таким образом, чтобы стимулировать генерацию потенциала в позвоночном аксоне.
Параметры, влияющие на проводимость , которые регулируются в рамках данной лабораторной работы:
1. Регулирование равновесного потенциала ;
2.
Контролирование количества каналов
на мембране. (g
/
g
;);
3.
ТТХ и ТЕА – блокируют
;
проводимость;
4. Температура. Повышение температуры редуцирует постоянную времени. Изменяется проводимость для , приводит к более быстрому возникновению ПД.;
5. Варьирование параметров стимулов. Изменение длительности стимуляции, амплитуды.
Скорость распространения импульса по гигантскому аксону относительно не велика (по сравнению с аналогичными по назначению проводниками нервных импульсов у человека). Она растет с увеличением диаметра аксона. Увеличение диаметров аксонов избрала природа для высокоскоростного проведения импульсов у беспозвоночных. Однако, когда организму нужна не только быстрота реакции, но и огромное количество связей, гигантские аксона становятся не приемлемыми. Например, в зрительном нерве, где больше миллиона связей, для больших аксонов не хватило бы места. Длинные аксоны у человека и позвоночных животных покрыты достаточно толстым липидным слоем -миелиновой оболочкой (точнее, они обвиты клетками содержащими и вырабатывающими миелин). В миелиновой оболочке присутствуют регулярно расположенные разрывы, где мембрана аксона оголена. Разрывы называются перехватами Ранвье. Миелинизированные участки имеют длину порядка 1 -2 мм. Протяженность перехватов Ранвье около 1 мкм. Перехваты Ранвье способны генерировать спайки. Миелинизированные участки обладают емкостью и омическим сопротивлением, но они не генерируют спайков. Импульсы по миелинизированным участкам распространяются пассивно, т.е. с затратами энергии на омическое сопротивление и на перезаряд участка, представляющего собой конденсатор (обратимые потери). Суммарно затраты энергии не велики.