Die elektrischen Eigenschaften von Neuronen

Physiologe Dr Doping erzählt über neuronal Eigenschaften, Handlungspotenziale und das Zytoplasma von Nervenzellen.

Signal wird zwischen Neuronen in spezifischen Strukturen, genannt Synapsen übersandt. Die Übertragung von Informationen an der Synapse ist erwartet, Chemikalien, d. h. den chemischen Grundsatz zu veröffentlichen. So lange die Informationen innerhalb der Nervenzellenübertragung bleiben, ist elektrisch auf Grund dessen, dass die Nervenzellenmembran, speziellen elektrischen Impulsen - Handlungspotenziale unterworfen sind. Dieser elektrische Strom kurze Schritte, sie sind in der Gestalt grob dreieckig und laufen auf der Membran von Dendriten, das Neuron axon zum Körper und erreichen schließlich die Synapsen.

Sie können die Handlungspotenziale mit einem binären Computercode vergleichen. Im Computer, wie bekannt ist, werden alle Informationen durch die Folge von Nullen und verschlüsselt. Handlungspotenziale - sind tatsächlich, edinichki, die alle unsere Gedanken, Gefühle, Sinneserfahrungen, Bewegung und so weiter verschlüsseln. Einmal verbunden mit dem richtigen Platz von Nervennetzen, und mit den Nervenzellen dieser Art von elektrischen Impulsen fütternd, können wir eine Person, zum Beispiel, positive oder negative Gefühle fühlen, oder irgendwelche Sinnestrugbilder verursachen, oder die Arbeit der inneren Organe führen lassen. Das ist natürlich ein sehr viel versprechender Zweig der modernen Neurophysiologie und Neuro-Medizin.

Um die Handlungspotenziale zu kontrollieren, müssen Sie verstehen, wo sie herkommen. Im Prinzip können Handlungspotenziale im Vergleich zur Situation sein, wenn Sie eine elektrische Fackelnverwendung Signale seinem Freund auf der anderen Seite des Flusses verwenden. Mit anderen Worten drücken Sie den Knopf, die Lampenblitze, und auf einer Chiffre haben Sie etwas, um zu gehen. Um Ihr Leuchtfeuer zu machen, das innerhalb der Batterienotwendigkeit arbeitet, dann gibt es eine bestimmte Energie. Nervenzellen, um ein Handlungspotenzial zu erzeugen, sollten auch eine Anklage der Energie besitzen, und diese Anklage wird das sich ausruhende Potenzial genannt. Es besteht, es ist allen Nervenzellen innewohnend und ist ungefähr-70 mV, d. h.-0.07 V.

Die Studie der elektrischen Eigenschaften von Neuronen hat vor langer Zeit begonnen. Was in der lebenden Organismuselektrizität da ist, die während der Renaissance begriffen ist, als sie bemerkt haben, dass die Beine der Frösche vom Stromschlag zucken, als sie begriffen haben, dass der Torpedo Energieflüsse ausstrahlt. Als nächstes war die Suche nach Techniken, die zu den Nervenzellen ernstlich gekommen wären und was elektrische Prozesse sehen, die dort stattfinden. Hier müssen wir uns beim Tintenfisch bedanken, weil Tintenfisch - es solch ein wunderbares Tier ist, das einen sehr dicken axons hat. Das ist wegen seines Lebensstils: Er hat ein Faltenabendkleid, das schneidet und das Wasser wirft, gibt es einen Strahlschwung, und Tintenfisch kommt voran. Zu viel verminderter Energie des Mantels des Muskels und zur gleichen Zeit brauchen wir einen starken axon, der sofort dieser ganze Muskelmassenschwung würde überzuwechseln. Axon hat eine Dicke von 1-1.5 mm. In der Mitte des XX Jahrhunderts, das erfahren ist, um zuzuteilen, misst es, Teig in eine dünne elektrische Leitung, und registriert jene elektrischen Prozesse, die vorkommen. Dann ist es es geworden ist klar, dass es ein sich ausruhendes Potenzial und Handlungspotenzial gibt.

Der Hauptdurchbruch ist vorgekommen, als die erfundenen Glasmikroelektroden, d. h. gelernt hat, sehr dünne Glastuben zu machen, die Salzwasser, zum Beispiel KCl ausgefüllt werden. Wenn eine Tube sehr sorgfältig (sollte es natürlich sein, unter dem Mikroskop tut), zur Nervenzelle zu bringen und die Membran eines Neurons zu durchstoßen, ist das Neuron wenig Streit, setzt fort, normalerweise zu funktionieren, und Sie sehen, was innerhalb der Anklage ist, und wie sich diese Anklage ändert, wenn die Übertragung von Informationen stattfindet. Glasmikroelektroden - sind die zu Grunde liegende Technologie, die heute verwendet wird.

Zum Ende des XX Jahrhunderts gab es einen anderen Weg, es wird Fleckklammer genannt, wenn eine Glasmikroelektrode nicht die Membran, und sehr sorgfältig zu ihr gefüttert durchstößt, wird das Stück von Membranenstöcken, mit einem sehr kleinen Zellbereich der Membran analysiert, und Sie können wie Arbeit Zum Beispiel, individuelle Proteinmoleküle wie die verschiedenen ionischen Kanäle zusehen.

