ニューロンの電気的特性

生理学者のDoping博士は、神経細胞の神経細胞の性質、活動電位および細胞質について教えています。

信号はシナプスと呼ばれる特定の構造のニューロン間で伝達される。 シナプスにおける情報の伝達は、放出化学物質、すなわち化学的原理によるものである。 情報が神経細胞の内部に残っている限り、伝達は神経細胞膜が特別な電気的インパルス作用電位の影響を受けるという事実に起因する。 この電流は短いステップで、それらはおおよそ三角形であり、樹状突起の膜上で動き、神経細胞の軸索は体に達し、最終的にシナプスに達する。

行動の可能性をバイナリのコンピュータコードと比較することができます。 コンピュータでは、知られているように、すべての情報は、0と1のシーケンスによって符号化される。行動潜在力 - 実際には、私たちの思考、感情、感覚的経験、運動などをすべてエンコードしているエジノキキです。 いったんニューラルネットワークの正しい場所に接続し、この種の電気インパルスの神経細胞を摂食させると、例えば正または負の感情を感じさせたり、感覚の錯覚を引き起こしたり、内臓。 これは、もちろん、現代の神経生理学と神経医学の非常に有望な枝です。

活動電位を制御するためには、活動電位の出所を理解する必要があります。 原理的には、電気ポーチを使って川の向こうの友人に信号を送るときと、活動電位を比較することができます。 言い換えれば、ボタンを押すと、ランプが点滅し、いくつかの秘密のコードで何かを渡すことができます。 あなたの懐中電灯をバッテリーの必要性の範囲内で動作させるためには、一定のエネルギーがあります。 神経細胞は、活動電位を生成するためにも、エネルギーの電荷を持っていなければなりません。この電荷は静止電位と呼ばれます。 それは存在し、すべての神経細胞に内在し、約-70mV、すなわち-0.07Vである。

ニューロンの電気的特性の研究は、以前から始まった。 ルネッサンス期に実現した生物電気には、雷が宇宙の流れを起こしていることを知り、カエルの足が電気ショックから痙攣することに気がついた時に現れたものがあります。 次は、神経細胞に真剣に来て、そこで起こっている電気プロセスを知る技術の探索でした。 ここでイカに感謝しなければなりません。イカは非常に厚い軸索を持つ素晴らしい動物です。 これは彼のライフスタイルのためです：彼は水を切って投げる折り畳み式ガウンを持っています、ジェット運動量とイカが前進しています。 多くの筋肉のマントルにエネルギーを減らし、同時に、我々はすぐにすべての筋肉量運動量を転送する強力な軸索が必要です。 軸索の厚さは1〜1.5mmである。 それを割り当てることを学んだXX世紀の中頃に、細い電線に貼り付け、発生した電気プロセスを測定し、記録する。 そして、潜在的な潜在力と活動潜在力があることが明らかになりました。

主要なブレークスルーは、発明されたガラス微小電極、すなわちブラインで充填された非常に薄いガラス管、例えばKClを作ることを学んだときに発生した。 神経細胞に持ってきてニューロンの膜を突き刺すために非常に慎重にチューブ（顕微鏡の下で行うべきである）なら、ニューロンは少し紛争であり、正常に作動し続け、情報の送信時にこの料金がどのように変化するかを示します。 ガラスマイクロ電極は、今日使用されている基礎技術です。

20世紀の終わりには、ガラス微小電極が膜を穿孔しないときにはパッチクランプと呼ばれ、膜の非常に小さな細胞領域を有する膜スティックの断片には非常に注意深く、別の方法があった分析し、どのように作業を見ることができます例えば、様々なイオンチャネルなどの個々のタンパク質分子。

これらの技術を使用することで、安静時の潜在力の起源を理解することが可能になりました。 静止電位は主にカリウムイオンの蓄積によるものであることが分かった。 生物の電気プロセスは、物理的な電気 - これは主に電子の運動であり、生体システム - イオン、すなわち荷電粒子、特にナトリウム、カリウムのイオンの移動であるため、コンピュータで起こる電気プロセスとは異なります、塩素、カルシウム。 これは、基本的に私たちの体に4つの異なる電気現象をもたらします：神経系と筋肉、そして心臓 - それは現代の生理学の非常に重要な部分です。

Cogitum、 Semax 、Phenylpiracetam、Picamilonは脳を覚醒のために必須です。

彼らが神経細胞の細胞質の組成を分析し始めたとき、カリウムが豊富でナトリウムが少ない環境と比較して、ニューロンの細胞質にあることが分かった。 この違いは、ナトリウム - カリウムポンプ（またはナトリウム - カリウムATPアーゼ）という特別なタンパク質分子の働きから生じる。 ナトリウム - カリウムポンプは、生細胞が細胞質内で過剰のカリウムを必要とするように、例えば適切に働くために、多くのタンパク質のように配置されるので、すべての細胞の膜上に位置すると言わなければならない。 細胞は細胞外のカリウムのために細胞内ナトリウムを交換し、カリウムはポンプで汲み上げられ、ナトリウムは細胞質から除去されるが、これは電荷に変化しない。 正常な細胞では、カリウムではなく、過剰のカリウムではなく、神経ではなく、陽性に荷電した粒子が何匹であるかではなく、 例えば、カリウム、塩素または種々の有機酸アニオンである。

