Олимпиада "Наноэлектроника"
Неофициальный сайт

[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Форум » "Наноэлектроника" » Наноэлектроника, нанотехнологии, естественный интеллект и здоровье человека » Мозг, нейроны, возбуждение и потенциалы действия
Мозг, нейроны, возбуждение и потенциалы действия
VALДата: Суббота, 29.01.2011, 10:38 | Сообщение # 1
Наноэлектронщик
Группа: Администраторы
Сообщений: 95
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
Мозг, нейроны, возбуждение и потенциалы действия
полностью ЗДЕСЬ!

Quote
Главную роль в возбуждении нейрона играют ионные каналы мембраны. Эти каналы бывают двух видов:
1. Одни (первый вид) работают постоянно и откачивают из нейрона ионы натрия и накачивают в цитоплазму ионы калия (насосные каналы). В клетке создается разность концентраций ионов: концентрация ионов калия внутри клетки примерно в 30 раз превышает концентрацию ионов калия вне клетки (30 : 1). Концентрация ионов натрия внутри клетки наоборот меньше примерно в 50 раз, чем концентрация ионов натрия снаружи клетки (1 : 50). Эту разницу имеют мембраны любой клетки, не только нервной. В результате между цитоплазмой и внешней средой на мембране клетки возникает потенциал: цитоплазма клетки заряжается отрицательно на величину около 70мВ относительно внешней клетки (мВ, милливольт, 10−3 В - единица измерения электрического напряжения в международной системе единиц). Для создания такого потенциала требуются только ионы калия (калиевый потенциал).
2. Нейрон, в отличие от других клеток, способен возбуждаться (генерировать потенциал действия). Основная роль в возбуждении принадлежит другому типу ионных каналов (второй тип), при открытии которых ионы натрия устремляются в клетку, а ионы калия через открытые калиевые каналы начинают выходить из клетки. Для каждого типа ионов (натрия и калия) имеется свой собственный тип ионного канала. Движение ионов по этим каналам происходит по концентрационным градиентам, т.е. из места высокой концентрации в место с более низкой концентрацией.
В покоящемся нейроне натриевые каналы мембраны закрыты (при этом потенциал покоя 70мВ и отрицательность в цитоплазме). Если потенциал мембраны деполяризовать (уменьшить поляризацию мембраны) примерно на 10 мВ, натриевый ионный канал открывается. Причем в канале имеется своеобразная заслонка, которая реагирует на потенциал мембраны, открывая этот канал при достижении потенциала определенной величины (потенциалозависимый канал).
 
VALДата: Суббота, 29.01.2011, 10:41 | Сообщение # 2
Наноэлектронщик
Группа: Администраторы
Сообщений: 95
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
Мембрана нейрона и натриевые каналы
Прикрепления: 0429192.jpg(65Kb)
 
VALДата: Суббота, 29.01.2011, 10:42 | Сообщение # 3
Наноэлектронщик
Группа: Администраторы
Сообщений: 95
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
Нервная клетка и потенциал действия
Прикрепления: 5260510.jpg(76Kb)
 
VALДата: Суббота, 29.01.2011, 10:46 | Сообщение # 4
Наноэлектронщик
Группа: Администраторы
Сообщений: 95
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
Quote
Таким образом, в покое клетка ведет себя как «калиевый электрод», а при возбуждении – «как натриевый электрод». Однако после того как потенциал на мембране достигнет своего максимального значения +55 мВ, натриевый ионный канал со стороны, обращенный в цитоплазму, закупоривается специальной белковой молекулой через 0,5 – 1 мс и не зависит от потенциала на мембране. Мембрана становится непроницаемой для натриевых ионов. Для того, чтобы потенциал мембраны вернулся к исходному состоянию, т.е. состоянию покоя, необходимо, чтобы из клетки выходил ток положительных частиц, то есть ионов калия. Они начинают выходить через открытые калиевые каналы. (В клетке в состоянии покоя накапливаются ионы калия, поэтому при открывании калиевых каналов эти ионы покидают нейрон, возвращая мембранный потенциал к исходному уровню (уровню покоя). Нейрон возвращается к состоянию покоя (-70 мВ) и нейрон готовится к следующему акту возбуждения.

Каналы представляют собой белковые молекулы, «прошивающие» мембрану (одна часть молекулы находится в цитоплазме, а другая во внеклеточной среде).

Нейрон способен к возбуждению, которое состоит в том, что мембрана нейрона в состоянии покоя имеет потенциал порядка -70мВ (отрицательность в цитоплазме), а в состоянии возбуждения приобретает потенциал +55 мВ. Абсолютная величина потенциала действия около 125 мВ. Длительность потенциала действия нейрона составляет около 1 мс (1/1000 с). Далее это возбуждение (потенциал действия) должно передаться другому нейрону или другой клетке (мышечной, железистой и др.).

Возбуждение в виде потенциала действия покидает тело нейрона по его отростку, который называется аксоном. Аксоны отдельных нейронов обычно объединяются в пучки – нервы (аксоны в этих пучках называются нервными волокнами). Аксоны отдельных нейронов имеет специальные чехлы из миелина, хорошего электрического изолятора, состоящего примерно на две трети из жира. Миелинизированные волокна проводят возбуждение в сотни раз быстрее. Практически все нервные волокна в центральной нервной системе человека имеют миелиновые чехлы и не пропускают ток на своих участках до выхода на перехваты Ранвье (на стыке двух участков миелина, где нет покрытия). Следовательно, возбуждение движется скачками от перехвата к перехвату.
(Описание по В.В.Шульговскому «Основы нейрофизиологии», глава 2).

 
VALДата: Суббота, 29.01.2011, 11:02 | Сообщение # 5
Наноэлектронщик
Группа: Администраторы
Сообщений: 95
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
Экзоцитоз в синапсе: передача сигнала от нейрона А к нейрону B:
1. Митохондрия;
2. Синаптическая везикула с нейромедиатором;
3. Ауторецептор;
4. Синапс с выделенным нейромедиатором;
5. Постсинаптический рецептор, активируемый нейромедиатором;
6. Кальциевый канал;
7. Экзоцитоз везикулы;
8. Рециркуляция нейромедиатора.
Прикрепления: 7094234.jpg(73Kb)
 
VALДата: Суббота, 29.01.2011, 11:03 | Сообщение # 6
Наноэлектронщик
Группа: Администраторы
Сообщений: 95
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
Нервный импульс, нейромедиаторы и рецепторы
Прикрепления: 9561993.jpg(72Kb)
 
VALДата: Суббота, 29.01.2011, 11:05 | Сообщение # 7
Наноэлектронщик
Группа: Администраторы
Сообщений: 95
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
Передача электрического импульса
Прикрепления: 5317530.jpg(57Kb)
 
Форум » "Наноэлектроника" » Наноэлектроника, нанотехнологии, естественный интеллект и здоровье человека » Мозг, нейроны, возбуждение и потенциалы действия
Страница 1 из 11
Поиск: