معلومة

كيف يسلك جهد الفعل عبر فرع في خلية عصبية؟

كيف يسلك جهد الفعل عبر فرع في خلية عصبية؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

عندما ينتقل الفعل المحتمل في التغصنات نحو جسم الخلية ، سيصادف العديد من الفروع. ماذا يحدث في الفرع؟ ما الذي يجعلها تذهب إلى جسم الخلية بدلاً من التغصنات الأخرى؟

أيضًا ، نظرًا لأن الفعل المحتمل ينتقل من المحور العصبي إلى فروعه ، فهل ينتقل إلى محطة واحدة فقط أم جميع المحطات؟ إذا انتقلت إلى محطة واحدة فقط ، فكيف يتم تحديد المحطة التي يجب أن تذهب؟


سؤال رائع! شكرًا على سؤالك وإعطائي الدافع لإعادة النظر في الأدبيات لزيادة فهمي!

أريد أن أشير إلى مسألة معاني الكلمات قبل البدء. فقط لتجنب الارتباك ، سأتبع مثال بعض الخبراء المشهورين في هذا المجال وأميز بين الطفرات الشجيرية وإمكانات الفعل. يتمثل الاختلاف الرئيسي في أن ارتفاع الجهد في التغصنات أو العمود الفقري التغصني سيختبر التوهين (ضعف السنبلة بشكل أساسي) أثناء انتشاره نحو جسم الخلية ، وهو يختلف عن استجابة الجهد الكل أو لا شيء من جهد الفعل . من المقبول عمومًا أن يتم بدء إمكانات الفعل في المحور العصبي (التل) لأن هذا هو المكان الذي ستجمع فيه النتوءات التغصنية والجسدية في النهاية لإطلاق استجابة الجهد الكل أو لا شيء. أريد فقط أن أوضح ما أعنيه بالارتفاع الشجيري عندما أستخدمه أثناء هذا الشرح.

ماذا يحدث في الفرع؟ لذا ، للإجابة على سؤالك الأول ، فأنت محق تمامًا في أنه عندما يحدث ارتفاع شجيري ، فإن هذا الارتفاع سيواجه نقاط تفرع متعددة على طول التغصنات بينما يتقدم نحو سوما. عندما ينتشر السنبلة إلى نقطة فرع ، تحدد خصائص الفروع ما يحدث للسنبلة. يشار إلى خاصية مهمة واحدة على أنها النسبة الهندسية (GR). تم وصف هذه الخاصية Goldstein and Rall في عام 1974 (مخطوطة هنا للمراجعة https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1334570/) و جوهر المعادلة هو أن توهين السنبلة يعتمد على قطر الفرع الذي يأتي منه السنبلة والفرع الذي يدخل السنبلة. المفهوم الكامن وراء ذلك يسمى عدم تطابق المعاوقة ، لكن هذا معقد ولن أخوض فيه. فقط اعلم أن انتشار السنبلة موات من فرع كبير إلى فرع صغير ، لكنه كذلك ليس مواتية من فرع صغير إلى فرع كبير. إذا كنت ترغب في قراءة المزيد عن هذا المفهوم ، فإنني أوصي بورقة Goldstein and Rall المشار إليها سابقًا والفصل 14 من الكتاب المدرسي "Dendrites" بواسطة Spruston و Stuart و Hausser.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يحدد وجود قنوات تسرب أو بوابات الجهد في هذا الفرع مدى جودة انتشار السنبلة أو مقدار التوهين الذي سيحدث. هذا مفهوم أسهل للفهم لأن الفكرة في الأساس هي فتح المزيد من القنوات عندما يمر السنبلة عبر هذا الفرع ، وكلما زادت الشحنة تتسرب عبر الغشاء وتسبب توهين الارتفاع.

جميع الأسئلة المتعلقة بتفضيل التدفق لمحاولة الإجابة على جميع أسئلتك الأخرى في وقت واحد ، لا شيء يفرض حقًا الارتفاع نحو سوما أو طرف محور عصبي معين. هناك تغييرات ديناميكية في إمكانات الغشاء قد تمنع انتشار السنبلة أسفل فرع واحد أو انتشار إمكانية الفعل في اتجاه معين (مثل كيف لا يُنظر إلى إمكانات الفعل على أنها تنتشر من المحور العصبي إلى سوما بسبب فرط الاستقطاب وتعطيل طويل للصوديوم القنوات في المنطقة التي أطلقت للتو ، مما يمنع ما يسمى بـ backpropagation في ذلك الوقت بالذات).

أعتقد أن القراءة الصغيرة لنظرية الكابلات العصبية قد تساعد في حل هذا السؤال أيضًا. هذا الرابط هو ملف PDF يقدم شرحًا موجزًا ​​جدًا لهذا المفهوم https://nanohub.org/resources/20112/download/Lecture1_Passive_Conduction.pdf. هذا مجال ثقيل في الرياضيات ، لذا احذر إذا لم تكن الرياضيات موضوعك المفضل!