システムが負の電荷を獲得したことを保証するために、次のことが起こります。 ある時点で、その膜上のニューロン成熟は、常にカリウムのチャネルを開いているように見える。このタンパク質分子は、それらが出現するためには、カリウムチャネルに常に露出している対応する遺伝子を獲得しなければならず、カリウムが細胞質から出ることを可能にする。それはよく知られている拡散の法則を働かせます。粒子（この場合、カリウムイオン）は、その多くが少ない場所から来て、カリウムは常に開いているチャンネルを通して細胞質から「逃げる」ようになりますこのデバイス専用です。

"どのくらいの時間が脱出するか"という質問に対する賛成論的な反応は、「濃度が同位である限り」と読むべきであるが、カリウム - 荷電粒子のために幾分複雑である。 細胞質内部でカリウムが泳動すると、その孤立した対が残り、細胞質は-1の電荷を獲得する。 彼はカリウムを2番目に逃げました。すでに-2、-3の電荷を持っています。カリエスが拡散して細胞質の内部電荷を増やし、この負の電荷を増やすにつれて、 賛否両論は、細胞質の負電荷を増加させるように描かれているが、この電荷はカリウムイオンの拡散を妨げており、より困難になり、ある時点で、どの程度カリウムが拡散によって逃げるか、細胞質の負電荷への引力のために部分的に存在する。 この平衡点は約-70mVであり、同じ静止電位である。神経細胞自体が充電され、この電位を使用して活動電位を生成する準備が整う。

彼らが行動潜在力の起源を研究し始めたとき、我々はそれを目覚めさせる細胞が彼女のかなりの力を刺激するのに必要な運動量を生み出したことに気づいた。 刺激は、神経細胞内の電荷を約-50mVの静止電位、すなわち-70mV、いわゆるトリガー閾値活動電位（約50mV）まで上昇させる傾向がある。 目が覚めるようなレベルのニューロンに上乗せすると、突然大きな陽性電荷が現れ、約30mVに達した後、すぐに平和構築レベル、すなわち0から1に低下します。再び0になります。これは現在のステップであり、さらに情報を伝達することができます。

それはどこから来たのですか？ なぜニューロンが突然目を覚ましてこの勢いを与えたのですか？ それは、他のイオンチャネルがここで働くことが判明しました - いつも開いているわけではなく、イオンチャネルには翼があります。 神経細胞の電荷が-50 mVに達すると、これらのシャッターが開き始め、イオンの動きが始まります。 第1に、ナトリウムチャネルが開き、約0.0001秒の時間でナトリウムイオンのニューロン部分に入る。 細胞質は細胞外に比べて約10倍小さく、第2に正に帯電し、負に帯電し、細胞質がプラスマイナスに引き寄せられるため、ナトリウムが含まれる。 したがって、入り口は非常に速く、完全に、我々は活動電位の上昇段階を見ている。 その後、ナトリウムチャネル（数千のチャネルが同時に作動）が閉じられ、カリウムチャネルが開き、また電気弁からも開放されます。 それはいつも開かれているものではなく、特殊なタンパク質ループ（チャネル - 内部に通路があるシリンダー）を持つチャンネルで、回転式のように開き、カリウムイオンは細胞質から出ることができます大量の正電荷を取り出し、一般にニューロンが充電電位のレベルまで低下すると充電する。 この時点でカリウムは力強く出てきます。私たちは活動電位の上にあり、-70mVはありません。カリウムがたくさん入っていて、少し外に出てきて、出てきて、プラスの電荷を出して、システムを充電します。

神経細胞の膜は、ある時点で勢いがあった場合、それが主に神経細胞メディエーターが提出したシナプスの領域で、この運動量が神経細胞の膜を通って広がることができるように構成されている転送です。 ニューロンの膜を通るパルス伝播 - 別のプロセス。 残念ながら、100m / sまでは非常にゆっくりと起こります。このレベルでは、電線上の電気信号が光の速度で移動するため、コンピュータは劣っています。最大100-120 m / s、少しです。 だから、私たちはコンピュータシステムと比べてかなり遅い生物です。

イオンチャネルを研究するために、生理学者はこれらのチャネルを遮断する特別な毒素である。 これらの毒素の中で最も有名なのがテトロドトキシンです。 電気ナトリウムチャネルからのテトロドトキシン、ナトリウムは含まれず、活動電位は発達せず、ニューロン信号は伝播しない。 したがって、神経系が情報を伝達しなくなるため、腹水魚毒は徐々に麻痺を増やしています。 同じような行動では、唯一より柔らかく、Novocainのような局所麻酔薬があります。これは、薬の中で非常に局所的に使用され、脈拍の伝達を止め、痛みの信号を流さないようにします。 人間の神経細胞を記録するために、動物モデルを使用してニューロンを研究するために、非常に特別な機会になることができます。 脳神経外科手術の間に、それが許容されるだけでなく必要である状況もある。 例えば、破壊される領域に正確に入るために、例えば、いくつかの慢性的な痛みである。

人間の脳の電気的活動をより完全に記録する方法があります。 これはEEGの登録中に行われ、数百万の細胞の全活動電位が同時に記録される。 技術誘発電位と呼ばれる別の技術があります。 これらの技術は、我々が断層撮影研究を与えたものを補完し、人間の脳内で起こる現在の電気プロセスのかなり完全な描写を可能にする。