몫:
행동 잠재력 뉴런의 메시지
그 활동 잠재력 그것은 우리 뇌의 뉴런에서 일어나는 단 수명의 전기 또는 화학 현상입니다. 다른 뉴런에 전달 될 메시지라고 할 수 있습니다..
그것은 soma라고도 불리는 세포 (핵)의 몸에서 생산됩니다. 터미널 버튼이라고하는 전체 축삭 (케이블과 유사한 뉴런 확장)을 끝으로 이동합니다..
주어진 축삭의 활동 전위는 항상 동일한 지속 시간과 강도를 갖는다. 축색 돌기가 다른 확장 물로 갈라지는 경우, 활동 전위는 분열되지만 강도는 감소하지 않습니다.
활동 전위가 뉴런의 터미널 버튼에 도달하면 신경 전달 물질이라고 불리는 화학 물질을 분비합니다. 이러한 물질은 신경 세포를 자극하거나 억제하여 신경 세포에서 활동 전위를 생성 할 수 있습니다.
뉴런의 활동 전위에 대해 알려진 것의 대부분은 거대한 오징어 축삭으로 수행 된 실험에서 나온다. 그것은 머리에서 꼬리까지 확장되어 있기 때문에 크기 때문에 공부하기 쉽습니다. 그들은 동물이 움직일 수 있도록 봉사한다..
신경 막 잠재력
뉴런은 외부와는 다른 전기 요금을 가지고 있습니다. 이 차이를 막 잠재력.
뉴런이있을 때 잠재력을 쉬다, 흥분 또는 억제 시냅스 잠재력에 의해 전기 전하가 변경되지 않는다는 것을 의미합니다.
대조적으로, 다른 전위가 그것에 영향을 줄 때, 막 전위는 감소 될 수있다. 이것은 탈분극.
또는 반대로, 정상 전위에 비해 막 전위가 증가하면, 과분극.
막 전위의 매우 빠른 반전이 갑자기 일어나면, 활동 잠재력. 이것은 뉴런의 축삭을 통해 이동하는 메시지로 번역되는 짧은 전기 충동으로 구성됩니다. 세포체에서 시작하여 터미널 버튼에 도달합니다..
활동 전위가 발생하려면 전기적 변화가 임계 값에 도달해야한다는 것을 강조하는 것이 중요합니다. 여기 임계 값. 그것은 활동 전위가 발생하기 위해 필연적으로 도달해야하는 막 전위의 값입니다.
활동 및 이온 수준의 변화 가능성
정상적인 조건에서 뉴런은 그 안에 나트륨 (Na +)을 섭취 할 준비가되어 있습니다. 그러나, 그 막은이 이온에 매우 투과성이 없다..
또한 세포막에 나트륨 이온을 제거하고 칼륨 이온을 주입하는 역할을하는 잘 알려진 "나트륨 - 칼륨 수송 체"를 가지고 있습니다. 특히, 추출 된 나트륨 이온 3 개당 칼륨 2 개.
이러한 운반체는 세포 내에서 낮은 나트륨 수준을 유지합니다. 세포의 투과성이 증가하고 더 많은 양의 나트륨이 갑자기 들어갔다면 막 전위는 급격히 변할 것입니다. 분명히 이것은 행동 잠재력을 촉발시키는 것입니다..
특히, 멤브레인의 나트륨에 대한 투과성이 증가되어 뉴론 내부로 들어가게됩니다. 동시에, 이것은 칼륨 이온이 세포 밖으로 나올 수있게합니다..
이러한 투자율 변화는 어떻게 발생합니까??
세포는 막에 박혀있는 수많은 단백질을 가지고있다. 이온 채널. 이것들은 항상 열려 있지는 않지만 이온이 세포 안으로 들어가거나 빠져 나갈 수있는 개구부를 가지고 있습니다. 특정 이벤트에 따라 채널이 닫히거나 열립니다..
여러 유형의 이온 채널이 있으며, 각 이온 채널은 일반적으로 특정 유형의 이온을 독점적으로 구동하도록 특수화되어 있습니다.
예를 들어, 열린 나트륨 채널은 초당 1 억 개 이상의 이온을 통과시킬 수 있습니다.
활동 전위가 어떻게 생성되는지?
뉴런은 정보를 전기 화학적으로 전송합니다. 이것은 화학 물질이 전기 신호를 생성 함을 의미합니다..
이 화학 물질은 전기 요금을 가지고 있기 때문에 이온이라고 불립니다. 신경계에서 가장 중요한 것은 나트륨과 칼륨이며 양이온이 있습니다. 칼슘 (2 개의 양전하)과 염소 (1 개의 음전하).