عقيدة الخلايا العصبية

استند مذهب الخلايا العصبية إلى سلسلة من الملاحظات التي بلغت ذروتها في مفهوم الخلية العصبية كوحدة مستقلة واحدة في الجهاز العصبي. يتضح من العمل الموصوف أعلاه أن العديد من الباحثين المهمين وضعوا أساسًا مهمًا لعقيدة الخلايا العصبية. قدم جان بوركينجي ، وغابرييل فالنتين ، وروبرت ريماك ، وروبرت بنتلي تود مساهمات مهمة من 1836-1845. ومع ذلك ، لم يقم أي من هؤلاء العلماء بصياغة عقيدة الخلايا العصبية بشكل مباشر. بعد ما يقرب من نصف قرن ، نشر فيلهلم هيس وفريدجوف نانسن وأوغست فورل بشكل مستقل وثائق توقعت عقيدة الخلايا العصبية في غضون عام واحد (1886-1887). ومن المثير للاهتمام ، أن هؤلاء المحققين الثلاثة استنتجوا استنتاجات مماثلة على الرغم من المنهجيات المختلفة مثل الانحطاط الرجعي ، وتطور الخلايا العصبية ، وعلم الأحياء البحرية. وهكذا ، بينما يُنسب الفضل إلى كوليكر في دعم أعمال كاجال بعد عام 1889 ونشر فالداير مبدأ الخلايا العصبية في عام 1891 ، فمن الواضح أنه في تطور علم الأعصاب في القرن التاسع عشر ، لعب هؤلاء العلماء السابقون دورًا مهمًا.


ماذا يحدث عندما يصل جهد الفعل إلى الشبكة الساركوبلازمية؟

الهياكل المسؤولة عن ربط هذه الإثارة بالانكماش نكون الأنابيب T و شبكية الهيولى العضلية (ريال سعودى). باعتباره إمكانات العمل يسافر على طول أنبوب T ، فتفتح الصهاريج الطرفية القريبة قنوات إطلاق الكالسيوم المعتمدة على الجهد ، مما يسمح لـ Ca 2 + بالانتشار في ساركوبلازم.

بالإضافة إلى ذلك ، كيف يؤدي جهد الفعل إلى تقلص العضلات؟ أ تقلص العضلات يتم تشغيله عندما يتم تشغيل ملف إمكانات العمل يسافر على طول الأعصاب إلى عضلات. تقلص العضلات يبدأ عندما يولد الجهاز العصبي إشارة. عندما تصل إشارة الجهاز العصبي إلى الموصل العصبي العضلي ، يتم إصدار رسالة كيميائية بواسطة العصبون الحركي.

علاوة على ذلك ، ماذا يحدث عندما يصل جهد الفعل إلى تقاطع عصبي عضلي؟

عندما يصل جهد الفعل إلى تقاطع عصبي عضلي، فإنه يتسبب في إطلاق أستيل كولين في هذا المشبك. يرتبط الأسيتيل كولين بمستقبلات النيكوتين المركزة على لوحة نهاية المحرك ، وهي منطقة متخصصة في غشاء ما بعد التشابك الليفي العضلي.


الفص الجبهي

راندولف ف.هيلفريش ، روبرت ت.نايت ، في كتيب علم الأعصاب السريري ، 2019

إعادة النظر في عقيدة الخلايا العصبية

عقيدة الخلايا العصبية هي إحدى أسس علم الأعصاب الحديث وتنص على أن الخلية العصبية المفردة تشكل الوحدة الهيكلية والوظيفية للجهاز العصبي المركزي (جولجي ، 1906). تم وضع مفهوم العقيدة لأول مرة من قبل جولجي في القرن التاسع عشر وتلقى لاحقًا عددًا كبيرًا من الدعم التجريبي ، بما في ذلك العمل الأساسي لهوبل وويزل (1962) وبارلو (1953) ، الذين اقترحوا أن الخلايا العصبية الفردية انتقائية للغاية ويتم ضبطها فقط على ميزات محددة للغاية. في حين أن التسجيلات المبكرة تم إجراؤها فقط من خلية واحدة أو عدد قليل من الخلايا العصبية في وقت واحد ، فقد مكّن علم الأعصاب الحديث العلماء من تسجيل ما بين عشرات إلى مئات الخلايا العصبية في وقت واحد. كانت إحدى الملاحظات المثيرة للاهتمام هي أن عددًا مفاجئًا من الخلايا العصبية التي تم أخذ عينات منها عشوائيًا قام بتشفير الجوانب ذات الصلة بالمهام. على سبيل المثال ، أشارت العديد من دراسات الأقطاب الكهربائية الدقيقة المسجلة من قشرة الفص الجبهي إلى أن حوالي 90٪ من الخلايا المسجلة تنشط خلال فترة مهمة واحدة أو أكثر (Warden and Miller، 2007 Watanabe and Funahashi، 2007 Barak et al.، 2010 Stokes et al.، 2013 ). هل كانت هذه المجموعات محظوظة ببساطة لأخذ عينات من مجموعات سكانية نشطة للغاية ، أم أن هذا النشاط السكاني يدعم بالفعل المعالجة المعرفية؟

