การนำกระแสประสาทไปตามเส้นใยเกิดขึ้นเนื่องจากการแพร่กระจายของคลื่นดีโพลาไรเซชันไปตามเปลือกของกระบวนการ เส้นประสาทส่วนปลายส่วนใหญ่ผ่านมอเตอร์และเส้นใยประสาทสัมผัส ให้การนำอิมพัลส์ด้วยความเร็วสูงสุด 50-60 เมตร/วินาที กระบวนการดีโพลาไรเซชันที่เกิดขึ้นจริงนั้นค่อนข้างเป็นแบบพาสซีฟ ในขณะที่การฟื้นฟูศักยภาพของเยื่อพักและความสามารถในการนำไฟฟ้านั้นดำเนินการโดยการทำงานของปั๊ม NA / K และ Ca งานของพวกเขาต้องการ ATP ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของการไหลเวียนของเลือดเป็นปล้อง การหยุดจ่ายเลือดไปยังเส้นประสาทจะขัดขวางการนำกระแสประสาทในทันที

ตามลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ ใยประสาทแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ ไมอีลินและไมอีลิน เส้นใยประสาทที่ไม่มีเยื่อไมอีลินไม่มีเปลือกหุ้มไมอีลิน เส้นผ่านศูนย์กลางของมันคือ 5-7 ไมครอน ความเร็วของการนำอิมพัลส์คือ 1-2 เมตร/วินาที เส้นใยไมอีลินประกอบด้วยแกนทรงกระบอกที่หุ้มด้วยปลอกไมอีลินซึ่งเกิดจากเซลล์ชวานน์ แกนทรงกระบอกมีเมมเบรนและออกโซพลาสซึม myelin sheath ประกอบด้วยไขมัน 80% และโปรตีน 20% ปลอกไมอีลินไม่ครอบคลุมแกนกระบอกอย่างสมบูรณ์ แต่ถูกขัดจังหวะและปล่อยให้พื้นที่เปิดของกระบอกแกนซึ่งเรียกว่าจุดตัดปม (จุดสกัดกั้น Ranvier) ความยาวของส่วนระหว่างจุดตัดนั้นแตกต่างกันและขึ้นอยู่กับความหนาของเส้นใยประสาท ยิ่งหนามากเท่าไหร่ ระยะห่างระหว่างจุดตัดก็จะยิ่งนานขึ้นเท่านั้น

ขึ้นอยู่กับความเร็วของการนำกระตุ้น เส้นใยประสาทแบ่งออกเป็นสามประเภท: A, B, C เส้นใยประเภท A มีความเร็วในการนำกระตุ้นสูงสุด ความเร็วการนำกระตุ้นซึ่งสูงถึง 120 m/s, B มีความเร็ว 3 ถึง 14 ม./วินาที, C - ตั้งแต่ 0.5 ถึง 2 ม./วินาที

กฎแห่งการกระตุ้นมี 5 ข้อ:

• 1. เส้นประสาทต้องรักษาความต่อเนื่องทางสรีรวิทยาและการทำงาน
• 2. ภายใต้สภาวะธรรมชาติ การแพร่กระจายของแรงกระตุ้นจากเซลล์ไปยังรอบนอก มีการนำอิมพัลส์ 2 ด้าน
• 3. ดำเนินการกระตุ้นในการแยกเช่น เส้นใยไมอีลิเนตไม่ส่งแรงกระตุ้นไปยังเส้นใยประสาทข้างเคียง แต่จะไปตามเส้นประสาทเท่านั้น
• 4. ความไม่ย่อท้อของเส้นประสาทตรงกันข้ามกับกล้ามเนื้อ
• 5. อัตราการกระตุ้นขึ้นอยู่กับการมีหรือไม่มีไมอีลินและความยาวของเส้นใย
• 3. การจำแนกการบาดเจ็บของเส้นประสาทส่วนปลาย

ความเสียหายคือ:

• A) อาวุธปืน: - โดยตรง (กระสุน, การกระจายตัว)
• -ไกล่เกลี่ย
• - ความเสียหายจากลม
• B) ไม่ใช่อาวุธปืน: ตัด, แทง, กัด, อัด, อัด - ขาดเลือด

นอกจากนี้ในวรรณคดียังมีการแบ่งการบาดเจ็บออกเป็นแผลเปิด (บาดแผล แทง ฉีก สับ ฟกช้ำ บดขยี้) และปิด (การกระทบกระแทก ฟกช้ำ กดทับ ยืด แตก และเคลื่อน) การบาดเจ็บของระบบประสาทส่วนปลาย

การนำกระแสประสาท

โครงสร้างของเส้นใยประสาท

การนำกระแสประสาทเป็นหน้าที่เฉพาะของเส้นใยประสาท เช่น กระบวนการของเซลล์ประสาท

ใยประสาทแบ่งออกเป็น เยื่อ,หรือ ไมอีลิน,และ ไม่มีเนื้อไม่มีเยื่อเมือกเยื่อกระดาษ เส้นใยประสาทสัมผัสและมอเตอร์เป็นส่วนหนึ่งของเส้นประสาทที่ให้อวัยวะรับความรู้สึกและกล้ามเนื้อโครงร่าง นอกจากนี้ยังพบในระบบประสาทอัตโนมัติ เส้นใยที่ไม่มีเนื้อในสัตว์มีกระดูกสันหลังเป็นของระบบประสาทซิมพาเทติกเป็นส่วนใหญ่

เส้นประสาทมักประกอบด้วยเส้นใยทั้งที่เป็นเยื่อและไม่ใช่เยื่อใย และอัตราส่วนระหว่างจำนวนของทั้งสองในเส้นประสาทที่แตกต่างกันจะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในเส้นประสาทผิวหนังจำนวนมาก ใยประสาทสายตาสั้นมีอิทธิพลเหนือ ดังนั้นในเส้นประสาทของระบบประสาทอัตโนมัติ เช่น ในเส้นประสาทวากัส จำนวนของเส้นใยที่ไม่มีเนื้อถึง 80-95% ในทางตรงกันข้าม ในเส้นประสาทที่กระตุ้นกล้ามเนื้อโครงร่าง มีเส้นใยสายตาสั้นจำนวนค่อนข้างน้อยเท่านั้น

บนมะเดื่อ 42 แผนผังแสดงโครงสร้างของใยประสาทไมอีลิเนต อย่างที่คุณเห็น มันประกอบด้วยแกนทรงกระบอกและปลอกไมอีลินที่หุ้มอยู่ พื้นผิวของกระบอกสูบตามแนวแกนนั้นเกิดจากพลาสมาเมมเบรนและเนื้อหาของมันคือแอกโซพลาสซึมที่ถูกเจาะโดยนิวโรไฟบริล (และไมโครทูบูล) ที่บางที่สุด (เส้นผ่านศูนย์กลาง 10-40 นาโนเมตร) ซึ่งมีไมโตคอนเดรียและไมโครโซมจำนวนมาก เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยประสาทมีตั้งแต่ 0.5 ถึง 25 ไมครอน

ดังที่แสดงโดยการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ปลอกไมอีลินถูกสร้างขึ้นเนื่องจากความจริงที่ว่าเซลล์มัยอีโลไซต์ (เซลล์ชวานน์) ห่อหุ้มรอบแกนทรงกระบอกซ้ำ ๆ (รูปที่ 43, I) ชั้นของมันผสานกันกลายเป็นปลอกไขมันหนาแน่น - ปลอกไมอีลิน ปลอกไมอีลินถูกขัดจังหวะเป็นช่วงๆ โดยมีความยาวเท่ากัน เหลือส่วนที่เปิดของเยื่อที่มีความกว้างประมาณ 1 ไมโครเมตร พื้นที่เหล่านี้เรียกว่าจุดตัด (สกัดกั้นของ Ranvier)

ความยาวของพื้นที่คั่นระหว่างหน้าที่ปกคลุมด้วยเยื่อไมอีลินจะแปรผันตามเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยโดยประมาณ ดังนั้นในเส้นใยประสาทที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10-20 ไมครอน ความยาวของช่องว่างระหว่างจุดตัดคือ 1-2 มม. ในเส้นใยที่บางที่สุด (เส้นผ่านศูนย์กลาง 1–2 µm) ส่วนเหล่านี้มีความยาวประมาณ 0.2 มม.

ใยประสาทอะมีลินเนเต็ดไม่มีปลอกไมอีลิน พวกมันถูกแยกออกจากกันโดยเซลล์ Schwann เท่านั้น ในกรณีที่ง่ายที่สุด มัยอิโลไซต์เดี่ยวจะล้อมรอบเส้นใยแอมีลอยด์เส้นเดียว อย่างไรก็ตามบ่อยครั้งในรอยพับของ myelocyte มีเส้นใยบาง ๆ ที่ไม่มีเนื้อ (รูปที่ 43. II)

ข้าว. 43. บทบาทของ myelocyte (Schwann cell) ในการสร้าง myelin sheath ในเส้นใยประสาทที่เป็นเยื่อกระดาษ ขั้นตอนต่อเนื่องของการหมุนวนของ myelocyte รอบแอกซอนแสดงอยู่ (I) การจัดเรียงตัวของไมอิโลไซต์และแอกซอนร่วมกันในใยประสาทแอมีลอยด์ (II)

บทบาททางสรีรวิทยาขององค์ประกอบโครงสร้างของเส้นใยประสาทไมอีลิเนต

สามารถพิสูจน์ได้ว่าเมมเบรนพื้นผิวของกระบอกสูบตามแนวแกนมีบทบาทสำคัญในกระบวนการเกิดและการนำกระแสประสาท ปลอกไมอีลินทำหน้าที่สองอย่าง: หน้าที่ของฉนวนไฟฟ้าและหน้าที่ทางโภชนาการ คุณสมบัติการเป็นฉนวนของ myelin sheath นั้นเกิดจากการที่ myelin เป็นสารไขมันที่ป้องกันการผ่านของไอออน จึงมีความต้านทานสูงมาก เนื่องจากการมีอยู่ของเปลือกไมอีลิน การเกิดขึ้นของการกระตุ้นในเส้นใยประสาทที่เป็นเยื่อจึงเป็นไปไม่ได้ตลอดความยาวทั้งหมดของแกนทรงกระบอก แต่เฉพาะในพื้นที่จำกัดเท่านั้น - การสกัดกั้นของโหนด (การสกัดกั้นของ Ranvier) นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการแพร่กระจายของกระแสประสาทไปตามเส้นใย

หน้าที่ทางโภชนาการของ myelin sheath คือมีส่วนในการควบคุมเมแทบอลิซึมและการเจริญเติบโตของแกนทรงกระบอก

