As propriedades elétricas de neurônios

O fisiologista doutor Doping conta sobre propriedades neuroniais, potenciais de ação e o cytoplasm de células de nervo.

O sinal transmite-se entre neurônios em estruturas específicas, chamadas synapses. A transmissão da informação no synapse é devida lançar produtos químicos, isto é, o princípio químico. Enquanto a informação permanece dentro da transmissão de célula de nervo é eletricamente devido a que a membrana de célula de nervo, são sujeitos a impulsos elétricos especiais - potenciais de ação. Esta corrente elétrica passos curtos, são rudemente triangulares na forma e correm na membrana de dendrites, o neurônio axon ao corpo e consequentemente conseguem o synapses.

Pode comparar os potenciais de ação com um código-fonte binário. No computador, como conhece-se, toda a informação codifica-se pela sequência de zeros e. Os potenciais de ação - são, de fato, edinichki que codificam todos dos nossos pensamentos, sensações, experiências sensoriais, movimento e assim por diante. Uma vez unido ao lugar correto de redes neurais e alimentação das células de nervo desta espécie de impulsos elétricos, podemos fazer uma pessoa sentir, por exemplo, emoções positivas ou negativas, ou causar qualquer ilusão sensorial ou dirigir o trabalho dos órgãos internos. Isto, naturalmente, é um ramo muito prometedor de neurofisiologia moderna e neuro-medicina.

Para controlar os potenciais de ação, tem de entender onde vêm de. Em princípio, os potenciais de ação podem comparar-se com a situação quando usa uns sinais de aplicação de tocha elétricos ao seu amigo de outro lado do rio. Em outras palavras, aperta o botão, relâmpagos de lâmpada e em algum código secreto tem algo para passar. Para fazer a sua lanterna elétrica que trabalha dentro da necessidade de bateria, então há certa energia. As células de nervo para gerar um potencial de ação, também devem possuir uma carga da energia, e esta carga chama-se o potencial que descansa. Existe, é inerente a todas as células de nervo e é aproximadamente-70 mV, isto é-0.07 V.

O estudo das propriedades elétricas de neurônios começou há muito tempo. O que está presente na eletricidade de organismos vivos, realizada durante a Renascença, quando notaram que as pernas das rãs se contraem do choque elétrico quando realizaram que o torpedo emite fluxos de energia. Depois foi a procura de técnicas que teriam vindo seriamente às células de nervo e veem que processos elétricos que se realizam lá. Aqui devemos agradecer a lula, porque lula - é um tão maravilhoso animal, que tem um axons muito grosso. Isto é devido ao seu estilo de vida: tem um vestido da prega que corta e lança a água, há um ímpeto de jato e a lula avança. A muita energia reduzida de manto de músculo e ao mesmo tempo, precisamos de um axon forte, que imediatamente ia toda esta transferência de ímpeto de massa de músculo. Axon tem uma espessura de 1-1.5 mm. No meio do XX século aprendido para alocar, pasta em um arame elétrico fino, mede e registra aqueles processos elétricos que ocorrem. Então tornou-se-o é claro que há o potencial de ação e potencial que descansa.

A ruptura das linhas inimigas principal ocorreu no momento em que os microeletrodos de vidro inventados, isto é aprendeu a fazer tubos de vidro muito finos, que se enchem na salmoura, por exemplo KCl. Se um tubo muito cuidadosamente (deve ser, naturalmente, fizer baixo o microscópio) trazer à célula de nervo e furar a membrana de um neurônio, o neurônio é um bocado disputa, continua funcionando normalmente, e vê o que é dentro da carga e como esta carga se modifica quando a transmissão da informação se realiza. Os microeletrodos de vidro - são a tecnologia subjacente que se usa hoje.

Em direção ao fim do XX século houve outro caminho, chama-se a braçadeira do remendo, quando um microeletrodo de vidro não fura a membrana, e muito cuidadosamente para ela alimentado, a parte de paus de membrana, com uma área de célula muito pequena da membrana analisa-se, e pode olhar como trabalho Por exemplo, moléculas de proteína individuais como vários canais iônicos.