في سرد ​​مختلف نظريًا عن جولجي أو بارلو ، اقترح هب وآخرون أن التجمعات العصبية قد تشكل الوحدة الوظيفية للجهاز العصبي (هب ، 1949). تلقت هذه الفكرة دعمًا تجريبيًا كبيرًا في السنوات الأخيرة من خلال الاستفادة الكاملة من التسجيلات واسعة النطاق والأساليب الجديدة لتحليل تفاعلات الشبكة وترميز المعلومات المستندة إلى السكان (Quian Quiroga and Panzeri ، 2009 Yuste ، 2015 Eichenbaum ، 2017). فيما يتعلق بقشرة الفص الجبهي ، فقد ثبت مرارًا وتكرارًا أن معظم الخلايا العصبية التي تم أخذ عينات منها عشوائيًا تكون نشطة في أداء المهام وأن نفس المجموعة من الخلايا العصبية تظهر تغيرات تعتمد بشكل كبير على السياق في معدلات إطلاقها (Warden and Miller ، 2007 Meyers et al. ، 2008 Mante et al. ، 2013 Rigotti et al. ، 2013 Stokes et al. ، 2013). بينما يمكن فك تشفير المعلومات حول جميع الجوانب ذات الصلة بالمهمة من السكان في جميع الأوقات أثناء المهمة ، أظهرت الخلايا العصبية الفردية أنماطًا معقدة ، والتي لا يمكن تفسيرها بجمع خطي لمتغيرين متعلقين بالمهمة (مايرز وآخرون ، 2008 باراك) وآخرون ، 2010 Rigotti et al. ، 2013). دعمت هذه النتائج بقوة الفرضية القائلة بأن مجموعات الخلايا هي الوحدة الوظيفية للدماغ وترميز المعلومات في التمثيلات العصبية عالية الأبعاد (Fusi et al. ، 2016). تم الإبلاغ عن نتائج مماثلة في القشرة الدماغية الجهنمية من قرود المكاك أو الحُصين في القوارض (Eichenbaum ، 2017). على الرغم من الأدلة الجوهرية على الترميز المستند إلى السكان في القوارض والرئيسيات ، لا يزال بحث الوحدة الفردية البشرية يركز إلى حد كبير على الخلايا العصبية المفردة وكيفية استجابتها لجانب مهمة واحد محدد (Fried et al.، 2014 Kamiński et al.، 2017 Kornblith et آل ، 2017 مورمان وآخرون ، 2017).


كيف يسلك جهد الفعل عبر فرع في خلية عصبية؟ - مادة الاحياء

ما الذي يفتح أولاً استجابةً لتحفيز العتبة؟

قنوات Na + ذات الجهد الكهربائي

ما الذي يميز إزالة الاستقطاب ، المرحلة الأولى من جهد الفعل؟

يتغير جهد الغشاء من قيمة سالبة إلى قيمة موجبة.

ما الذي يميز عودة الاستقطاب ، المرحلة الثانية من جهد الفعل؟

بمجرد إزالة الاستقطاب من الغشاء إلى قيمة ذروة +30 مللي فولت ، فإنه يستقطب إلى القيمة السالبة السلبية البالغة -70 مللي فولت.

ما هو الحدث الذي يؤدي إلى توليد إمكانات العمل؟

يجب إزالة استقطاب إمكانات الغشاء من جهد الراحة البالغ -70 مللي فولت إلى قيمة عتبة تبلغ -55 مللي فولت.

ما هو التغيير الأول الذي يحدث استجابةً لتحفيز العتبة؟

تغير قنوات Na + ذات الجهد الكهربائي شكلها ، وتفتح بوابات التنشيط الخاصة بها.

ما نوع التوصيل الذي يحدث في المحاور غير الملقحة؟

إمكانات الفعل هي تجديد ذاتي لأن __________.

تيارات إزالة الاستقطاب التي أنشأها تدفق Na + تتدفق أسفل المحور العصبي وتطلق جهد فعل في المقطع التالي

لماذا يحدث تجديد جهد الفعل في اتجاه واحد ، وليس في اتجاهين؟

تغلق بوابات التعطيل الخاصة بقنوات Na + ذات الجهد الكهربائي في العقدة ، أو المقطع ، الذي أطلق للتو جهد فعل.

ما هي وظيفة غمد الميالين؟

يزيد غمد المايلين من سرعة النقل المحتمل للعمل من المقطع الأولي إلى المحاور المحورية.

ما هي التغييرات التي تحدث لقنوات الصوديوم والبوتاسيوم الموصولة بالجهد في ذروة إزالة الاستقطاب؟

تغلق بوابات تعطيل قنوات Na + ذات الجهد الكهربائي ، بينما تفتح بوابات التنشيط لقنوات K + ذات الجهد الكهربائي.

في أي نوع من المحوار ستكون سرعة التوصيل المحتمل للعمل أسرع؟

محاور نقوية ذات قطر أكبر

يتم توزيع الأيونات بشكل غير متساو عبر غشاء البلازما لجميع الخلايا. هذا التوزيع الأيوني يخلق فرق جهد كهربائي عبر الغشاء. ما هو الاسم الذي يطلق على هذا الاختلاف المحتمل؟

إمكانات غشاء الراحة (RMP)

يمكن لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم أن تنتشر عبر أغشية البلازما لجميع الخلايا بسبب وجود أي نوع من القنوات؟

في المتوسط ​​، تبلغ إمكانات غشاء الراحة -70 مللي فولت. ماذا تخبرك علامة هذه القيمة وحجمها؟

السطح الداخلي لغشاء البلازما مشحون بشكل سلبي أكثر من السطح الخارجي.

غشاء البلازما أكثر نفاذاً إلى K + من Na +. لماذا ا؟

يوجد العديد من قنوات التسرب K أكثر من قنوات تسرب Na + في غشاء البلازما.

تعتمد إمكانات غشاء الراحة على عاملين يؤثران على حجم واتجاه انتشار Na و K + عبر غشاء البلازما. حدد هذين العاملين.


مجموعة البطاقات التعليمية المشتركة

الفرق في شحنة الجهد بين داخل وخارج الغشاء. يشار إلى هذا الغشاء على أنه مستقطب.

في غشاء البلازما تسمح للأيونات بالتدفق عبر الغشاء

ما هما نوعا القنوات الأيونية؟

سلبية: غير ممتلئة ، تسمح بتسرب الأيونات في كلا الاتجاهين ، فهذه دائمًا مفتوحة.

يجند: القنوات تفتح عندما يرتبط الناقل العصبي المناسب (الصوديوم / وعاء. بوابات).

الجهد بوابات: القنوات تستجيب للتغيرات في إمكانات الغشاء

عملية إنتاج إمكانات العمل

وعاء. تفتح البوابات ويصبح الغشاء شديد النفاذية لأيونات K +.

- يفقد الداخل أيونات نقاط البيع إلى الخارج ، وخارج مكاسب الغشاء. الشحنة.

سوف يتحول الغشاء إلى محفز آخر ، لكن عتبة التحفيز أعلى من عتبة الخلايا العصبية في حالة الراحة ، والتي تقابل فترة عودة الاستقطاب.

يتطلب حافزًا أقوى لاستعادة إمكانات الراحة الأصلية بالكامل.

يجب أن يكون حافزًا أوليًا إذا كان سيؤدي إلى نزع الاستقطاب. الحافز الأقوى لن يحدث فرقًا ، سيحدث الانتشار إذا عتبة.

في الألياف المغلفة بالمايلين ، يعمل المايلين كعازل ، ولا يقوم بعمل جهد. ينتقل نزع الاستقطاب من عقدة رانفييه إلى عقدة ، وبما أن النويرون بأكمله لا يحتاج إلى إزالة الاستقطاب ، يتم الحفاظ على الطاقة.

تحمل التيارات المحلية جهد الفعل.

الألياف العصبية ذات القطر الأكبر ، دائمًا ما تكون مائلة ، لها مضخات أيونية قوية وفترات مقاومة قصيرة. سرعات تصل إلى 130 م / ثانية أظهر الملح دائمًا. وجدت حيث السرعة مهمة

1. الوصلات التي تربط المستقبلات الحسية التي تحذر الجسم من الخطر على الجهاز العصبي المركزي

2. العوامل التي تفعل شيئا حيال ذلك.

ألياف عصبية ذات قطر متوسط ​​، حواف طويلة مقاومة للحرارة. السرعة حوالي 0.5 م / ثانية

1. معظم الألياف الحشوية والحركية

لا تتواصل nuerons مع بعضها البعض في الواقع ، ينتقل الدافع من نهاية azon لأحدهم إلى نهاية التغصنات في الآخر.

فجوة فيزيائية = شق متشابك.

الشقوق قبل وبعد المشبكي

الخلايا العصبية التي تنقل النبض

nueron تلقي الدافع

* يفرز nueron قبل المشبكي nuerotransmitter كيميائيًا ينتشر عبر شق متشابك حيث يكون له تأثير على post ..dendrite.

إذا كان nueron قبل المشبكي مثيرًا للإثارة فإنه يفرز ناقلًا عصبيًا كيميائيًا يمكنه إزالة استقطاب نهاية التغصنات لما بعد المشبكي. هذا العصبون تابع. لنقل هذا الدافع.

يُطلق على إزالة الاستقطاب: الإمكانات المثيرة لما بعد المشبكي (EPSP).

يطلق مادة كيميائية مثبطة للناقل العصبي. هذا الكيمياء. يسبب زيادة في استقطاب الراحة للخلايا العصبية بعد المشبكي ، وبالتالي زيادة مستوى التحفيز.

لا توجد فجوة فيزيائية حقيقية ، لكن قنوات البروتين المباشرة تربط العصارة الخلوية للخلايا العصبية ، مما يؤدي إلى اقتران كهربائي. يوفر تزامنًا لنشاط الخلايا العصبية ، لأن الانتقال من الخلايا العصبية إلى الخلايا العصبية يكون سريعًا للغاية. توجد في مناطق الدماغ التي تتحكم في الحركات النمطية السريعة ، مثل حركات العين.