ข้าว. 44. กลไกการขนส่งสมมุติฐานของใยประสาท

สันนิษฐานว่า microtubules (MT) และ neurofilaments (NF) เกิดจาก myosin ในขณะที่เส้นใยขนส่งบาง ๆ เกิดจาก actin เมื่อแยก ATP เส้นใยขนส่งจะเลื่อนไปตามไมโครทูบูลและขนส่งไมโทคอนเดรีย (M) โมเลกุลโปรตีน (B) หรือถุง (P) โดยมีตัวกลางติดอยู่ ATP ผลิตโดยไมโตคอนเดรียอันเป็นผลมาจากการแตกตัวของกลูโคสที่ทะลุผ่านเส้นใย พลังงานของเอทีพียังใช้บางส่วนโดยปั๊มโซเดียมของเยื่อหุ้มพื้นผิว

Neurofibrils, microtubules และเส้นใยขนส่งช่วยให้แน่ใจว่ามีการขนส่งสารต่างๆ และออร์แกเนลล์ของเซลล์บางส่วนไปตามเส้นใยประสาทจากตัวเซลล์ประสาทไปยังปลายประสาทและในทางกลับกัน ดังนั้นตามแอกซอนจากตัวเซลล์ไปยังส่วนนอกจึงถูกขนส่ง: โปรตีนที่สร้างช่องไอออนและปั๊ม

ผู้ไกล่เกลี่ยกระตุ้นและยับยั้ง; ไมโทคอนเดรีย. ประมาณว่าไมโทคอนเดรียประมาณ 1,000 ตัวเคลื่อนที่ผ่านส่วนตัดขวางของแอกซอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยในระหว่างวัน

พบว่านิวโรไฟบริลเกิดจากโปรตีนแอกตินที่หดตัว และไมโครทูบูลโดยโปรตีนทูบูลิน สันนิษฐานว่า microtubules ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับ neurofibrils ทำหน้าที่เดียวกันในเส้นใยประสาทที่ myosin เล่นในเส้นใยกล้ามเนื้อ เส้นใยขนส่งที่เกิดจากแอกติน "เลื่อน" ไปตามไมโครทูบูลด้วยความเร็ว 410 ไมโครเมตร/วัน พวกมันจับสารต่างๆ (เช่น โมเลกุลของโปรตีน) หรือออร์แกเนลล์ของเซลล์ (ไมโตคอนเดรีย) แล้วพาพวกมันไปตามเส้นใย (รูปที่ 44)

ระบบขนส่งของใยประสาทใช้พลังงานจาก ATP ในการทำงาน เช่นเดียวกับกลไกการหดตัวของกล้ามเนื้อ และต้องการไอออน Ca2+ ในพลาสซึม

การสร้างเส้นใยประสาทใหม่หลังการเปลี่ยนผ่านของเส้นประสาท

เส้นใยประสาทไม่สามารถอยู่นอกการเชื่อมต่อกับร่างกายของเซลล์ประสาทได้: การตัดเส้นประสาทนำไปสู่การตายของเส้นใยเหล่านั้นที่ถูกแยกออกจากตัวเซลล์ ในสัตว์เลือดอุ่น 2-3 วันหลังจากการผ่าตัดผ่านเส้นประสาท กระบวนการส่วนปลายของมันจะสูญเสียความสามารถในการส่งกระแสประสาท หลังจากนี้ การเสื่อมของเส้นใยประสาทจะเริ่มขึ้น และ myelin sheath จะผ่านการเสื่อมสภาพของไขมัน นี่คือความจริงที่ว่าเยื่อเยื่อเมือกสูญเสียไมอีลินซึ่งสะสมในรูปของหยด เส้นใยที่สลายตัวและเยื่อไมอีลินของพวกมันจะถูกดูดซับและเส้นใยที่เกิดจากเลมโมไซต์ (เซลล์ Schwann) ยังคงอยู่ในตำแหน่งของเส้นใยประสาท การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้ได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยแพทย์ชาวอังกฤษ Waller และตั้งชื่อตามเขาว่า Wallerian rebirth

การงอกของเส้นประสาทช้ามาก เซลล์เม็ดเลือดขาวที่เหลืออยู่ในสถานที่ของเส้นใยประสาทที่เสื่อมสภาพจะเริ่มเติบโตใกล้กับบริเวณที่มีการตัดผ่านไปยังส่วนกลางของเส้นประสาท ในเวลาเดียวกันปลายตัดของแอกซอนของส่วนกลางก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าขวดการเจริญเติบโต - ความหนาที่เติบโตในทิศทางของส่วนต่อพ่วง กิ่งก้านเหล่านี้บางส่วนเข้าสู่เตียงเก่าของเส้นประสาทที่ถูกตัดและเติบโตต่อไปในเตียงนี้ในอัตรา 0.5-4.5 มม. ต่อวันจนกว่าจะถึงเนื้อเยื่อหรืออวัยวะส่วนปลายที่สอดคล้องกันซึ่งเส้นใยก่อให้เกิดปลายประสาท ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา การปกคลุมด้วยเส้นปกติของอวัยวะหรือเนื้อเยื่อก็จะได้รับการฟื้นฟู

ในอวัยวะต่างๆ การฟื้นฟูการทำงานหลังการผ่าตัดเส้นประสาทเกิดขึ้นในเวลาที่ต่างกัน ในกล้ามเนื้อ สัญญาณแรกของการฟื้นตัวของการทำงานอาจปรากฏขึ้นหลังจาก 5-6 สัปดาห์

การบูรณะขั้นสุดท้ายเกิดขึ้นในภายหลัง บางครั้งหลังจากผ่านไปหนึ่งปี

กฎหมายของการกระตุ้นใน NERVA

เมื่อศึกษาการนำการกระตุ้นไปตามเส้นประสาทมีการกำหนดเงื่อนไขและกฎ (กฎหมาย) ที่จำเป็นหลายประการสำหรับกระบวนการนี้

ความต่อเนื่องทางกายวิภาคและสรีรวิทยาของไฟเบอร์การนำแรงกระตุ้นเป็นไปได้เฉพาะภายใต้เงื่อนไขของความสมบูรณ์ทางกายวิภาคของเส้นใย ดังนั้น ทั้งสมองของเส้นใยประสาทและการบาดเจ็บใดๆ ที่เยื่อหุ้มพื้นผิวจะขัดขวางการนำไฟฟ้า นอกจากนี้ยังพบการไม่นำไฟฟ้าเมื่อความสมบูรณ์ทางสรีรวิทยาของเส้นใยถูกละเมิด (การปิดกั้นช่องโซเดียมของเมมเบรนที่กระตุ้นด้วย tetrodotoxin หรือยาชาเฉพาะที่ การทำให้เย็นลงอย่างกะทันหัน ฯลฯ ) การนำไฟฟ้ายังถูกรบกวนด้วยการสลับขั้วอย่างต่อเนื่องของเยื่อใยประสาทโดย K ไอออน ซึ่งสะสมระหว่างการขาดเลือดในช่องว่างระหว่างเซลล์ การบาดเจ็บทางกล, การบีบอัดของเส้นประสาทในระหว่างอาการบวมน้ำของเนื้อเยื่ออักเสบอาจมาพร้อมกับการละเมิดฟังก์ชันการนำไฟฟ้าบางส่วนหรือทั้งหมด

การถือครองทวิภาคีเมื่อเส้นใยประสาทเกิดการระคายเคือง การกระตุ้นจะกระจายไปตามเส้นใยประสาททั้งในทิศทางเหวี่ยงและศูนย์กลาง สิ่งนี้พิสูจน์ได้จากการทดลองต่อไปนี้

อิเล็กโทรดสองคู่ถูกนำไปใช้กับใยประสาท มอเตอร์ หรือประสาทสัมผัส โดยเชื่อมต่อกับเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า A และ B สองเครื่อง (รูปที่ 45) ทำให้เกิดการระคายเคืองระหว่างอิเล็กโทรดเหล่านี้ อันเป็นผลมาจากการกระตุ้นแบบทวิภาคี อุปกรณ์จะบันทึกเส้นทางของพัลส์ทั้งใต้อิเล็กโทรด A และใต้อิเล็กโทรด B

การนำทวิภาคีไม่ได้เป็นเพียงปรากฏการณ์ในห้องปฏิบัติการ ภายใต้สภาพธรรมชาติ ศักยภาพในการดำเนินการของเซลล์ประสาทจะเกิดขึ้นในส่วนนั้นซึ่งร่างกายผ่านเข้าสู่กระบวนการของมัน - แอกซอน (ส่วนเริ่มต้นที่เรียกว่า) จากส่วนเริ่มต้น ศักย์ไฟฟ้าจะแพร่กระจายไปในแนวทวิภาคี: ในแอกซอนไปยังปลายประสาทและเข้าสู่ตัวเซลล์ไปยังเดนไดรต์ของมัน

การถือครองที่แยกได้ ที่ในเส้นประสาทส่วนปลาย แรงกระตุ้นจะแพร่กระจายไปตามเส้นใยแต่ละเส้นโดยแยกจากกัน นั่นคือโดยไม่ผ่านจากเส้นใยหนึ่งไปยังอีกเส้นใยหนึ่ง และส่งผลต่อเซลล์เหล่านั้นเท่านั้นที่ปลายของเส้นใยประสาทนี้สัมผัสกัน นี่เป็นสิ่งสำคัญมากเนื่องจากลำต้นของเส้นประสาทส่วนปลายมีเส้นใยประสาทจำนวนมาก - มอเตอร์, ประสาทสัมผัสและพืชซึ่งทำให้เกิดความแตกต่าง, บางครั้งก็ห่างไกลจากกันและกันและต่างกันในโครงสร้างและหน้าที่, เซลล์และเนื้อเยื่อ ตัวอย่างเช่นเส้นประสาทวากัสทำให้อวัยวะทั้งหมดของช่องอกและส่วนสำคัญของอวัยวะในช่องท้อง, เส้นประสาท sciatic - กล้ามเนื้อ, อุปกรณ์กระดูก, หลอดเลือดและผิวหนังของรยางค์ล่าง หากการกระตุ้นส่งผ่านภายในลำประสาทจากเส้นใยหนึ่งไปยังอีกเส้นใยหนึ่ง ในกรณีนี้ การทำงานปกติของอวัยวะและเนื้อเยื่อส่วนปลายจะเป็นไปไม่ได้ การนำไฟฟ้าที่แยกออกจากกันในเส้นใยแต่ละเส้นของเส้นประสาทผสมสามารถพิสูจน์ได้โดยการทดลองง่ายๆ กับกล้ามเนื้อลาย โดยเส้นประสาทผสมในการก่อตัวของรากกระดูกสันหลังหลายส่วนที่เกี่ยวข้อง หากหนึ่งในรากเหล่านี้เกิดการระคายเคือง ไม่ใช่การหดตัวของกล้ามเนื้อทั้งหมด เช่นเดียวกับกรณีที่มีการถ่ายโอนการกระตุ้นจากเส้นใยประสาทหนึ่งไปยังอีกเส้นใยหนึ่ง แต่เฉพาะกลุ่มของเส้นใยกล้ามเนื้อที่ได้รับพลังงานจากรากที่ระคายเคือง การพิสูจน์ที่เข้มงวดยิ่งขึ้นของการนำการกระตุ้นที่แยกได้สามารถหาได้โดยการเบี่ยงเบนศักยภาพของการกระทำจากเส้นใยประสาทต่างๆ ของลำประสาท