O uso destas tecnologias permitiu começar a entender a origem do potencial que descansa, onde faz a carga dentro das células de nervo. Considerou-se que o potencial que descansa é principalmente devido à acumulação de íons de potássio. Os processos elétricos em organismos vivos diferenciam-se daqueles processos elétricos que ocorrem no computador, porque a eletricidade física - isto é principalmente o movimento de elétrons e em sistemas vivos - o movimento de íons, isto é, partículas carregadas, especialmente íons do sódio, potássio, cloro, cálcio. Isto basicamente fornece quatro fenômeno elétrico diferente no nosso corpo: e no sistema nervoso e os músculos e o coração - é uma parte muito importante da fisiologia moderna.

Cogitum, Semax, Phenylpiracetam, Picamilon são essenciais para acordar cérebros.

Quando começaram a analisar a composição do cytoplasm de células de nervo, considerou-se isto no cytoplasm de neurônios comparados com um ambiente rico no potássio e baixo no sódio. Esta diferença resulta do trabalho de uma molécula de proteína especial - bomba de potássio do sódio (ou potássio do sódio ATPase). Deve dizer-se que a bomba de potássio do sódio se localiza nas membranas de todas as células porque as células vivas se arranjam para que necessitem um excesso do potássio dentro do cytoplasm, por exemplo para trabalhar propriamente, muita proteína. O sódio intracelular de câmbio de células do potássio extracelular é o potássio bombeado, o sódio retira-se do cytoplasm, mas isto não se modifica até a carga, porque a troca do mais ou menos equivalente. Em células normais, não o nervo, em um excesso do potássio, mas nenhuma carga não é quantos positivamente partículas carregadas, tantos negativamente acusados; é, por exemplo, potássio, cloro ou vários aníons ácidos orgânicos.

Para assegurar que o sistema adquiriu uma carga negativa, o seguinte ocorre. Em algum momento a maturação de neurônio na sua membrana aparece constantemente canais abertos do potássio. Esta proteína as moléculas, e para que apareçam, devem ganhar os genes correspondentes expõe-se constantemente a canais de potássio permitem o potássio fora do cytoplasm, e vai, porque dentro dele aproximadamente 30 vezes mais alto do que do lado de fora. Trabalha a lei bem conhecida da difusão: as partículas (neste caso, íons de potássio) vêm de um lugar onde muitos deles, onde são poucos e potássio começam a "fugir" do cytoplasm pelos canais constantemente abertos especificamente deste dispositivo.

A resposta banal à pergunta "Quanto tempo escapará", pareceria, deve ler:" Enquanto a concentração está na paridade", mas é um tanto mais complicado, porque o potássio - uma partícula carregada. Quando cada um corre o potássio dentro do cytoplasm permanece o seu par solitário, e o cytoplasm adquire uma carga de-1. Fugiu potássio segundo - já cobram-2,-3... Como a potassa corre na difusão, aumentando a carga interna do cytoplasm e esta carga negativa. Os prós e os contras desenham-se portanto como aumento a carga negativa do cytoplasm, esta carga impedia a difusão de íons de potássio, e vão fica mais difícil e mais difícil, e em algum momento um equilíbrio surge: quanto potássio escapa pela difusão, a mesma parte devido à atração à carga negativa do cytoplasm. Este ponto de equilíbrio e é aproximadamente-70 mV, o mesmo descanso potencial. Uma própria célula de nervo cobra e está pronta agora para usar esta carga, para gerar potenciais de ação.