يشير فقط إلى المستقبلات. لا يبدو أن المستقبلات لها فترات مقاومة للحرارة. لا ينطبق مبدأ الكل أو لا شيء ، ويمكن للمحفزات المتكررة أن تزيد من إزالة الاستقطاب ، وقوة المنبه التي تنتقل إلى نهاية التغصنات العصبية الحسية.

لا يتم إنتاج جهود الفعل في التشعب القصير أو على غشاء البريكاريون. يتم تعيين التيارات الكهربائية المحلية في العصارة الخلوية للتغصنات أو جسم الخلية العصبية.

- بعد تحفيز العتبة عند نهايات التغصنات ، تحمل التيارات المحلية في العصارة الخلوية الرسالة عبر التغصنات إلى جسم الخلية. في تلة المحاور ، التيارات المحلية ، إذا كانت العتبة ستطلق إمكانات فعلية ، والتي تعمل بعد ذلك على طول المحور المحوري كما هو موصوف. ليس كل شيء أو لا شيء ، يعتمد على القوة.


كيف يعمل الميالين على تسريع إمكانات العمل؟

يمكن المايلين إلى حد كبير زيادة السرعة من النبضات الكهربائية في الخلايا العصبية لأنها تعزل المحور العصبي وتجمع مجموعات قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي عند العقد المنفصلة على طولها. المايلين يسبب الضرر العديد من الأمراض العصبية ، مثل التصلب المتعدد.

علاوة على ذلك ، ما الذي سيؤثر على سرعة جهد الفعل؟ هناك عدة عوامل تؤثر على معدل و سرعة جهد الفعل: قطر المحور العصبي - كلما زاد قطر المحور العصبي ، زاد المعدل و سرعة للتوصيل حيث يكون هناك تسرب أقل للأيونات. 3. درجة الحرارة - كلما ارتفعت درجة الحرارة زادت سرعة التوصيل.

الى جانب ذلك ، كيف يعمل غمد المايلين على تسريع عملية النقل؟

معظم الألياف العصبية محاطة بمادة عازلة دهنية غمد مسمى المايلينالذي يعمل ل اسرع النبضات. ال غمد المايلين يحتوي على فواصل دورية تسمى عقد رانفييه. من خلال القفز من عقدة إلى أخرى ، يمكن للدافع أن ينتقل بسرعة أكبر بكثير مما لو كان عليه أن ينتقل على طول الألياف العصبية بالكامل.

كيف تعمل عُقد رانفييه على تسريع التوصيل؟

العقد رانفييه. العقد رانفييه هي فجوات مجهرية توجد داخل المحاور النخاعية. وظيفتهم هي اسرع تكاثر إمكانات العمل على طول المحور العصبي عبر مملحة التوصيل. ال العقد رانفييه هي الفجوات بين عزل المايلين لخلايا شوان التي تعزل محور العصبون.


دعم المعلومات

S1 الشكل. لا يرتبط ارتباط اتساع aEPSC وشكل الموجة بين المدخلات المتقاربة بالتغيرات في مقاومة السلسلة.

فيما يتعلق بالشكل 2. (أ ، ب) ترتبط القيم الثابتة لوقت الصعود ووقت الاضمحلال بين المدخلين (وقت الصعود: R 2 = 0.82 ، ص = 0.0018 ، ثابت وقت الاضمحلال: R 2 = 0.77 ، ص = 0.0042). يتم عرض خط الانحدار الخطي وفاصل الثقة 95٪ (المنطقة المظللة باللون الرمادي). (C – E) اتساع aEPSC (C) ، وقيم وقت الصعود (D) ، وثابت زمن الانحلال (E) لا تتأثر بالاختلافات في مقاومة السلاسل على المدى المقاس أثناء التسجيلات الثلاثية. يمكن العثور على البيانات الأساسية في S1 Data. aEPSC ، EPSC غير متزامن EPSC ، تيار ما بعد المشبكي المثير.

S2 التين. شدة إشارة مضان SEP-GluA1 و SEP-GluA2 كوكيل لقوة ما بعد المشبكي.

يتعلق بالشكل 2. (أ) مثال على آثار تسجيلات mEPSC (يسار) ورسم بياني لسعة mEPSCs المقيسة إلى الوسيط (يمين) ومجهزة بوظيفة اللوغاريتم الطبيعي (المنحنى الأسود ، R 2 = 0.99). (B-C) صور تمثيلية للتشعبات من الخلايا العصبية التي تعبر عن SEP-GluA1 (B ، يسار) أو SEP-GluA2 (C ، يسار) والمخططات البيانية المقابلة لكثافة متكاملة طبيعية لـ SEP-GluA نقاط التألق (يمين) المجهزة بوظيفة اللوغاريتم الطبيعي (المنحنيات السوداء: SEP-GluA1 ، R 2 = 0.93 SEP-GluA2 ، R 2 = 0.98) (D) التوزيعات التراكمية لسعات mEPSC الطبيعية وشدة الإشارة الطبيعية لكل من نقطتي مضان SEP-GluA1 و SEP-GluA2 الفردية. يمكن العثور على البيانات الأساسية في S1 Data. GluA ، وحدة مستقبلات AMPA EPSC ، التيار المثير بعد المشبكي mEPSC ، EPSC SEP المصغر ، فلورين فائق الانزلاق.