การนำกระแสประสาทที่แยกได้นั้นเกิดจากความจริงที่ว่าความต้านทานของของเหลวที่เติมช่องว่างระหว่างเซลล์นั้นต่ำกว่าความต้านทานของเมมเบรน

ข้าว. 45. การแสดงแผนผังของการทดลองเพื่อพิสูจน์การนำไฟฟ้าในระดับทวิภาคีของแรงกระตุ้นในเส้นประสาท คำอธิบายในข้อความ

เส้นใยประสาท ดังนั้นส่วนหลักของกระแสที่เกิดขึ้นระหว่างส่วนตื่นเต้น (depolarized) และส่วนพักของเยื่อหุ้มเซลล์ที่กระตุ้นได้จะผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์โดยไม่เข้าสู่เส้นใยข้างเคียง

การนำกระแสประสาท

แรงกระตุ้นของเส้นประสาท การส่งสัญญาณในรูปของคลื่นกระตุ้นภายในเซลล์ประสาทหนึ่งและจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง พี เอ็น และ. ตามแนวตัวนำประสาทเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของศักย์ไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าที่แพร่กระจายไปตามเส้นใยทั้งสองทิศทางโดยไม่ผ่านไปยังเส้นใยข้างเคียง (ดู ศักย์ไฟฟ้าชีวภาพ, แรงกระตุ้นประสาท) การส่งสัญญาณระหว่างเซลล์นั้นดำเนินการผ่านไซแนปส์บ่อยที่สุดด้วยความช่วยเหลือของผู้ไกล่เกลี่ยที่ทำให้เกิดลักษณะของโพสต์ซินแนปติก ตัวนำเส้นประสาทสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นสายเคเบิลที่มีความต้านทานตามแนวแกนค่อนข้างต่ำ (ความต้านทาน axoplasmic - ri) และความต้านทานของปลอกหุ้มที่สูงขึ้น (ความต้านทานของเมมเบรน - rm) แรงกระตุ้นของเส้นประสาทแพร่กระจายไปตามตัวนำกระแสประสาทผ่านทางเดินของกระแสระหว่างส่วนพักและส่วนที่ใช้งานของเส้นประสาท (กระแสเฉพาะที่) ในตัวนำเนื่องจากระยะทางจากสถานที่เกิดการกระตุ้นเพิ่มขึ้นค่อยเป็นค่อยไปและในกรณีของโครงสร้างตัวนำที่เป็นเนื้อเดียวกันการสลายตัวของพัลส์แบบเอกซ์โพเนนเชียลจะเกิดขึ้นซึ่งลดลง 2.7 เท่าที่ระยะทาง ล. (ความยาวคงที่ ). เนื่องจาก rm และ ri มีความสัมพันธ์ผกผันกับเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำ การลดทอนของแรงกระตุ้นเส้นประสาทในเส้นใยบางจึงเกิดขึ้นเร็วกว่าในเส้นใยหนา ความไม่สมบูรณ์ของคุณสมบัติของสายเคเบิลของตัวนำกระแสประสาทเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันน่าตื่นเต้น เงื่อนไขหลักสำหรับการกระตุ้นคือการมีศักยภาพในการพักผ่อนในเส้นประสาท หากกระแสท้องถิ่นผ่านบริเวณพักทำให้เมมเบรนดีโพลาไรเซชันถึงระดับวิกฤต (เกณฑ์) สิ่งนี้จะนำไปสู่การเกิดขึ้นของการแพร่กระจายของการกระทำที่อาจเกิดขึ้น (AP) อัตราส่วนของระดับการสลับโพลาไรเซชันของธรณีประตูและแอมพลิจูดของ AP ซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่อย่างน้อย 1:5 ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือสูงของการนำไฟฟ้า: ส่วนของตัวนำที่มีความสามารถในการสร้าง AP สามารถแยกออกจากกันได้ในระยะทางดังกล่าว เอาชนะ ซึ่งกระแสประสาทจะลดแอมพลิจูดลงเกือบ 5 เท่า สัญญาณที่ลดทอนนี้จะถูกขยายอีกครั้งเป็นระดับมาตรฐาน (แอมพลิจูด AP) และจะสามารถเดินทางต่อไปตามเส้นประสาทได้

สปีดพี.เอ็น. และ. ขึ้นอยู่กับความเร็วที่ความจุของเมมเบรนในบริเวณด้านหน้าของพัลส์ถูกปล่อยออกมาจนถึงระดับเกณฑ์การสร้าง AP ซึ่งจะถูกกำหนดโดยลักษณะทางเรขาคณิตของเส้นประสาท การเปลี่ยนแปลงของเส้นผ่านศูนย์กลาง และการมีอยู่ ของโหนดสาขา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เส้นใยบางมี ri สูงกว่าและความจุพื้นผิวมากกว่า ดังนั้นความเร็วของ P. n และ. ด้านล่าง ในเวลาเดียวกัน ความหนาของเส้นใยประสาทจะจำกัดการมีอยู่ของช่องทางการสื่อสารแบบขนานจำนวนมาก ความขัดแย้งระหว่างคุณสมบัติทางกายภาพของตัวนำประสาทและข้อกำหนดสำหรับ "ความกะทัดรัด" ของระบบประสาทได้รับการแก้ไขโดยการปรากฏตัวในวิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่เรียกว่า เยื่อใย (myelinated) เส้นใย (ดู Nerves) สปีดพี.เอ็น. และ. ในเส้นใยไมอีลินของสัตว์เลือดอุ่น (แม้จะมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก - 4-20 ไมครอน) ถึง 100-120 เมตร/วินาที การสร้าง AP เกิดขึ้นเฉพาะในพื้นที่จำกัดของพื้นผิวเท่านั้น - การสกัดกั้นของ Ranvier และตามพื้นที่การสกัดกั้น P. และ และ. มันดำเนินการด้วยไฟฟ้า (ดู. การดำเนินการ Saltatorny) สารทางยาบางชนิด เช่น ยาชา ออกฤทธิ์ช้าลงอย่างมากจนถึงบล็อกที่สมบูรณ์ของ P. n. และ. นี้ใช้ในการแพทย์เพื่อบรรเทาอาการปวด

สว่าง ดูภายใต้บทความ Excitation, Synapses

แอล. จี. มากาซานิค.

สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB 2012

ดูการตีความ คำพ้องความหมาย ความหมายของคำ และการนำกระแสประสาทในภาษารัสเซียคืออะไรในพจนานุกรม สารานุกรม และหนังสืออ้างอิง:

• ดำเนินการ ในพจนานุกรมสารานุกรมของ Brockhaus และ Euphron:
  ในความหมายกว้าง ๆ การใช้ความคิดทางดนตรีในการประพันธ์ซึ่งเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในเสียงต่าง ๆ ในรูปแบบปัจจุบันหรือ ...
• ดำเนินการ ในสารานุกรมของ Brockhaus และ Efron:
  ? ในความหมายกว้าง ๆ การใช้ความคิดทางดนตรีในการประพันธ์ซึ่งเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในเสียงต่าง ๆ ในรูปแบบปัจจุบัน ...
• ดำเนินการ ในกระบวนทัศน์ที่เน้นเสียงเต็มรูปแบบตาม Zaliznyak:
  การนำ การนำ การนำ การนำ การนำ การนำ การนำ การนำ การนำ การนำ การนำ ...
• ดำเนินการ ในพจนานุกรมคำพ้องความหมายของภาษารัสเซีย:
  การดำเนินการ, การดำเนินการ, การติดตาม, การหลอกลวง, การนำไปใช้, การออกแบบ, การก่อสร้าง, ลวด, เดินสาย, งาน, การวาง, การวาง, การวาด, ...
• ดำเนินการ ในพจนานุกรมคำอธิบายและอนุพันธ์ใหม่ของภาษารัสเซีย Efremova:
  เปรียบเทียบ กระบวนการดำเนินการตามมูลค่า คำกริยา: ดำเนินการ (1 *), ...
• ดำเนินการ ในพจนานุกรมภาษารัสเซีย Lopatin:
  โฮลดิ้ง, -i ​​(ถึง ...
• ดำเนินการ ในพจนานุกรมการสะกดคำฉบับสมบูรณ์ของภาษารัสเซีย:
  โฮลดิ้ง, -i ​​(ถึง ...
• ดำเนินการ ในพจนานุกรมการสะกดคำ:
  โฮลดิ้ง, -i ​​(ถึง ...
• ดำเนินการ ในพจนานุกรมคำอธิบายของภาษารัสเซีย Ushakov:
  โฮลดิ้ง พี ไม่ เปรียบเทียบ การกระทำกับกริยา ถือ 1, 2, 4, 5, 6 และ 7 หลัก - ใช้จ่าย 1 ...
• ดำเนินการ ในพจนานุกรมอธิบายของ Efremova:
  ถือ cf กระบวนการดำเนินการตามมูลค่า คำกริยา: ดำเนินการ (1 *), ...
• ดำเนินการ ในพจนานุกรมใหม่ของภาษารัสเซีย Efremova:
  
• ดำเนินการ ในพจนานุกรมคำอธิบายสมัยใหม่ขนาดใหญ่ของภาษารัสเซีย:
  เปรียบเทียบ ขั้นตอนการดำเนินการตามช. ใช้จ่ายฉัน ...
• การนำเกลือแร่
  การนำ (lat. saltatorius, จาก salto - ฉันกระโดด, กระโดด), การนำกระแสประสาทกระตุกไปตามเส้นประสาทที่เป็นเยื่อ (myelinated) ซึ่งปลอกมีดค่อนข้าง ...
• อะเซทิลโคลีน ในสารบบยา:
  อะเซทิลโคลีน (Asetulcholinum) Acetylcholine หมายถึงเอมีน biogen - สารที่เกิดขึ้นในร่างกาย เพื่อใช้เป็นสารยาและสำหรั...
• ฌอง บุรีดัน ในพจนานุกรมปรัชญาใหม่ล่าสุด:
  (Buridan) (ค.ศ. 1300-ค.ศ. 1358) - นักปรัชญาและนักตรรกวิทยาชาวฝรั่งเศสซึ่งเป็นตัวแทนของลัทธินามนิยม จาก 1328 - อาจารย์คณะอักษรศาสตร์ ...
• ราคา ในพจนานุกรมศัพท์เศรษฐกิจ:
  - การประเมินราคาสินค้า (งาน, บริการ) ที่ใช้ในกระบวนการผลิต, ทรัพยากรธรรมชาติ, วัตถุดิบ, วัสดุ, เชื้อเพลิง, พลังงาน, สินทรัพย์ถาวร, แรงงาน ...
• มะเร็งเต้านม ในพจนานุกรมทางการแพทย์:
  
