Fizyczne aspekty przesyłania informacji w neuronach

Koło Naukowe Fizyków „Migacz”
Uniwersytet Wrocławski
Fizyczne aspekty przesyłania
informacji w neuronach
Jakub Kwiecień
Michał Bogdan
Budowa neuronu
Akson zmielinizowany
Potencjał spoczynkowy
Potencjał spoczynkowy
Jon
K+
Na+
Cl-
Stężenie na
zewnątrz błony
komórkowej
4
140
114
Stężenie wewnątrz
błony komórkowej
140
10
4
Em = -65 do -80 mV
Kanały jonowe
•
Sodowy kanał jonowy:
Potencjał czynnościowy
Trzy fazy potencjału czynnościowego
1.
2.
3.
Depolaryzacja
Repolaryzacja
Hiperpolaryzacja następcza
Przenoszenie potencjałów
czynnościowych
•
Akson niezmielinizowany:
Szybkość przekazu:
0,5 – 2 m/s
Przenoszenie potencjałów
czynnościowych
•
Akson zmielinizowany:
Szybkość przekazu:
7 – 100 m/s
Mechanizmy synaptyczne
Synapsy elektryczne:
•
1.
2.
Duża wierność i szybkość przekazu
Dwukierunkowość
Mechanizmy synaptyczne
•
1.
2.
3.
Synapsy chemiczne:
Wolniejsze niż przekaz elektryczny
Wzbudza mniejszy potencjał
Umożliwia sumowanie potencjałów dodatnich i
ujemnych
Elektroniczne własności dendrytów
•
Potencjały poniżej progu pobudliwości zanikają
wykładniczo w czasie i przestrzeni
V(t)=V(0)*exp(-t/T)
V(x)=V(0)*exp(-x/λ)
•
Dla x=λ lub t=T
V= 0,37*V(0)
•
Długość dendrytów ok. 0,3 – 1,5 λ
•
Sygnały sumują się „czasowo” i „przestrzennie”
Neurony jako bramki logiczne
Przetwarzanie sygnału przez neuron można
porównać do przetwarzania sygnału przez
bramke logiczną
Bibliografia:
A. Longstaff, „Krótkie wykłady NEUROBIOLOGIA”,
Warszawa 2002
●http://en.wikipedia.org/wiki/Neuron
●
I to by było na tyle