S3 الشكل. لا ترتبط التغييرات في تردد aEPSC بين المدخلات المحفزة وغير المحفزة.

فيما يتعلق بالشكل 4. مقارنة لمدى التغيير في تردد aEPSC قبل وبعد تطبيق CS (1 هرتز ، 3 دقائق) عند المشابك المحفزة مقابل المشابك غير المحفزة. يمكن العثور على البيانات الأساسية في S1 Data. aEPSC ، EPSC CS غير المتزامن ، تحفيز التكييف EPSC ، التيار المثير بعد المشبكي.

الشكل S4: التصغير المنتظم لمستقبلات AMPA بعد المشبكي يعتمد على الكالسيوم.

فيما يتعلق بالشكل 4. (أ) آثار تمثيلية تظهر أحداث mEPSC قبل وبعد تسجيل CS من عصبون تحكم (أسود) أو خلية عصبية مليئة بـ 10 ملي BAPTA (أزرق). (ب) قطع السعة mEPSC قبل مقابل CS للتحكم (يسار) والخلايا العصبية المملوءة بـ BAPTA (يمين). يمكن العثور على البيانات الأساسية في S1 Data. AMPA ، α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid BAPTA ، 1،2-bis (o-aminophenoxy) ethane-N ، N ، N ، N′-tetraacetic acid CS ، تحفيز التكييف EPSC ، التيار المثير بعد المشبكي mEPSC ، EPSC المصغر.

شكل S5: تتغير العلاقة بين سعة EPSC و PPR وشدة إشارة SEP-GluA2.

فيما يتعلق بالشكل 5. تظهر التسجيلات الفردية أن LTD الخاصة بسعة EPSC (العمود الأيسر) (A ، B) مرتبطة بانخفاض في كثافة التألق SEP-GluA2 (العمود الأيمن) ، بينما ترتبط LTP لسعة EPSC (C) مع انخفاض في طاعون المجترات الصغيرة (العمود الأوسط). التغييرات المعاكسة في طاعون المجترات الصغيرة وشدة مضان SEP-GluA2 (D) مرتبطة مع عدم وجود تغيير صافي في سعة EPSC. (E ، F) مقارنة تغيير سعة EPSC مقابل تغيير PPR (E) وتغيير مضان SEP-GluA2 (F). يمكن العثور على البيانات الأساسية في S1 Data. EPSC ، التيار المثير لما بعد المشبكي GluA ، الوحدة الفرعية لمستقبل AMPA LTD ، الاكتئاب طويل الأمد LTP ، التقوية طويلة المدى PPR ، نسبة النبض المزدوج SEP ، فلورين فوق الشمس.

الشكل S6: الخواص الفيزيولوجية الكهربية للـ EPSCs الوحدوية عند التوصيلات المتكررة CA3-CA3.

فيما يتعلق بالشكل 6. (أ) ملخص سعة EPSC ، طاعون المجترات الصغيرة ، سعة ذروة EPSC باستثناء حالات الفشل ، ووقت الارتفاع ، وثابت وقت الاضمحلال ، والكمون في وقت تعداء العدوى من خلال تسجيلات الخلية الكاملة في الخلايا العصبية CA3. (ب) على اليسار: رسم بياني يوضح متوسط ​​قيم EPSC القصوى (أقصى سعة EPSC باستثناء حالات الفشل) أثناء جلسات تسجيل المشبك الأول والثاني (ن = 10 أزواج من CA3 – CA3 ، اختبار تصنيف موقع من أزواج متطابقة من ويلكوكسون). اللوحات الثلاثة اليمنى: لا ينتج عن إجراء تعداء العدوى تغييرات متسقة في وقت الارتفاع وثابت وقت الاضمحلال وزمن انتقال EPSCs (ن = 10 أزواج ، اختبار تصنيف موقع من أزواج متطابقة من ويلكوكسون). يمكن العثور على البيانات الأساسية في S1 Data. CA3 ، Cornu Ammonis 3 EPSC ، طاعون المجترات الصغيرة الحالية المثيرة بعد المشبكي ، نسبة النبض المزدوج.

S7 Fig. LTD يرتبط الحث بتغير ثابت في طاعون المجترات الصغيرة ، في حين أن تحريض LTP لا يصاحبه تغيرات ثابتة في طاعون المجترات الصغيرة ولا سعة sEPSC في الوصلات المتكررة CA3 الوحدوية.