• มะเร็งเต้านม ในพจนานุกรมขนาดใหญ่ทางการแพทย์:
  อุบัติการณ์ของมะเร็งเต้านมเพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา โดยโรคนี้เกิดขึ้นกับผู้หญิง 1 ใน 9 คน ตำแหน่งที่พบมากที่สุด...
• แรงกระตุ้นประสาท ในพจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่:
  คลื่นของการกระตุ้นแพร่กระจายไปตามใยประสาทเพื่อตอบสนองต่อการกระตุ้นของเซลล์ประสาท ให้การส่งข้อมูลจากตัวรับไปยังระบบประสาทส่วนกลาง ...
• ระบบประสาทส่วนกลาง ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  ระบบประสาท ส่วนหลักของระบบประสาทของสัตว์และมนุษย์ ประกอบด้วยการสะสมของเซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท) และกระบวนการของมัน นำเสนอที่…
• ฟินแลนด์ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  (Suomi), สาธารณรัฐฟินแลนด์ (Suomen Tasavalta). I. ข้อมูลทั่วไป F. v รัฐทางตอนเหนือของยุโรป มีพรมแดนติดกับสหภาพโซเวียตทางทิศตะวันออก (ความยาว ...
• สรีรวิทยา ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  (จากภาษากรีก physis v nature and ... logic) ของสัตว์และมนุษย์ วิทยาศาสตร์แห่งชีวิตของสิ่งมีชีวิต ระบบส่วนบุคคล อวัยวะ และ ...
• ฟิสิกส์ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  I. หัวเรื่องและโครงสร้างของฟิสิกส์ Ph. v เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษากฎทั่วไปของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติคุณสมบัติ ...
• เครื่องเร่งอนุภาค ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  อนุภาคที่มีประจุ - อุปกรณ์สำหรับรับอนุภาคที่มีประจุ (อิเล็กตรอน, โปรตอน, นิวเคลียสของอะตอม, ไอออน) ที่มีพลังงานสูง อัตราเร่งทำได้ด้วยระบบไฟฟ้า...
• เทอร์โมไดนามิกส์ของกระบวนการที่ไม่สมดุล ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  กระบวนการที่ไม่สมดุล ทฤษฎีทั่วไปของคำอธิบายมหภาคของกระบวนการที่ไม่สมดุล เรียกอีกอย่างว่าอุณหพลศาสตร์ที่ไม่สมดุลหรืออุณหพลศาสตร์ของกระบวนการที่ผันกลับไม่ได้ อุณหพลศาสตร์คลาสสิก...
• สหภาพโซเวียต ยุคสังคมนิยม ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  สังคมนิยม การปฏิวัติสังคมนิยมครั้งใหญ่ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2460 การก่อตัวของรัฐสังคมนิยมโซเวียต การปฏิวัติประชาธิปไตยแบบกระฎุมพีในเดือนกุมภาพันธ์ทำหน้าที่เป็นบทนำของการปฏิวัติเดือนตุลาคม การปฏิวัติสังคมนิยมเท่านั้น...
• สหภาพโซเวียต วรรณคดีและศิลปะ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  และวรรณกรรมศิลปะ วรรณกรรมโซเวียตข้ามชาติแสดงถึงขั้นตอนใหม่เชิงคุณภาพในการพัฒนาวรรณกรรม ในฐานะที่เป็นศิลปะทั้งหมดรวมกันโดยอุดมการณ์ทางสังคมและอุดมการณ์เดียว ...
• สหภาพโซเวียต วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในสาขาคณิตศาสตร์เริ่มดำเนินการในรัสเซียตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 เมื่อ L. ...
• กฎหมายการอนุรักษ์ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  กฎหมาย, กฎหมายทางกายภาพ, ตามที่ค่าตัวเลขของปริมาณทางกายภาพบางอย่างไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในกระบวนการใด ๆ หรือในบาง ...
• ปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่ง ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  อันตรกิริยา ซึ่งเป็นหนึ่งในอันตรกิริยาพื้นฐาน (เบื้องต้น) ของธรรมชาติ (พร้อมกับอันตรกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า ความโน้มถ่วง และอานุภาพ) อนุภาคที่เกี่ยวข้องใน S. v., ...
• การเลือกสัญญาณชีพจร ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  สัญญาณพัลส์ การเลือกจากชุดพัลส์วิดีโอไฟฟ้า (สัญญาณ) เฉพาะที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ แล้วแต่คุณสมบัติ...
• ผลซาโดว์สกี้ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  เอฟเฟกต์ ลักษณะของแรงบิดเชิงกลที่กระทำต่อวัตถุที่ฉายรังสีด้วยแสงโพลาไรซ์แบบวงรีหรือแบบวงกลม ทำนายทางทฤษฎี พ.ศ. 2441...
• ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  ทฤษฎี ทฤษฎีทางกายภาพที่พิจารณาคุณสมบัติเชิงพื้นที่และเวลาของกระบวนการทางกายภาพ รูปแบบที่กำหนดโดย O. t. เป็นเรื่องปกติสำหรับกระบวนการทางกายภาพทั้งหมด ดังนั้นบ่อยครั้ง ...
• ระเบียบประสาท ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  กฎระเบียบ ประสานอิทธิพลของระบบประสาท (NS) ต่อเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะ ทำให้กิจกรรมของพวกเขาสอดคล้องกับความต้องการของร่างกายและ ...
• อัตราส่วนที่ไม่แน่นอน ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  ความสัมพันธ์ หลักการความไม่แน่นอน ตำแหน่งพื้นฐานของทฤษฎีควอนตัม ที่ระบุว่าระบบทางกายภาพใดๆ ไม่สามารถอยู่ในสถานะที่พิกัด ...
• ออปติกแบบไม่เชิงเส้น ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  ทัศนศาสตร์ สาขาทัศนศาสตร์กายภาพ ครอบคลุมการศึกษาการแพร่กระจายของลำแสงทรงพลังในของแข็ง ของเหลว และก๊าซ และอันตรกิริยากับ ...
• MUONS ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  (ชื่อเดิม - m-mesons) อนุภาคมูลฐานที่ไม่เสถียรซึ่งมีการหมุน 1/2 รอบ อายุการใช้งาน 2.2 × 10-6 วินาที และมวลประมาณ 207 เท่า ...
• หลายกระบวนการ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  กระบวนการกำเนิดของอนุภาคทุติยภูมิที่มีปฏิสัมพันธ์รุนแรง (แฮดรอน) จำนวนมากในการชนกันของอนุภาคที่พลังงานสูงในครั้งเดียว ม. ...
• ยา ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  (ยาละตินจาก medicus - การแพทย์, การรักษา, medeor - ฉันรักษา, รักษา), ระบบความรู้ทางวิทยาศาสตร์และมาตรการเชิงปฏิบัติที่รวมกันโดยเป้าหมายของการรับรู้ ...
• ผู้ไกล่เกลี่ย ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  เครื่องส่งสัญญาณ (biol.) สารที่ถ่ายโอนการกระตุ้นจากปลายประสาทไปยังอวัยวะที่ทำงานและจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง อัสสัมชัญ, …
• รังสีเลเซอร์ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  รังสี (การกระทำในเรื่อง) กำลังสูงของแอลและ. เมื่อรวมกับทิศทางที่สูงช่วยให้คุณได้รับฟลักซ์แสงโดยใช้การโฟกัส ...
• เลเซอร์ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  แหล่งกำเนิดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงที่มองเห็นได้ ช่วงอินฟราเรด และช่วงอัลตราไวโอเลต โดยอิงจากการปล่อยอะตอมและโมเลกุลที่ถูกกระตุ้น คำว่า "เลเซอร์" ประกอบขึ้นจากคำย่อ...
• เอฟเฟ็กต์คอมป์ตัน ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  เอฟเฟกต์, เอฟเฟกต์คอมป์ตัน, การกระเจิงแบบยืดหยุ่นของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าโดยอิเล็กตรอนอิสระ, พร้อมด้วยความยาวคลื่นที่เพิ่มขึ้น; สังเกตได้จากการกระเจิงของรังสีที่มีความยาวคลื่นน้อย ...
• จลนศาสตร์ทางกายภาพ ในสารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ TSB:
  กายภาพ ทฤษฎีของกระบวนการทางมหภาคที่ไม่สมดุล กล่าวคือ กระบวนการที่เกิดขึ้นในระบบที่นำออกจากสภาวะสมดุลทางความร้อน (อุณหพลศาสตร์) เค เอฟ …

1. สรีรวิทยาของเส้นประสาทและใยประสาท. ประเภทของใยประสาท

คุณสมบัติทางสรีรวิทยาของใยประสาท:

1) ความตื่นเต้นง่าย- ความสามารถในการเข้าสู่สภาวะตื่นเต้นในการตอบสนองต่อการระคายเคือง

2) การนำไฟฟ้า- ความสามารถในการส่งแรงกระตุ้นของเส้นประสาทในรูปแบบของการกระทำที่อาจเกิดขึ้นจากบริเวณที่เกิดการระคายเคืองตลอดความยาวทั้งหมด

3) ความหักเห(ความเสถียร) - คุณสมบัติของการลดความตื่นเต้นง่ายชั่วคราวในกระบวนการกระตุ้น

เนื้อเยื่อประสาทมีระยะเวลาทนไฟสั้นที่สุด ค่าของการหักเหของแสงคือการปกป้องเนื้อเยื่อจากการถูกกระตุ้นมากเกินไปเพื่อดำเนินการตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นที่มีนัยสำคัญทางชีวภาพ

4) ความสามารถ- ความสามารถในการตอบสนองต่อการระคายเคืองด้วยความเร็วที่กำหนด Lability มีลักษณะโดยจำนวนแรงกระตุ้นกระตุ้นสูงสุดในช่วงเวลาหนึ่ง (1 วินาที) ตามจังหวะของสิ่งเร้าที่ใช้