막 전위의 변화
활동 전위가 발생하기위한 첫 번째 단계는 세포막 전위의 변화이다. 이 변화는 각성 임계 값을 초과해야합니다..
특히, 막 전위의 감소가 있으며,이를 탈극 (depolarization)이라고합니다.
나트륨 채널 개방
결과적으로 멤브레인에 박혀있는 나트륨 채널이 열리므로 나트륨이 뉴런 내부에 대량 유입 될 수 있습니다. 이들은 확산 및 정전압력에 의해 구동됩니다..
나트륨 이온은 양전하를 띠기 때문에 막 전위의 급격한 변화를 일으킨다..
칼륨 채널 개통
축색 돌기에는 나트륨과 칼륨 채널이 모두 있습니다. 그러나 후자는 덜 민감하기 때문에 나중에 엽니 다. 즉, 그들은 개방하기 위해 더 높은 수준의 탈분극이 필요하며 그 이유는 나중에 그들이 열리는 이유입니다.
나트륨 채널 폐쇄
행동 잠재력이 최대 값에 도달하는 시간이 있습니다. 이 기간부터 나트륨 채널은 막히고 닫힙니다..
멤브레인이 휴식 잠재력에 다시 도달 할 때까지는 더 이상 열 수 없습니다. 결과적으로 더 이상 나트륨이 뉴런에 들어갈 수 없습니다..
칼륨 채널 폐쇄
그러나 칼륨 채널은 열려 있습니다. 이렇게하면 칼륨 이온이 세포를 통해 흐르게됩니다..
확산 및 정전기압으로 인해 축색 돌기의 내부가 양전하를 띄게되면 칼륨 이온이 세포 밖으로 밀려납니다.
따라서 막 잠재력은 일반적인 가치를 회복합니다. 조금씩, 칼륨 채널이 닫힙니다..
이 양이온 출력은 멤브레인 전위를 정상 값으로 회복시킵니다. 이런 일이 발생하면 칼륨 채널이 다시 닫히기 시작합니다..
막 전위가 정상 값에 도달하는 순간, 칼륨 채널은 완전히 닫힙니다. 다소 나중에 나트륨 채널이 다시 활성화되어 다른 탈분극을 준비합니다.
마지막으로, 나트륨 - 칼륨 운반체는 이전에 떠났던 칼륨으로 들어 와서 회복시킨 나트륨을 분비한다..
축삭에 의해 정보가 어떻게 전파되는지?
축색 돌기는 뉴런의 일부로 구성되어 있으며, 뉴런의 연장은 케이블과 유사합니다. 물리적으로 멀리 떨어져있는 뉴런이 정보를 연결하고 전달할 수있게하는 것은 매우 길 수 있습니다..
활동 전위가 축삭을 따라 전파되어 터미널 버튼에 도달하여 다음 세포로 메시지를 전송합니다.
우리가 축삭의 다른 영역에서 활동 전위의 강도를 측정한다면, 우리는 그 강도가 모든 영역에서 동일하게 유지된다는 것을 알게 될 것입니다.
모두 또는 아무것도의 법칙
이것은 축삭 전도가 근본적인 법칙을 따르기 때문에 발생합니다 : 전부 또는 일부의 법칙. 즉, 활동 전위가 주어 지거나 주어지지 않는다. 일단 그것이 시작되면, 그것은 그것의 극단으로 축삭을 통하여 항상 동일 크기를 유지하면서 증가하거나 감소하지 않습니다. 게다가, 축삭이 분지되면 활동 전위는 분열되지만 크기는 유지됩니다..
활동 잠재력은 뉴런의 소마에 붙어있는 축삭의 끝에서 시작됩니다. 일반적으로 그들은 보통 한 방향으로 만 여행합니다..
행동과 행동의 잠재력
이 시점에서 스스로에게 물을 수 있습니다. 즉, 활동 잠재력이 전부 또는 전이 과정 인 경우 근육 수축과 같은 특정 행동이 강도의 수준에 따라 다를 수 있습니다. 이것은 주파수의 법칙에 의해 발생합니다..
주파수 법칙
단일 활동 가능성은 정보를 직접 제공하지 않습니다. 대신 정보는 축삭의 방전 또는 발사 속도에 의해 결정됩니다. 즉, 활동 전위가 발생하는 빈도입니다. 이것은 "주파수의 법칙 (law of frequency)"으로 알려져 있습니다..
따라서, 높은 빈도의 활동 전위는 매우 강한 근육 수축으로 이어진다.
인식도 마찬가지입니다. 예를 들어, 매우 밝은 시각적 자극을 포착하려면 눈에 붙어있는 축색 돌기에서 높은 "발화 속도"를 만들어야합니다. 이러한 방식으로, 활동 전위의 빈도는 물리적 자극의 강도를 반영합니다.