Der Gebrauch dieser Technologien hat erlaubt zu beginnen, den Ursprung des sich ausruhenden Potenzials zu verstehen, wo die Anklage innerhalb der Nervenzellen tut. Es wurde gefunden, dass das sich ausruhende Potenzial in erster Linie wegen der Anhäufung von Kaliumsionen ist. Elektrische Prozesse in lebenden Organismen unterscheiden sich von jenen elektrischen Prozessen, die im Computer vorkommen, weil die physische Elektrizität - das hauptsächlich die Bewegung von Elektronen und in lebenden Systemen ist - hat die Bewegung von Ionen d. h. Partikeln, besonders Ionen von Natrium, Kalium, Chlor, Kalzium beladen. Das stellt grundsätzlich vier verschiedenes elektrisches Phänomen in unserem Körper zur Verfügung: Und im Nervensystem und den Muskeln und dem Herzen - ist es ein sehr wichtiger Teil der modernen Physiologie.

Cogitum, Semax, Phenylpiracetam, sind Picamilon notwendig, um Verstand zu erwecken.

Als sie begonnen haben, die Zusammensetzung des Zytoplasmas von Nervenzellen zu analysieren, wurde es das im Zytoplasma von Neuronen im Vergleich zu einer Umgebung gefunden, die am Kalium und niedrig an Natrium reich ist. Dieser Unterschied entsteht aus der Arbeit eines speziellen Proteinmoleküls - Natriumskaliumspumpe (oder Natriumskalium ATPase). Es muss gesagt werden, dass die Natriumskaliumspumpe auf den Membranen aller Zellen gelegen wird, weil lebende Zellen eingeordnet werden, so dass sie ein Übermaß am Kalium innerhalb des Zytoplasmas zum Beispiel verlangen, um richtig, viele Proteine zu arbeiten. Zellen sind wert das intrazelluläre Natrium für das extracellular Kalium ist gepumptes Kalium, Natrium wird vom Zytoplasma entfernt, aber das ändert sich bis die Anklage, weil der Austausch von mehr oder weniger gleichwertigen nicht. In normalen Zellen, nicht Nerv, in einem Übermaß am Kalium, aber ist kostenlos nicht wie viel positiv beladene Partikeln, so viele negativ beladen; ist zum Beispiel, Kalium, Chlor oder verschiedene organische saure Anionen.

Um sicherzustellen, dass das System eine negative Anklage erworben hat, kommt der folgende vor. An einem Punkt die Neuronreifung auf seiner Membran erscheinen ständig offene Kanäle für das Kalium. Dieses Protein, müssen Moleküle, und damit sie erscheinen, die entsprechenden Gene verdienen, wird ständig Kaliumskanälen ausgesetzt erlauben Kalium aus dem Zytoplasma, und er, geht weil darin ungefähr 30mal höher als draußen. Es arbeitet wohl bekanntes Gesetz der Verbreitung: Die Partikeln (in diesem Fall, Kaliumsionen) kommen aus einem Platz, wo viele von ihnen, wo sie wenige und Kalium sind, beginnen, vom Zytoplasma bis die ständig offenen Kanäle spezifisch für dieses Gerät "davonzulaufen".

Die banale Antwort auf die Frage, "Wie lange es flüchten wird", würde es scheinen, sollte lesen: "So lange die Konzentration auf dem Durchschnitt ist", aber es, ist weil das Kalium - eine beladene Partikel etwas mehr kompliziert. Wenn man läuft, bleibt das Kalium innerhalb des Zytoplasmas sein einsames Paar, und das Zytoplasma erwirbt eine Anklage-1. Er ist geflohen Kalium zweit - stürmen bereits-2,-3... Weil Kali auf der Verbreitung läuft, die innere Anklage des Zytoplasmas und diese negative Anklage vergrößernd. Pro und Kontra wird so als Zunahme die negative Anklage des Zytoplasmas gezogen, diese Anklage behinderte die Verbreitung von Kaliumsionen, und sie gehen wird härter und härter, und an einem Punkt entsteht ein Gleichgewicht: Wie viel Kalium durch die Verbreitung, derselbe Teil wegen der Anziehungskraft zur negativen Anklage des Zytoplasmas flüchtet. Dieser Gleichgewichtpunkt und ist ungefähr-70 mV, dasselbe sich ausruhende Potenzial. Eine Nervenzelle selbst stürmt und ist jetzt bereit, diese Anklage zu verwenden, um Handlungspotenziale zu erzeugen.