เส้นใยประสาทไม่ใช่องค์ประกอบโครงสร้างอิสระของเนื้อเยื่อประสาท แต่เป็นรูปแบบที่ซับซ้อน ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบต่อไปนี้:

1) กระบวนการของเซลล์ประสาท - กระบอกสูบตามแนวแกน

2) เซลล์เกลีย;

3) แผ่นเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (ฐาน)

หน้าที่หลักของเส้นใยประสาทคือการนำกระแสประสาท กระบวนการของเซลล์ประสาทเป็นตัวนำกระแสประสาทเอง และเซลล์เกลียก็มีส่วนช่วยในการนำกระแสประสาทนี้ ตามลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ ใยประสาทแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ ไมอีลินและไมอีลิน

เส้นใยประสาทที่ไม่มีเยื่อไมอีลินไม่มีเปลือกหุ้มไมอีลิน เส้นผ่านศูนย์กลางคือ 5–7 µm ความเร็วการนำพัลส์คือ 1–2 m/s เส้นใยไมอีลินประกอบด้วยแกนทรงกระบอกที่หุ้มด้วยปลอกไมอีลินซึ่งเกิดจากเซลล์ชวานน์ แกนทรงกระบอกมีเมมเบรนและออกโซพลาสซึม ปลอกไมอีลินประกอบด้วยไขมัน 80% ที่มีความต้านทานโอห์มมิกสูง และโปรตีน 20% ปลอกไมอีลินไม่ครอบคลุมแกนกระบอกอย่างสมบูรณ์ แต่ถูกขัดจังหวะและปล่อยให้พื้นที่เปิดของกระบอกแกนซึ่งเรียกว่าจุดตัดปม (จุดสกัดกั้น Ranvier) ความยาวของส่วนระหว่างจุดตัดนั้นแตกต่างกันและขึ้นอยู่กับความหนาของเส้นใยประสาท ยิ่งหนามากเท่าไหร่ ระยะห่างระหว่างจุดตัดก็จะยิ่งนานขึ้นเท่านั้น ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 12–20 µm ความเร็วในการกระตุ้นคือ 70–120 m/s

ขึ้นอยู่กับความเร็วของการกระตุ้น เส้นใยประสาทแบ่งออกเป็นสามประเภท: A, B, C

เส้นใยประเภท A มีความเร็วในการนำไฟฟ้าสูงสุด ความเร็วในการนำไฟฟ้ากระตุ้นถึง 120 m / s, B มีความเร็ว 3 ถึง 14 m / s, C - จาก 0.5 ถึง 2 m / s

แนวคิดของ "เส้นใยประสาท" และ "เส้นประสาท" ไม่ควรสับสน เส้นประสาท- การก่อตัวที่ซับซ้อนประกอบด้วยเส้นใยประสาท (ไมอีลินหรือไม่มีไมอีลิน) เนื้อเยื่อเกี่ยวพันเส้นใยหลวมที่สร้างปลอกประสาท

2. กลไกการนำการกระตุ้นไปตามเส้นใยประสาท กฎการนำกระแสกระตุ้นไปตามใยประสาท

กลไกของการกระตุ้นตามเส้นใยประสาทขึ้นอยู่กับชนิดของมัน เส้นใยประสาทมี 2 ประเภท ได้แก่ ไมอีลินเนตและไร้ไมอีลิน

กระบวนการเมตาบอลิซึมในเส้นใยที่ไม่มีเยื่อไมอีลินไม่ได้ช่วยชดเชยพลังงานที่ใช้ไปอย่างรวดเร็ว การแพร่กระจายของการกระตุ้นจะไปพร้อมกับการลดทอนอย่างค่อยเป็นค่อยไป - ด้วยการลดลง พฤติกรรมการกระตุ้นที่ลดลงเป็นลักษณะของระบบประสาทที่มีการจัดระเบียบต่ำ การกระตุ้นจะแพร่กระจายโดยกระแสวงกลมเล็กๆ ที่เกิดขึ้นภายในเส้นใยหรือในของเหลวที่อยู่รอบๆ ความต่างศักย์เกิดขึ้นระหว่างบริเวณที่ตื่นเต้นและไม่ตื่นเต้น ซึ่งก่อให้เกิดกระแสน้ำวน กระแสจะกระจายจากประจุ "+" เป็น "-" ที่จุดทางออกของกระแสวงกลม การซึมผ่านของพลาสมาเมมเบรนสำหรับไอออน Na จะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิดการสลับโพลาไรเซชันของเมมเบรน ระหว่างพื้นที่ที่ตื่นเต้นใหม่และความต่างศักย์ที่ไม่ตื่นเต้นที่อยู่ติดกันเกิดขึ้นอีกครั้ง ซึ่งนำไปสู่การเกิดกระแสวงกลม แรงกระตุ้นค่อยๆ ครอบคลุมส่วนข้างเคียงของทรงกระบอกตามแนวแกน และด้วยเหตุนี้จึงแผ่ขยายไปยังส่วนท้ายของแอกซอน

ในเส้นใยไมอีลิน ด้วยความสมบูรณ์แบบของเมแทบอลิซึม การกระตุ้นจะผ่านไปโดยไม่จางหาย เนื่องจากเส้นใยประสาทมีรัศมีขนาดใหญ่เนื่องจากปลอกไมอีลินทำให้กระแสไฟฟ้าสามารถเข้าและออกจากเส้นใยได้เฉพาะในบริเวณที่มีการสกัดกั้น เมื่อเกิดการระคายเคือง การสลับขั้วจะเกิดขึ้นในบริเวณจุดตัด A ส่วนจุดตัด B ที่อยู่ติดกันจะถูกโพลาไรซ์ในเวลานี้ ระหว่างการสกัดกั้น มีความต่างศักย์เกิดขึ้น และกระแสวงกลมจะปรากฏขึ้น เนื่องจากกระแสน้ำเป็นวงกลม การสกัดกั้นอื่นๆ จึงตื่นเต้น ในขณะที่การกระตุ้นจะแพร่กระจายในลักษณะที่เค็ม ทันทีทันใดจากการสกัดกั้นหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง วิธีการขยายพันธุ์แบบกระตุ้นด้วยเกลือนั้นประหยัดและความเร็วของการแพร่กระจายแบบกระตุ้นนั้นสูงกว่ามาก (70–120 m / s) มากกว่าตามเส้นใยประสาทที่ไม่มีไมอีลิน (0.5–2 m / s)

มีกฎสามข้อของการระคายเคืองตามเส้นใยประสาท

กฎแห่งความสมบูรณ์ทางกายวิภาคและสรีรวิทยา

การนำแรงกระตุ้นไปตามเส้นใยประสาทเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อไม่มีการละเมิดความสมบูรณ์ หากคุณสมบัติทางสรีรวิทยาของใยประสาทถูกละเมิดโดยการทำให้เย็นลง การใช้ยาต่างๆ การบีบ ตลอดจนการตัดและความเสียหายต่อความสมบูรณ์ทางกายวิภาค มันจะเป็นไปไม่ได้ที่จะนำกระแสประสาทผ่านมัน

กฎของการกระตุ้นแบบแยกตัว

มีคุณสมบัติหลายประการของการแพร่กระจายของการกระตุ้นในเส้นใยประสาทส่วนปลาย, เยื่อและไม่ใช่ปอด

ในใยประสาทส่วนปลาย การกระตุ้นจะส่งไปตามใยประสาทเท่านั้น แต่จะไม่ส่งไปยังใยประสาทข้างเคียงที่อยู่ในลำประสาทเดียวกัน

ในเส้นใยประสาทที่เป็นเยื่อใย เยื่อไมอีลินทำหน้าที่เป็นฉนวน เนื่องจากไมอีลินทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้นและความจุไฟฟ้าของเปลือกลดลง

ในเส้นใยประสาทที่ไม่ใช่เนื้อ การกระตุ้นจะถูกส่งแยกกัน นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าความต้านทานของของเหลวที่เติมช่องว่างระหว่างเซลล์นั้นต่ำกว่าความต้านทานของเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท ดังนั้นกระแสที่เกิดขึ้นระหว่างพื้นที่ดีโพลาไรซ์กับพื้นที่ไม่มีโพลาไรซ์จึงผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์และไม่เข้าสู่ใยประสาทที่อยู่ติดกัน

กฎหมายของการกระตุ้นทวิภาคี

ใยประสาทนำกระแสประสาทในสองทิศทาง - ศูนย์กลางและแรงเหวี่ยง

ในสิ่งมีชีวิต การกระตุ้นจะดำเนินการในทิศทางเดียวเท่านั้น การนำใยประสาทแบบสองทางถูก จำกัด ในร่างกายโดยสถานที่กำเนิดของแรงกระตุ้นและโดยคุณสมบัติของลิ้นของประสาทซึ่งประกอบด้วยความเป็นไปได้ในการกระตุ้นในทิศทางเดียวเท่านั้น

สาระสำคัญของแนวคิดของ "ความตื่นเต้น"

การเกิดขึ้นและการนำของการกระตุ้นประสาท

การกระตุ้นคือการตอบสนองของเนื้อเยื่อต่อการระคายเคืองซึ่งแสดงออกมานอกเหนือไปจากปฏิกิริยาที่ไม่เฉพาะเจาะจง (การสร้างศักยภาพของการกระทำ, การเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึม) ในการปฏิบัติงานของหน้าที่เฉพาะของเนื้อเยื่อนี้ ตื่นเต้นคือประสาท (การกระตุ้น), กล้ามเนื้อ (หดตัว) และเนื้อเยื่อต่อม (หลั่ง)

ความตื่นเต้นง่ายเป็นคุณสมบัติของเซลล์ในการตอบสนองต่อการระคายเคืองด้วยการกระตุ้น

เมื่อรู้สึกตื่นเต้น ระบบชีวิตจะเปลี่ยนจากสถานะพักผ่อนทางสรีรวิทยาสัมพัทธ์ไปสู่สถานะของกิจกรรมทางสรีรวิทยา การกระตุ้นขึ้นอยู่กับกระบวนการทางกายภาพและเคมีที่ซับซ้อน การวัดแรงกระตุ้นคือความแรงของสิ่งเร้าที่ทำให้เกิดความตื่นเต้น

เนื้อเยื่อที่กระตุ้นได้นั้นมีความไวสูงต่อการกระทำของกระแสไฟฟ้าอ่อน (การกระตุ้นด้วยไฟฟ้า) ซึ่งแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกโดย L. กัลวานี.