그러므로 모든 것이 든 아니든의 법칙은 빈도 법칙에 의해 보완된다..
정보 교환의 다른 형태들
활동 전위는 뉴런에서 발생하는 전기 신호의 유일한 종류가 아닙니다. 예를 들어 시냅스를 통해 정보를 전송할 때 데이터를 수신하는 신경 막의 작은 전기 충격이 있습니다.
어떤 경우에는 활동 전위를 생성하기에는 너무 약한 약간의 탈분극이 막 전위를 약간 바꿀 수 있습니다.
그러나,이 변화는 축삭을 통해 이동함에 따라 조금씩 감소합니다. 이러한 유형의 정보 전송에서는 나트륨 또는 칼륨 채널이 열리거나 닫히지 않습니다.
따라서, 축삭은 수중 케이블 역할을합니다. 신호가 그것에 의해 전송 될 때, 그것의 진폭은 감소합니다. 이것은 전도 감소로 알려져 있으며, 축삭의 특성으로 인해 발생합니다.
활동 잠재력 및 myelin
거의 모든 포유류의 축색 돌기는 수초로 덮혀 있습니다. 즉, 신경 전달을 가능하게하는 물질로 둘러 쌓인 세그먼트가있어 더 빨리 만들 수 있습니다. Myelin은 축삭 주위로 세포 외액을 보내지 않고 감 쌉니다..
미엘린은 oligodendrocytes라는 세포에 의해 중추 신경계에서 생산됩니다. 반면, 말초 신경계에서는 Schwann 세포에 의해 생성됩니다..
myelin sheaths라고 알려진 myelin 세그먼트는 축색 돌기가 발견되지 않은 영역으로 나뉩니다. 이 부위는 란 비어 (Ranvier) 결절이라고하며 세포 외액과 접촉합니다.
활동 잠재력은 수초화되지 않은 축삭 (myelin으로 덮히 지 않은)에서 다르게 전달됩니다..
활동 잠재력은 케이블의 속성에 의해 myelin으로 덮힌 axonal 막을 통해 여행 할 수 있습니다. 이 방법으로 축색 돌기는 활동 전위가 발생하는 곳에서 Ranvier의 다음 결절까지 전기적 변화를 수행합니다.
이 변화는 약간 줄어들지 만 다음 노드에서 활동 잠재력을 유발할 정도로 강렬합니다. 그런 다음,이 잠재력은 Ranvier의 각 결절에서 다시 유발되거나 반복되며, 수초 영역을 통해 다음 결절로 이송됩니다..
이러한 종류의 활동 전위 전도는 염화 전도라고합니다. 그 이름은 "춤"을 의미하는 라틴어 "소금기"에서 비롯된 것입니다. 개념은 충동이 결절에서 결절로 점프하는 것 같습니다..
활동 전위를 전달하기위한 염분 전도의 이점
이러한 유형의 운전에는 장점이 있습니다. 첫째, 에너지를 절약합니다. 나트륨 - 칼륨 수송 체는 활동 전위 동안 엑손 내부에서 과량의 나트륨을 추출하는 많은 에너지를 소비합니다.
이 나트륨 - 칼륨 수송 체는 수초가 덮여 있지 않은 축삭 부위에 있습니다. 그러나, myelinated 축삭에서 나트륨은 Ranvier의 결절에만 들어갈 수 있습니다. 따라서 나트륨이 훨씬 적게 들어가고 나트륨 때문에 더 적은 양의 나트륨이 배출되어야합니다. 따라서 나트륨 - 칼륨 운반체는 덜 작동해야합니다..
myelin의 또 다른 이점은 얼마나 빠릅니다. 충혈이 하나의 결절에서 다른 결절로 "점프"하기 때문에 전체 axon을 거치지 않고도 활동 잠재력은 myelinated axon에서 더 빠르게 진행됩니다.
이 속도의 증가는 동물이 더 빨리 생각하고 반응하도록 만듭니다. 오징어와 같은 다른 생물은 크기가 커짐에 따라 속도를 얻는 미엘린이없는 축색 돌기가 있습니다. 오징어의 축삭은 큰 지름 (약 500 μm)을 가지므로 더 빨리 이동할 수 있습니다 (초당 약 35 미터).
그러나, 같은 속도에서, 고양이의 축삭에서 활동 전위는 단지 6 μm의 지름을 가지지 만 이동합니다. 이 축색 돌기에는 수초가 포함되어 있습니다..
myelinated axon은 시간당 약 432km의 속도로 20um의 직경으로 활동 전위로 이어질 수 있습니다.
참고 문헌
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