Als sie begonnen haben, den Ursprung des Handlungspotenzials zu studieren, dann haben wir bemerkt, dass die Zellen, die das erwecken, es hat den Schwung erzeugt, ihre ziemlich bestimmte Kraft stimulieren mussten. Stimulus neigt dazu, die Anklage innerhalb der Nervenzellen zu ungefähr der-50 mV Ruhe potenziell d. h.-70 mV und eines so genannten Abzugschwellenhandlungspotenzials - irgendwo-50 mV zu erheben. Wenn die Anklage, um zu einem Niveauneuron zu erheben, wie aufzuwachen: Plötzlich erscheint es eine sehr große positive Anklage, die zu etwa 30 mV kommt und dann schnell über das Niveau des Friedensbauens, d. h. von 0 bis 1, und andererseits zu 0 fällt. Hier ist es, der aktuelle Schritt, der fähig dazu weiter ist, Informationen zu übersenden.

Wo kommt es her? Warum Neuron plötzlich aufwachte und diesen Schwung gab? Es hat sich herausgestellt, dass andere Ionskanäle hier - nicht immer offen, und Ionskanäle mit Flügeln arbeiten. Wenn die Anklage in der Nervenzelle-50 mV erreicht, beginnen diese Verschlüsse sich zu öffnen, fängt die Bewegung von Ionen an. Erstens öffnet sich Natriumskanal, ungefähr 0.0001 Sekunde rechtzeitig, um in den Neuronteil von Natriumsionen einzugehen. Natrium hat eingeschlossen, weil, erstens, in seinem Zytoplasma klein - ungefähr 10mal weniger als die Außenseite, und, zweitens, es, negativ beladenes und das Zytoplasma positiv beladen wird, das von plus minus angezogen wird. Deshalb ist der Eingang völlig sehr schnell, und wir sehen eine steigende Phase des Handlungspotenzials. Dann haben Natriumskanäle (Tausende von Kanälen, die gleichzeitig laufen), geschlossen und offene Kaliumskanäle, und auch von Electro-Klappen. Es sind nicht diejenigen, die immer, und die Kanäle offen sind, die eine spezielle Proteinschleife haben (Kanal - ein Zylinder, innen der es einen Durchgang gibt), der sich wie ein Drehkreuz öffnet, und Kaliumsionen sind im Stande, aus dem Zytoplasma herauszukommen und einen großen Betrag der positiven Anklage wegzunehmen und allgemein in den Neuronfällen zum Niveau des sich ausruhenden Potenzials zu stürmen. Das Kalium an diesem Punkt kommt stark heraus, weil wir oben auf dem Handlungspotenzial sind, gibt es Nr.-70 mV, viel Kalium innerhalb und außerhalb etwas, er kommt heraus, es macht eine positive Anklage, und das System wird wieder geladen.

Die Membran der Nervenzelle wird organisiert, so dass, wenn einmal es einen Schwung gab - und es hauptsächlich im Bereich von Synapsen vorkommt, wo Nervenzellenvermittler abgelegt hat - den dieser Schwung durch die Membran von Nervenzellen ausbreiten kann, und dass es eine Übertragung gibt. Pulsfortpflanzung durch die Membran des Neurons - ein getrennter Prozess. Leider geschieht es ganz langsam - bis zu 100 M / s, und an diesem Niveau sind wir natürlich, Computer sind untergeordnet, weil ein elektrisches Signal auf der Leitung an der Lichtgeschwindigkeit reist, und wir ein Maximum von 100-120 M / s haben, ist es etwas. So sind wir ziemlich langsame Organismen im Vergleich zu Computersystemen.

Um Ionskanäle zu studieren, sind Physiologen spezielle Toxine, die diese Kanäle blockieren. Das berühmteste von diesen Toxinen - tetrodotoxin, das Gift puffer Fisch. Tetrodotoxin vom Electro-Natriumskanal, das Natrium wird nicht eingeschlossen, das Handlungspotenzial entwickelt sich nicht, und Neuronsignale propagieren nicht. Deshalb, puffer Fischvergiftung baut Lähmung allmählich an, weil das Nervensystem aufhört, Informationen zu übersenden. In einer ähnlichen Handlung, nur weicher, haben ein lokales Narkosemittel wie Novocain, die in der Medizin an sehr lokal gewöhnt sind, um die Übertragung des Pulses aufzuhören und Schmerzsignale nicht zu führen. Um die Neurone mit Tiermodellen zu studieren, menschliche Nervenzellen zu registrieren, kann nur ganz besondere Gelegenheiten sein. Während neurochirurgischer Operationen gibt es Situationen, wenn es nicht nur erlaubt sondern auch notwendig ist. Zum Beispiel, um in die Zone genau einzugehen, die zum Beispiel in etwas chronischem Schmerz zerstört werden soll.

Es gibt Weisen, die elektrische Tätigkeit des menschlichen Gehirns mehr völlig zu registrieren. Das wird während der Registrierung des EEGS getan, dort werden gleichzeitig Gesamthandlungspotenziale von Millionen von Zellen registriert. Es gibt eine andere Technologie, sie hat gerufen Technologie hat Potenziale herbeigerufen. Diese Technologieergänzung, was uns Tomographic-Studien gegeben werden, und ziemlich ganzem Bild der gegenwärtigen elektrischen Prozesse erlaubt, das im menschlichen Gehirn stattfindet.