ศักยภาพในการดำเนินการ

ศักยภาพในการดำเนินการคือคลื่นของการกระตุ้นที่เคลื่อนที่ไปตามเยื่อหุ้มเซลล์ที่มีชีวิตในกระบวนการส่งสัญญาณประสาท โดยพื้นฐานแล้ว มันหมายถึงการปล่อยกระแสไฟฟ้า - การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในระยะสั้นของศักยภาพในส่วนเล็ก ๆ ของเยื่อหุ้มเซลล์ที่กระตุ้นได้ (เซลล์ประสาท เส้นใยกล้ามเนื้อ หรือเซลล์ต่อม) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่พื้นผิวด้านนอกของส่วนนี้กลายเป็น มีประจุลบในส่วนที่อยู่ใกล้เคียงของเมมเบรน ในขณะที่พื้นผิวด้านในของมันจะกลายเป็นประจุบวกในส่วนที่อยู่ใกล้เคียงของเมมเบรน ศักยภาพในการดำเนินการเป็นพื้นฐานทางกายภาพของแรงกระตุ้นของเส้นประสาทหรือกล้ามเนื้อที่มีบทบาทเป็นสัญญาณ (กฎระเบียบ) ศักยภาพในการดำเนินการอาจแตกต่างกันในพารามิเตอร์ ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์และแม้แต่ในส่วนต่างๆ ของเยื่อหุ้มเซลล์เดียวกัน ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดของความแตกต่างคือศักยภาพในการออกฤทธิ์ของกล้ามเนื้อหัวใจและศักยภาพในการออกฤทธิ์ของเซลล์ประสาทส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์ต่อไปนี้สนับสนุนศักยภาพของการกระทำใดๆ:

1. เยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตมีโพลาไรซ์ - พื้นผิวด้านในมีประจุลบเมื่อเทียบกับด้านนอก เนื่องจากมีอนุภาคประจุบวก (ไอออนบวก) มากกว่าในสารละลายใกล้กับพื้นผิวด้านนอก และมีจำนวนมากขึ้น อนุภาคที่มีประจุลบ (แอนไอออน) ใกล้พื้นผิวด้านใน )

2. เมมเบรนมีความสามารถในการซึมผ่านแบบเลือกได้ - ความสามารถในการซึมผ่านของอนุภาคต่างๆ (อะตอมหรือโมเลกุล) ขึ้นอยู่กับขนาด ประจุไฟฟ้า และคุณสมบัติทางเคมี

3. เยื่อหุ้มเซลล์ที่กระตุ้นได้สามารถเปลี่ยนการซึมผ่านของไอออนบวกบางประเภทได้อย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดการเปลี่ยนประจุบวกจากภายนอกสู่ภายใน (รูปที่ 1)

คุณสมบัติสองประการแรกเป็นลักษณะของเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมด ประการที่สามคือคุณสมบัติของเซลล์ของเนื้อเยื่อที่กระตุ้นได้และสาเหตุที่เยื่อหุ้มของพวกมันสามารถสร้างและนำศักยภาพในการดำเนินการได้

ขั้นตอนการดำเนินการที่เป็นไปได้:

Prespike เป็นกระบวนการของการดีโพลาไรเซชันอย่างช้าๆ ของเมมเบรนจนถึงระดับวิกฤตของการดีโพลาไรเซชัน (การกระตุ้นเฉพาะที่ การตอบสนองเฉพาะที่)

ศักย์ไฟฟ้าสูงสุดหรือสไปค์ประกอบด้วยส่วนที่เพิ่มขึ้น (การสลับโพลาไรเซชันของเมมเบรน) และส่วนที่ลดลง (การรีโพลาไรเซชันของเมมเบรน)

ศักยภาพการติดตามเชิงลบ - จากระดับวิกฤตของการสลับขั้วไปจนถึงระดับเริ่มต้นของโพลาไรเซชันของเมมเบรน (การติดตามการสลับขั้ว)

ศักยภาพในการติดตามที่เป็นบวก - การเพิ่มขึ้นของศักยภาพของเมมเบรนและการกลับสู่ค่าเดิมอย่างค่อยเป็นค่อยไป (การติดตามไฮเปอร์โพลาไรเซชัน)

บทบัญญัติทั่วไป

โพลาไรเซชันของเยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเกิดจากความแตกต่างขององค์ประกอบไอออนิกของด้านในและด้านนอก เมื่อเซลล์อยู่ในสภาวะสงบ (ไม่ตื่นเต้น) ไอออนที่อยู่ฝั่งตรงข้ามของเมมเบรนจะสร้างความต่างศักย์ที่ค่อนข้างคงที่ เรียกว่า ศักย์ไฟฟ้าขณะพัก หากคุณใส่อิเล็กโทรดเข้าไปในเซลล์ที่มีชีวิตและวัดศักย์ไฟฟ้าของเยื่อพัก มันจะมีค่าเป็นลบ (ลำดับที่? 70 -? 90 mV) สิ่งนี้อธิบายได้จากความจริงที่ว่าประจุทั้งหมดที่ด้านในของเมมเบรนมีค่าน้อยกว่าด้านนอกอย่างมาก แม้ว่าทั้งสองด้านจะมีทั้งไอออนบวกและประจุลบก็ตาม ภายนอก - ลำดับความสำคัญของไอออนโซเดียมแคลเซียมและคลอรีนมากขึ้นภายใน - โพแทสเซียมไอออนและโมเลกุลโปรตีนที่มีประจุลบ, กรดอะมิโน, กรดอินทรีย์, ฟอสเฟต, ซัลเฟต

ต้องเข้าใจว่าเรากำลังพูดถึงประจุของพื้นผิวเมมเบรนโดยรวม สภาพแวดล้อมทั้งภายในและภายนอกเซลล์มีประจุเป็นกลาง ศักยภาพของเมมเบรนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้อิทธิพลของสิ่งเร้าต่างๆ สิ่งกระตุ้นเทียมอาจเป็นกระแสไฟฟ้าที่ใช้กับด้านนอกหรือด้านในของเมมเบรนผ่านอิเล็กโทรด

ภายใต้สภาวะธรรมชาติ สิ่งเร้ามักเป็นสัญญาณทางเคมีจากเซลล์ข้างเคียง ซึ่งมาทางไซแนปส์หรือโดยการแพร่ผ่านตัวกลางระหว่างเซลล์ การเปลี่ยนแปลงของศักย์เมมเบรนสามารถเกิดขึ้นได้ในทิศทางลบ (ไฮเปอร์โพลาไรเซชัน) หรือบวก (ดีโพลาไรเซชัน) ในเนื้อเยื่อประสาท ตามกฎแล้วศักยะงานจะเกิดขึ้นระหว่างการดีโพลาไรเซชัน - ถ้าการดีโพลาไรเซชันของเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทถึงหรือเกินระดับเกณฑ์ที่กำหนด เซลล์จะตื่นเต้น และคลื่นของสัญญาณไฟฟ้าจะแพร่กระจายจากร่างกายไปยังแอกซอนและ เดนไดรต์ (ในสภาวะจริง ศักยภาพหลังซินแน็ปติกมักเกิดขึ้นในร่างกายของเซลล์ประสาท ซึ่งแตกต่างอย่างมากจากศักยภาพการกระทำในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น พวกมันไม่เป็นไปตามหลักการ "ทั้งหมดหรือไม่มีเลย" ศักยภาพเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นศักยภาพของการกระทำ ที่ส่วนพิเศษของเมมเบรน - แอกซอนฮิลล็อค ดังนั้นศักย์ไฟฟ้าจึงไม่แพร่กระจายไปยังเดนไดรต์)

ช่องส่วนใหญ่เป็นไอออนเฉพาะ - ช่องโซเดียมผ่านโซเดียมไอออนจริงเท่านั้นและไม่ผ่านช่องอื่น (ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการเลือก) เยื่อหุ้มเซลล์ของเนื้อเยื่อที่กระตุ้นได้ (เส้นประสาทและกล้ามเนื้อ) มีช่องไอออนที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าจำนวนมากซึ่งสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ได้อย่างรวดเร็ว การสลับโพลาไรเซชันของเมมเบรนส่วนใหญ่ทำให้ช่องโซเดียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าเปิดออก เมื่อเปิดช่องโซเดียมเพียงพอในเวลาเดียวกัน ไอออนโซเดียมที่มีประจุบวกจะพุ่งผ่านช่องเหล่านี้ไปยังด้านในของเมมเบรน แรงผลักดันในกรณีนี้มาจากการไล่ระดับความเข้มข้น (มีโซเดียม ไอออนที่มีประจุบวกจำนวนมากอยู่ด้านนอกของเมมเบรนมากกว่าภายในเซลล์) และประจุลบที่ด้านในของเมมเบรน การไหลของ โซเดียม ไอออน ทำให้เกิด การเปลี่ยนแปลงที่มีศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ใหญ่ขึ้นและรวดเร็วยิ่งขึ้นซึ่งเรียกว่าศักยภาพในการดำเนินการ (ในเอกสารเฉพาะทางถูกกำหนดให้เป็น PD)

ตามกฎ "ทั้งหมดหรือไม่มีเลย" เยื่อหุ้มเซลล์ของเนื้อเยื่อที่กระตุ้นจะไม่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าเลยหรือตอบสนองด้วยแรงสูงสุดที่เป็นไปได้ในขณะนั้น นั่นคือหากสิ่งเร้าอ่อนแอเกินไปและไม่ถึงเกณฑ์ ศักยภาพในการดำเนินการจะไม่เกิดขึ้นเลย ในเวลาเดียวกัน สิ่งกระตุ้นที่เป็นเกณฑ์จะกระตุ้นศักยภาพการดำเนินการที่มีแอมพลิจูดเดียวกันกับสิ่งเร้าที่อยู่เหนือเกณฑ์ นี่ไม่ได้หมายความว่าแอมพลิจูดของศักย์ไฟฟ้าจะเท่ากันเสมอไป - ส่วนเดียวกันของเมมเบรนซึ่งอยู่ในสถานะต่างกัน สามารถสร้างศักย์ไฟฟ้าจากแอมพลิจูดต่างๆ ได้

หลังจากการกระตุ้น เซลล์ประสาทบางครั้งพบว่าตัวเองอยู่ในสถานะหักเหสัมบูรณ์ เมื่อไม่มีสัญญาณใดสามารถกระตุ้นมันได้อีก จากนั้นมันจะเข้าสู่ช่วงของการหักเหสัมพัทธ์ เมื่อสัญญาณที่แรงเป็นพิเศษสามารถกระตุ้นมันได้ (ในกรณีนี้ แอมพลิจูด AP จะ ต่ำกว่าปกติ) ระยะเวลาการทนไฟเกิดขึ้นเนื่องจากการหยุดทำงานของกระแสโซเดียมเร็ว เช่น การหยุดทำงานของโซเดียมแชนเนล (ดูด้านล่าง)