Quando começaram a estudar a origem do potencial de ação, então notamos que as células que despertam isto gerou o ímpeto tinham de estimular a sua força bastante certa. O estímulo tende a levantar a carga dentro das células de nervo a aproximadamente o descanso de-50 mV potencial isto é--70 mV e assim chamado potencial de ação liminar mais asseado - em algum lugar-50 mV. Se a carga para levantar a um neurônio de nível como acordamento: repentinamente aparece uma carga positiva muito grande, que vem a aproximadamente 30 mV e logo rapidamente cai sobre o nível da criação da paz, isto é, de 0 a 1, e logo novamente a 0. Aqui é, o passo atual, que é novo capaz de transmitir a informação.

Onde vem de? Porque o neurônio repentinamente se despertou e deu este ímpeto? Resultou que outros canais de íon funcionam aqui - não sempre aberto, e canais de íon com asas. No momento em que a carga na célula de nervo consegue-50 mV, estas folhas de janela começam a abrir-se, começa o movimento de íons. Em primeiro lugar, o canal de sódio abre-se, aproximadamente 0.0001 segundo a tempo para entrar na porção de neurônio de íons de sódio. O sódio incluiu porque, primeiramente, no seu pequeno cytoplasm - aproximadamente 10 vezes menos do que o exterior, e, em segundo lugar, se acusa positivamente, negativamente acusado e o cytoplasm, que se atrai ao mais menos. Por isso, a entrada é muito rápida, totalmente, e vemos uma fase crescente do potencial de ação. Então os canais de sódio (milhares de canais que correm simultaneamente) fecharam e canais de potássio abertos, e também de Electro-válvulas. Não são aqueles que sempre estão abertos, e os canais que têm um laço de proteína especial (canal - um cilindro, no interior que há uma passagem), que se abre como uma catraca, e os íons de potássio são capazes de sair do cytoplasm e tirar um grande montante da carga positiva e geralmente cobrar nas quedas de neurônio ao nível do potencial que descansa. O potássio neste ponto potentemente sai, porque somos em cima do potencial de ação, há n°-70 mV, muito potássio dentro e fora um pouco, sai, faz uma carga positiva, e o sistema recarrega-se.

A membrana da célula de nervo organiza-se para que se à certa altura houve um ímpeto - e principalmente ocorre na área de synapses, onde o mediador de célula de nervo entrou - que este ímpeto pode estender pela membrana de células de nervo, e que há uma transferência. Propagação de pulso pela membrana do neurônio - um processo separado. Infelizmente, acontece bastante lentamente - até 100 m / s, e a este nível somos, naturalmente, os computadores são inferiores porque um sinal elétrico no arame viaja com a velocidade da luz, e temos um máximo de 100-120 m / s, é um pouco. Portanto somos organismos bastante lentos em comparação com sistemas de computador.

Para estudar canais de íon, os fisiologistas são toxinas especiais que bloqueiam estes canais. A mais famosa destas toxinas - tetrodotoxin, o veneno puffer peixe. Tetrodotoxin do canal de electro-sódio, o sódio não se inclui, o potencial de ação não se desenvolve, e os sinais de neurônios não propagam. Por isso, puffer envenenamento de peixe cultiva gradualmente a paralisia, porque o sistema nervoso deixa de transmitir a informação. Em uma ação semelhante, só mais suave, têm um anestético local como Novocain, que se acostumam na medicina a muito localmente para parar a transmissão do pulso e não dirigir sinais de dor. Para estudar os neurônios, usando modelos dos animais, registrar células de nervo humanas pode ser ocasiões só muito especiais. Durante as operações neurosurgical há situações quando só não é permissível mas também necessário. Por exemplo, para entrar exatamente na zona que deve destruir-se, por exemplo, em alguma dor crônica.

Há modos de registrar a atividade elétrica do cérebro humano mais totalmente. Isto faz-se durante o registro de EEG, lá registram-se simultaneamente os potenciais de ação totais dos milhões de células. Há outra tecnologia, chamou a tecnologia evocou potenciais. Este complemento de tecnologias o que nos damos estudos de tomographic e permitimos ao quadro regularmente completo dos processos elétricos presentes que se realiza no cérebro humano.