متعلق بالشكل 7. (أ) مقارنة بين تغيير PPR مقابل PPR الأولي (PPR0) لتجارب LTD في غياب أو وجود D-AP5 (LTD [بدون D-AP5]: R 2 = 0.57 ، ص = 0.0115). (ب) مقارنة تغيير PPR مقابل تغيير سعة EPSC لتجارب LTD في غياب D-AP5 (R 2 = 0.77 ، ص = 0.0042). يتم عرض الانحدار الخطي وفاصل الثقة 95٪ (باللون الرمادي). (C) يسار ، آثار تمثيلية تُظهر تيارات متشابكة في الخلايا العصبية CA3 بعد المشبك التي أثارها زوج من نقاط الوصول التي تم تشغيلها في الخلايا العصبية CA3 قبل المشبك (2-3 nA ، فاصل زمني 50 مللي ثانية) ، قبل و 20 دقيقة بعد تحريض LTP. صحيح ، ملخص للدورة الزمنية لسعة EPSC (ن = 8 أزواج من الخلايا). يمثل المربع المظلل باللون الرمادي تحريض LTP. (د) على اليسار ، رسم بياني يوضح قيم PPR قبل وبعد تحريض LTP (ن = 10 أزواج من الخلايا ، اختبار تصنيف موقع من أزواج متطابقة من ويلكوكسون). صحيح ، مقارنة تغيير PPR مقابل PPR الأولي (PPR0) (R 2 = 0.77 ، ص = 0.0096). يتم عرض الانحدار الخطي وفاصل الثقة 95٪ (باللون الرمادي). (E) يسارًا ، آثار مثال sEPSCs مسجلة من خلية عصبية CA3 بعد المشبكي قبل (Pre-stim) وبعد (Post-stim) تحريض LTP. الوسط ، مخطط يوضح سعة sEPSC قبل وبعد تحريض LTP (غير المعالج: ن = 7 أزواج من الخلايا ، اختبار تصنيف موقع من أزواج متطابقة من ويلكوكسون). التوزيعات الصحيحة والتراكمية لاتساع sEPSC قبل وبعد تحريض LTP. يمكن العثور على البيانات الأساسية في S1 Data. AP ، إمكانات العمل CA3 ، Cornu Ammonis 3 D-AP5 ، ​​D-2-amino-5-phosphonovalerate EPSC ، تيار ما بعد المشبكي المثير LTD ، اكتئاب طويل الأجل LTP ، تقوية طويلة الأجل PPR ، نسبة النبض المزدوجة sEPSC ، تحفيز EPSC التلقائي ، تنشيط.

فيديو S1. التفريغ المتسلسل لصبغة FM للمدخلين.

المتعلقة بالشكل 1. تم الحصول على الصور كل 1 ثانية. بعد خط الأساس المكون من 5 طائرات متتالية ، تم تسليم 600 نقطة وصول في الخلايا قبل المشبكية عند 10 هرتز ، مما أدى إلى فقدان مضان FM عند الحزم المقابلة للإدخال 1 (يسار) أو الإدخال 2 (يمين). AP ، إمكانية العمل.

فيديو S2. تصوير ديناميات الحويصلة المشبكية على طول المحور العصبي باستخدام VGLUT1-pH.

فيما يتعلق بالشكل 3. تم الحصول على صور الفاصل الزمني قبل (خط الأساس) أو بعد (20 دقيقة) تسليم CS (180 نقطة وصول في 1 هرتز). تم الحصول على طائرات متتالية كل 1 ثانية. بعد 15 طائرة متتالية ، تم تسليم 40 نقطة وصول (مقاطع فيديو على اليسار والوسط) أو 600 نقطة وصول (فيديو على اليمين) بسرعة 20 هرتز لتعبئة المجموعة التي يمكن إطلاقها بسهولة أو إجمالي مجموعة الحويصلات قبل المشبكية. AP ، إمكانية العمل CS ، تكييف تحفيز الأس الهيدروجيني ، pHluorin VGLUT1 ، ناقل الغلوتامات الحويصلي 1.

بيانات S1. أرقام البيانات الأساسية وأرقام المعلومات الداعمة.


ما هي مراحل العمل المحتملة؟ (مع الصور)

عادة ، يتم تلخيص مراحل إمكانات الفعل في خمس خطوات ، أول خطوتين هما مرحلتي الصعود والتجاوز. والخطوات الثلاث الأخيرة هي مراحل السقوط ، والتخلف عن الهدف ، والانتعاش. تتضمن بعض المصادر ، سواء أكانت علماء فيزيولوجيا أو كتبًا مدرسية ، أحيانًا مرحلة سكون أولية قبل مرحلة الصعود عند تعداد مراحل جهد الفعل ، ربما لتوضيح الوضع الراهن للخلية العصبية قبل أن يبدأ جهد الفعل.