การดำเนินการเผยแพร่ศักยภาพ

การขยายพันธุ์ที่มีศักยภาพในการดำเนินการไปตามเส้นใยที่ไม่มีเยื่อไมอีลิน

AP แพร่กระจายอย่างต่อเนื่องไปตามเส้นใยที่ไม่มีไมอีลิน การนำกระแสประสาทเริ่มต้นด้วยการแพร่กระจายของสนามไฟฟ้า AP ที่เกิดขึ้นเนื่องจากสนามไฟฟ้าสามารถสลับขั้วของเมมเบรนของพื้นที่ใกล้เคียงจนถึงระดับวิกฤต ซึ่งเป็นผลมาจากการสร้าง AP ใหม่ในพื้นที่ใกล้เคียง PD เองก็ไม่เคลื่อนไหว พวกมันหายไปในที่เดียวกับที่มันเกิดขึ้น บทบาทหลักในการเกิดขึ้นของ PD ใหม่นั้นเล่นโดยคนก่อนหน้า ถ้าแอกซอนตรงกลางเกิดการระคายเคืองกับอิเล็กโทรดภายในเซลล์ AP จะแพร่กระจายทั้งสองทิศทาง โดยปกติแล้ว AP จะแพร่กระจายไปตามแอกซอนในทิศทางเดียว (จากร่างกายของเซลล์ประสาทไปยังปลายประสาท) แม้ว่าการสลับขั้วของเยื่อหุ้มเซลล์จะเกิดขึ้นทั้งสองด้านของตำแหน่งที่ AP เกิดขึ้นในขณะนั้น การนำไฟฟ้าฝ่ายเดียวของ AP นั้นมาจากคุณสมบัติของช่องโซเดียม - หลังจากเปิดแล้วพวกมันจะถูกปิดการใช้งานในบางครั้งและไม่สามารถเปิดได้ที่ค่าใด ๆ ของศักยภาพของเมมเบรน (คุณสมบัติการหักเหของแสง) ดังนั้นในบริเวณที่ใกล้ตัวเซลล์ที่สุด ซึ่ง AP ได้ “ทะลุผ่าน” ไปแล้ว จึงไม่เกิดขึ้น ก่อนหน้านี้ การแพร่กระจายของ AP ไปตามแอกซอนนั้นยิ่งเกิดขึ้นเร็วเท่าไร เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ตามแอกซอนยักษ์ของปลาหมึก AP สามารถแพร่กระจายด้วยความเร็วเกือบเท่ากับเส้นใยไมอีลินของสัตว์มีกระดูกสันหลัง (ประมาณ 100 เมตร/วินาที)

การแพร่กระจายของศักยภาพในการดำเนินการไปตามเส้นใยไมอิลิน

PD แพร่กระจายเป็นพัก ๆ ตามเส้นใย myelinated (การนำเกลือ) เส้นใย Myelinated นั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยความเข้มข้นของช่องไอออนที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าเฉพาะในพื้นที่ของการสกัดกั้น Ranvier; ที่นี่ความหนาแน่นของพวกมันมากกว่าในเยื่อหุ้มของเส้นใยที่ไม่มีไมอีลินถึง 100 เท่า แทบไม่มีช่องแรงดันไฟฟ้าในบริเวณข้อต่อไมอีลิน AP ที่เกิดขึ้นในโหนดหนึ่งของ Ranvier เนื่องจากสนามไฟฟ้าทำให้ขั้วของเมมเบรนของโหนดข้างเคียงลดลงจนถึงระดับวิกฤต ซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของ AP ใหม่ในพวกมัน นั่นคือการกระตุ้นจะผ่านไปอย่างกะทันหันจากโหนดหนึ่งไปยัง อื่น. ในกรณีที่เกิดความเสียหายต่อโหนดหนึ่งของ Ranvier PD กระตุ้นครั้งที่ 2, 3, 4 และแม้แต่ครั้งที่ 5 เนื่องจากฉนวนไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยปลอกไมอีลินช่วยลดการกระจายของสนามไฟฟ้า สิ่งนี้จะเพิ่มอัตราการแพร่กระจายของ AP ตามเส้นใยไมอีลินเมื่อเทียบกับเส้นใยที่ไม่มีไมอีลิน นอกจากนี้ เส้นใยไมอีลิเนตจะหนาขึ้น และความต้านทานไฟฟ้าของเส้นใยที่หนาจะน้อยกว่า ซึ่งยังเพิ่มความเร็วของการนำอิมพัลส์ไปตามเส้นใยไมอิลินด้วย ข้อดีอีกประการของการนำเกลือคือประสิทธิภาพการใช้พลังงาน เนื่องจากมีเพียงโหนดของ Ranvier เท่านั้นที่ตื่นเต้น ซึ่งมีพื้นที่น้อยกว่า 1% ของเมมเบรน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้พลังงานน้อยกว่ามากในการฟื้นฟูการไล่ระดับสีเมมเบรนของ Na + และ K+ ซึ่งใช้ไปเนื่องจากการเกิดขึ้นของ AP ซึ่งอาจมีค่าที่ความถี่สูงของการปล่อยไปตามใยประสาท หากต้องการจินตนาการว่าความเร็วของการนำไฟฟ้าสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใดเนื่องจากปลอกไมอีลิน ก็เพียงพอแล้วที่จะเปรียบเทียบความเร็วของการแพร่กระจายของแรงกระตุ้นผ่านส่วนที่ไม่มีเยื่อไมอีลินและส่วนที่ไม่มีเยื่อไมอีลินของระบบประสาทของมนุษย์ ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยประมาณ 2 µm และไม่มี myelin sheath ความเร็วของการนำไฟฟ้าจะอยู่ที่ ~1 m/s และเมื่อมี myelination ที่อ่อนแอซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยเท่ากัน ก็จะอยู่ที่ 15–20 m/s . ในเส้นใยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าและมีปลอกไมอีลินหนา ความเร็วการนำไฟฟ้าจะสูงถึง 120 เมตร/วินาที อัตราการแพร่กระจายของศักยภาพในการดำเนินการไปตามเยื่อหุ้มของเส้นใยประสาทเดี่ยวนั้นไม่ได้มีค่าคงที่ - ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขต่าง ๆ อัตรานี้สามารถลดลงอย่างมากและเพิ่มขึ้นและกลับสู่ระดับเริ่มต้นที่แน่นอน

คุณสมบัติที่ใช้งานของเมมเบรน

คุณสมบัติแอ็คทีฟของเมมเบรนซึ่งทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้าขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของช่องโซเดียม (Na+) และโพแทสเซียม (K+) ที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าเป็นหลัก ระยะเริ่มต้นของ AP เกิดขึ้นจากกระแสโซเดียมที่เข้ามา หลังจากนั้นช่องโพแทสเซียมจะเปิดออก และกระแส K+ ที่ส่งออกจะคืนศักย์ไฟฟ้าของเมมเบรนกลับสู่ระดับเริ่มต้น ความเข้มข้นเริ่มต้นของไอออนจะถูกเรียกคืนโดยปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียม ในหลักสูตร PD ช่องสัญญาณจะส่งผ่านจากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่ง: ช่อง Na+ มีสถานะหลักสามสถานะ - ปิด เปิด และปิดใช้งาน (ในความเป็นจริง เรื่องนี้ซับซ้อนกว่า แต่สามสถานะนี้เพียงพอสำหรับคำอธิบาย) ช่อง K+ มี สอง - ปิดและเปิด พฤติกรรมของช่องสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของ TP นั้นอธิบายไว้ในแง่ของการนำไฟฟ้าและคำนวณในแง่ของค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอน (การถ่ายโอน) ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนได้มาจาก Hodgkin และ Huxley

ศักยภาพในการพักตัวและกลไกการก่อตัวของมัน

ทฤษฎีไอออน-เมมเบรนของศักยภาพในการพักตัวและศักยภาพในการดำเนินการ

ศักยภาพของเมมเบรน / ศักยภาพในการพัก - ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างด้านนอกและด้านในของเมมเบรนนี้ (การเปรียบเทียบเนื้อหาของโพแทสเซียมและโซเดียมในสภาพแวดล้อมภายในและภายนอกของเซลล์)

ในกรณีนี้ เยื่อหุ้มชั้นนอกจะมีประจุบวกอยู่ด้านใน

การกระจายตัวของเมมเบรนของไอออน

ความเข้มข้นของไอออนโมโนวาเลนต์หลัก - คลอรีน โพแทสเซียม และโซเดียม - ภายในเซลล์แตกต่างอย่างมากจากเนื้อหาในของเหลวนอกเซลล์ที่อยู่รอบๆ เซลล์

ไอออนบวกภายในเซลล์หลัก (ไอออนที่มีประจุบวก) คือโพแทสเซียม

แอนไอออนภายในเซลล์ (ไอออนที่มีประจุลบ) ส่วนใหญ่จะแสดงด้วยสิ่งตกค้างของกรดอะมิโนและโมเลกุลอินทรีย์อื่นๆ

ไอออนบวกนอกเซลล์หลักคือโซเดียม

ไอออนนอกเซลล์คือคลอรีน

การกระจายตัวของไอออนนี้เกิดจากปัจจัยสองประการ:

1. การมีโมเลกุลอินทรีย์ที่มีประจุลบอยู่ภายในเซลล์

2. การมีอยู่ของระบบขนส่งที่ใช้งานอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ที่ "ปั๊ม" โซเดียมออกจากเซลล์และโพแทสเซียมเข้าสู่เซลล์

หากไอออนขนาดเล็ก เช่น โพแทสเซียม โซเดียม และคลอรีนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ง่าย ไอออนอินทรีย์ เช่น กรดอะมิโนและกรดอินทรีย์ของไซโตพลาสซึมจะมีขนาดใหญ่เกินไปและไม่สามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ ในเรื่องนี้ประจุลบ (แอนไอออนอินทรีย์) ที่มากเกินไปจะสะสมอยู่ในเซลล์ ประจุเหล่านี้ป้องกันการแทรกซึมของไอออนลบ (คลอรีน) เข้าไปในเซลล์ แต่จะดึงดูดไอออนบวกที่มีประจุบวก (โซเดียม โพแทสเซียม) เข้าไป อย่างไรก็ตาม โซเดียมส่วนใหญ่ที่เข้าสู่เซลล์จะถูกปั๊มโซเดียม-โพแทสเซียมออกทันที

การกำจัดโซเดียมอย่างรวดเร็วนำไปสู่ความจริงที่ว่ามีเพียงโพแทสเซียมเท่านั้นที่สะสมอยู่ในเซลล์ซึ่งถูกดึงดูดโดยประจุลบของไอออนอินทรีย์และปั๊มโซเดียมโพแทสเซียม

การซึมผ่านแบบเลือกได้ของเยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อมีช่องไอออน ช่องไอออน (เฉพาะเจาะจง) ช่วยให้ไอออนบางตัวผ่านได้ บางช่องเปิดขึ้นอยู่กับสถานการณ์

ส่วนที่เหลือโพแทสเซียมจะเปิดอยู่และโซเดียมจะปิดเกือบทั้งหมด

เซลล์ประสาทมีกลไกการสูบน้ำที่นำไอออนมาต้านการไล่ระดับความเข้มข้นเสมอ

การไล่ระดับความเข้มข้น - ความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นจากที่เล็กที่สุดไปมากที่สุด

การวัดศักยภาพของเซลล์

มีความต่างศักย์ระหว่างผิวด้านนอกและด้านในของเซลล์ทั้งหมด

ศักยภาพการพักแตกต่างกันไปตั้งแต่ -40 mV ถึง -95 mV ขึ้นอยู่กับลักษณะของเซลล์เฉพาะ

ศักยภาพการพักของเซลล์ประสาทมักจะอยู่ระหว่าง -30 mV ถึง -70 mV

1. ศักยภาพของเมมเบรนถูกกำหนดอย่างรวดเร็วโดยการวัดความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้าที่เหมือนกันสองขั้ว โดยขั้วหนึ่งใส่เข้าไปในเซลล์ ส่วนอีกขั้วหนึ่งจะอยู่ในของเหลวที่อยู่รอบๆ อิเล็กโทรดเชื่อมต่อกับแอมพลิฟายเออร์ที่เพิ่มความกว้างของศักยภาพที่บันทึกไว้ แอมพลิจูดนี้ถูกกำหนดโดยใช้เครื่องวัดแรงดันไฟฟ้าชนิดออสซิลโลสโคป

2. การมีอยู่ของประจุไฟฟ้าบนเยื่อผิวในทางสรีรวิทยาเป็นที่ทราบกันมานานแล้ว แต่มันถูกค้นพบด้วยวิธีที่แตกต่างออกไปเท่านั้น ในรูปของกระแสนิ่งที่เรียกว่า

กระแสไฟนิ่งเกิดขึ้นในโครงสร้างที่มีชีวิตระหว่างบริเวณที่เสียหายและพื้นผิวที่ไม่เสียหาย

ถ้าเส้นประสาทหรือกล้ามเนื้อถูกตัด และใช้อิเล็กโทรดหนึ่งอันกับการตัดตามขวาง และอีกอันแนบกับพื้นผิวโดยเชื่อมต่อกับกัลวาโนมิเตอร์ กัลวาโนมิเตอร์จะแสดงกระแสที่ไหลจากพื้นผิวปกติที่ไม่เสียหายไปยังการตัดตามขวางเสมอ .

กระแสนิ่งและศักยภาพของเมมเบรนเป็นการแสดงคุณสมบัติเดียวกันของเมมเบรน สาเหตุของการเกิดกระแสไฟนิ่งคือเมื่อเซลล์ได้รับความเสียหาย จริงๆ แล้ว มันเป็นไปได้ที่จะต่ออิเล็กโทรดหนึ่งเข้ากับด้านในของเมมเบรน และอีกอันเข้ากับพื้นผิวด้านนอก

ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ในกรณีของความเสียหาย ควรบันทึกความต่างศักย์ = ศักย์ไฟฟ้าของเมมเบรน ตามกฎแล้วสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นเพราะ ส่วนหนึ่งของกระแสไฟฟ้าไม่ผ่านกัลวาโนมิเตอร์ แต่ถูกปัดผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์ ของไหลที่อยู่รอบๆ เป็นต้น

ขนาดของความต่างศักย์ของเยื่อหุ้มเซลล์ที่สามารถสร้างขึ้นโดยกระบวนการดังกล่าวได้รับการทำนายโดยสมการ Nernst:

Em = ((R*T)/F)*ln([K]ต่อ/[K]ต่อ)

Em \u003d -59 * ln ([K] ต่อ / [K] ต่อ)

R คือค่าคงที่ของก๊าซ.

T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์

F คือหมายเลขฟาราเดย์

[K]ext:[K]nar - อัตราส่วนของความเข้มข้นของโพแทสเซียมภายในและภายนอกเซลล์

ความเข้มข้นของโพแทสเซียมภายนอก - ในของเหลวระหว่างเซลล์ - มีค่าใกล้เคียงกับในเลือด ความเข้มข้นภายในเซลล์สามารถประมาณได้โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์หรือการวัดโดยใช้ขั้วไฟฟ้าแบบเจาะจงโพแทสเซียม

ในการทดลองจะได้ค่าที่น้อยกว่าเล็กน้อย (-60, -70 mV) มากกว่าค่าทางทฤษฎี (-80 mV) เนื่องจาก เมมเบรนไม่ใช่ตัวแยกไอออนที่สมบูรณ์แบบ

โซเดียมไอออนในปริมาณเล็กน้อยจะแทรกซึมเข้าไปในเซลล์และชาร์จที่ผิวด้านในของเยื่อหุ้มเซลล์ในทางบวก สร้างความต่างศักย์ที่สวนทางกัน แม้ว่าความแตกต่างนี้จะเล็กน้อย แต่ก็สามารถลดค่าที่แท้จริงของศักย์เมมเบรนได้

เงื่อนไขการก่อตัวของ PP

ศักยภาพการพักคือประจุบนเมมเบรนที่เหลือ

คุณสมบัติหลักประการหนึ่งของเซลล์ประสาทคือการมีขั้วไฟฟ้าคงที่ของเยื่อหุ้มเซลล์ - ศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ ศักยภาพของเมมเบรนจะคงอยู่บนเมมเบรนตราบเท่าที่เซลล์ยังมีชีวิตอยู่ และจะหายไปเมื่อเซลล์ตายเท่านั้น

สาเหตุของการเกิดพังผืด:

1. ศักยภาพการพักเกิดขึ้นส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการกระจายตัวของโพแทสเซียมแบบไม่สมมาตร (ความไม่สมดุลของไอออนิก) ทั้งสองด้านของเมมเบรน เนื่องจากความเข้มข้นในเซลล์สูงกว่าสภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์ประมาณ 30 เท่า จึงมีการไล่ระดับความเข้มข้นของเมมเบรนที่ส่งเสริมการแพร่กระจายของโพแทสเซียมจากเซลล์

การปล่อยโพแทสเซียมไอออนบวกออกจากเซลล์ทำให้เกิดประจุลบที่ไม่สมดุล (แอนไอออนอินทรีย์) ยังคงอยู่ ประจุเหล่านี้ทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้าลบภายในเซลล์

2. ความไม่สมดุลของอิออนเป็นการละเมิดสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ และโพแทสเซียมไอออนควรค่อยๆ ออกจากเซลล์ และไอออนโซเดียมควรเข้าไปในเซลล์ เพื่อรักษาการละเมิดดังกล่าว จำเป็นต้องใช้พลังงาน ซึ่งค่าใช้จ่ายดังกล่าวจะขัดขวางการปรับความเข้มข้นให้เท่ากันทางความร้อน

เพราะ ความไม่สมมาตรของไอออนิกเกี่ยวข้องกับสถานะของสิ่งมีชีวิตและหายไปพร้อมกับความตาย หมายความว่าพลังงานนี้จัดหาโดยกระบวนการชีวิตนั่นเอง กล่าวคือ เมแทบอลิซึม. ส่วนสำคัญของพลังงานเมแทบอลิซึมถูกใช้ไปกับการรักษาการกระจายตัวของไอออนที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างไซโตพลาสซึมกับสิ่งแวดล้อม

การขนส่งไอออนแบบแอคทีฟ / ปั๊มไอออน - กลไกที่สามารถขนส่งไอออนจากเซลล์หรือเข้าไปในเซลล์โดยเทียบกับการไล่ระดับความเข้มข้น (อยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ที่ผิวและเป็นเอนไซม์ที่ซับซ้อนซึ่งใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการไฮโดรไลซิสของ ATP เพื่อถ่ายโอน)

ความไม่สมดุลของคลอไรด์ไอออนสามารถรักษาได้ด้วยกระบวนการขนส่งแบบแอคทีฟ

การกระจายตัวของไอออนที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดลักษณะของการไล่ระดับความเข้มข้นระหว่างไซโตพลาสซึมของเซลล์และสภาพแวดล้อมภายนอก: การไล่ระดับสีโพแทสเซียมนั้นถูกกำกับจากภายในสู่ภายนอกและโซเดียมและคลอไรด์ - จากภายนอกสู่ภายใน

เมมเบรนไม่สามารถซึมผ่านได้อย่างสมบูรณ์และสามารถผ่านไอออนได้ในระดับหนึ่ง ความสามารถนี้ไม่เหมือนกันสำหรับไอออนที่แตกต่างกันในสถานะพักของเซลล์ - โพแทสเซียมไอออนจะสูงกว่าไอออนโซเดียมมาก ดังนั้นไอออนหลักซึ่งอยู่นิ่งสามารถแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ในระดับหนึ่งคือโพแทสเซียมไอออน ในสถานการณ์ เช่นนี้ การมีโพแทสเซียมไอออนจะทำให้เกิดการไหลเล็กน้อยแต่สังเกตเห็นได้ชัดเจนของโพแทสเซียมไอออนออกจากเซลล์ ออกไปข้างนอก ที่เหลือ โพลาไรซ์ไฟฟ้าคงที่ของเยื่อหุ้มเซลล์จะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากกระแสการแพร่กระจายของโพแทสเซียมไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

มูลค่าของศักยภาพการพักผ่อน

1. การใช้เทคโนโลยีไมโครอิเล็กโทรดทำให้สามารถกำหนดคุณสมบัติพื้นฐานของเซลล์ประสาทในทุกส่วนของสมอง เพื่ออธิบายธรรมชาติของกระบวนการทำงานที่เกิดขึ้นในเซลล์เหล่านั้น และสร้างรูปแบบของการเชื่อมต่อแบบซินแนปติกที่รวมเซลล์เหล่านี้เข้าด้วยกัน

2. การปรากฏตัวของไอออนิกเกรเดียนต์และโพลาไรเซชันทางไฟฟ้าคงที่ของเมมเบรนเป็นเงื่อนไขหลักที่ทำให้เซลล์ตื่นตัว การไล่ระดับสีเคมีไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยปัจจัยทั้งสองนี้เป็นแหล่งสะสมของพลังงานศักย์ ซึ่งอยู่ในการกำจัดของเซลล์เสมอ และสามารถนำไปใช้ได้ทันทีเพื่อสร้างปฏิกิริยาของเซลล์ที่ทำงานอยู่