جهد الفعل هو حدث يحدث بين الخلايا العصبية من أجل إرسال رسائل من الدماغ إلى أجزاء مختلفة من الجسم ، سواء لأفعال طوعية أو لا إرادية. في أبسط معانيها ، يمكن وصف جهد الفعل على أنه نبضات كهربائية قصيرة يتم إنشاؤها داخل جسم الخلية في الخلية العصبية. تحدث هذه النبضات بسبب تبادل الأيونات الموجبة والسالبة عند خروج أيونات البوتاسيوم والصوديوم ودخولها إلى جسم الخلية. ثم تنتقل "الشرارة" من التبادل إلى أسفل المحور العصبي ، أو الجزء الشبيه بالجذع من الخلايا العصبية ، نحو خلية عصبية أخرى ، وتستمر الدورة. في كثير من الحالات ، عندما يحتاج الدماغ إلى "إرسال" العديد من "الرسائل" ، يمكن أن تحدث إمكانية الفعل في سلسلة تسمى "قطار سبايك".

تحتوي الخلية العصبية عادةً على أيونات بوتاسيوم موجبة الشحنة (+ K) ، بينما توجد أيونات الصوديوم (+ Na) ، المشحونة أيضًا بشكل إيجابي ، في محيط الخلايا العصبية. أثناء مرحلة الراحة ، تكون الخلية العصبية غير نشطة وتحتوي على "جهد كهربائي" قدره -7- ملي فولت (mV). يتم الحفاظ على هذه الشحنة السالبة بواسطة مضخة الخلايا العصبية للصوديوم والبوتاسيوم التي تجلب 2 + K أيونات أثناء حمل ثلاثة + Na أيونات من الغشاء. عندما "يرسل" الدماغ رسالة ، تدخل كمية كبيرة من أيونات الصوديوم + إلى الخلية العصبية ، وتحدث مراحل الصعود والتجاوز لإمكانات الفعل. في هذه المراحل ، تعاني الخلية العصبية من "إزالة الاستقطاب" وتصبح موجبة الشحنة بسبب دخول + أيونات الصوديوم.

تصل الخلية العصبية إلى مرحلة التجاوز عندما تتجاوز شحنتها الموجبة 0 مللي فولت. كلما أصبحت الخلايا العصبية مشحونة بشكل إيجابي ، كلما بدأت قنوات الصوديوم في الانفتاح ، واندفع المزيد من أيونات + Na إلى الداخل ، مما يجعل من الصعب على مضخة البوتاسيوم والصوديوم حمل الأيونات. لإخراج الأيونات الموجبة ، ستفتح قنوات البوتاسيوم بمجرد إغلاق قنوات الصوديوم ، وتحدث مراحل السقوط والخطأ لإمكانية الفعل. في هذه المراحل ، تعاني العصبون من "عودة الاستقطاب" وتصبح أكثر سالبة الشحنة ، لدرجة أن الشحنة ستصل إلى أقل من -70 ملي فولت في المراحل التي لا هدف لها ، والمعروفة أيضًا باسم "فرط الاستقطاب".

بعد إغلاق كل من قنوات البوتاسيوم والصوديوم ، تعمل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم بشكل أكثر فاعلية في جلب أيونات + K وتنفيذ + أيونات الصوديوم. في مرحلة الشفاء النهائية هذه ، تعود الخلية العصبية إلى حالتها الطبيعية البالغة -7 مللي فولت ، حتى تحدث حلقة أخرى من إمكانات الفعل. من المثير للاهتمام معرفة أن كل مراحل جهد الفعل هذه تحدث في أقل من ملي ثانية.


كيف يسلك جهد الفعل عبر فرع في خلية عصبية؟ - مادة الاحياء

تنقل الألياف غير الملقحة نبضات أسرع من الألياف الماييلية.

في التصلب المتعدد ، الخلايا المستهدفة لهجوم المناعة الذاتية هي _________.

الخلايا العصبية
خلايا العضلات
خلايا شوان
قليل التغصن

يحجب التخدير الموضعي قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي ، لكنها لا تمنع القنوات الأيونية ميكانيكيًا. تستجيب المستقبلات الحسية للمس (والضغط) للتشوه المادي للمستقبلات ، مما يؤدي إلى فتح قنوات أيونية محددة ميكانيكية. لماذا لا يزال حقن مخدر موضعي في الإصبع يسبب فقدان الإحساس باللمس من الإصبع؟

يمنع المخدر الموضعي Na + من التسبب في إزالة الاستقطاب الأولي لهذا المستقبل الحسي.
يمنع المخدر الموضعي أي نوع من إعادة استقطاب هذا المستقبل الحسي.
يتطلب التحفيز باللمس لهذا المستقبل الحسي أن يكون هناك فتح متزامن لقنوات Na + ذات الجهد الكهربائي والقنوات الأيونية الميكانيكية.
سيؤدي التحفيز باللمس لهذا المستقبل الحسي إلى فتح القنوات الأيونية ذات البوابات الميكانيكية ، لكن إمكانات الفعل لم تبدأ بعد لأن انتشار جهد الفعل يتطلب فتح قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي.

سيؤدي التحفيز باللمس لهذا المستقبل الحسي إلى فتح القنوات الأيونية ذات البوابات الميكانيكية ، لكن إمكانات الفعل لم تبدأ بعد لأن انتشار جهد الفعل يتطلب فتح قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي.


شاهد الفيديو: التشابك العصبي (يونيو 2022).