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活動電位ニューロンのメッセージ
の 活動の可能性 それは私たちの脳のニューロンで起こる短命の電気的または化学的現象です。他のニューロンに伝わるのはメッセージだと言えます.
それは、細胞体とも呼ばれる細胞の体（核）で産生されます。軸索全体（ケーブルのようにニューロンの延長部分）を末端ボタンと呼ばれる端まで移動します。.
与えられた軸索の活動電位は常に同じ期間と強度を持ちます。軸索が他の伸長部に分岐する場合、活動電位は分割されるが、その強度は低下しない.
活動電位がニューロンの終末ボタンに達すると、それらは神経伝達物質と呼ばれる化学物質を分泌します。これらの物質はそれらを受け取るニューロンを興奮または抑制して、前記ニューロンに活動電位を発生させることができる.
ニューロンの活動電位について知られていることの多くは、巨大なイカ軸索を用いて行われた実験から来ている。頭から尾まで伸びているので、その大きさのために勉強するのは簡単です。動物が動くことができるように彼らは働きます.
神経膜電位
ニューロンは内部と外部で電荷が異なります。この違いはと呼ばれます 膜電位.
ニューロンが入っているとき 休息の可能性, その電荷が興奮性または抑制性シナプス電位によって変化しないことを意味する.
対照的に、他の電位がそれに影響を与えると、膜電位は低下し得る。これはとして知られています 偏光解消.
あるいは逆に、膜電位がその通常電位に対して上昇すると、 過分極.
膜電位の非常に急速な反転が突然起こるとき、 活動の可能性. これは短い電気的インパルスから成り、それはニューロンの軸索を通って伝わるメッセージに翻訳されます。それは端末ボタンに到達して、セル本体で始まります.
活動電位が発生するためには、電気的変化が以下の閾値に達する必要があることを強調することが重要です。 励起閾値. 活動電位が発生するために必ず到達しなければならないのは、膜電位の値です.
作用の可能性とイオンレベルの変化
通常の条件下では、ニューロンはその内部にナトリウム（Na +）を受け取る準備ができています。しかし、その膜はこのイオンをあまり透過しません.
さらに、それはそれからナトリウムイオンを除去しそしてそれにカリウムイオンを導入することを担う、細胞膜中に見出されるタンパク質である、よく知られている「ナトリウム - カリウムトランスポーター」を有する。特に、抽出されたナトリウムの3つのイオンごとに、2つのカリウムを入力してください.
これらの輸送体は細胞内で低いナトリウムレベルを維持する。細胞の透過性が増加し、より多くの量のナトリウムが突然それに入ると、膜電位は急激に変化するであろう。どうやら、これは行動の可能性を引き起こすものです.
特に、ナトリウムに対する膜の透過性は増加し、ニューロンの内側に入ります。同時に、これはカリウムイオンが細胞から出てくることを可能にするでしょう.
これらの浸透率の変化はどのようにして起こるのでしょうか。?
細胞はそれらの膜に埋め込まれた多数のタンパク質を有する イオンチャンネル. これらは、イオンが細胞を出入りできる開口部を有するが、それらは常に開いているわけではない。特定のイベントに応じてチャンネルが閉じられたり開かれたりする.
イオンチャネルには複数の種類があり、それぞれが通常特定の種類のイオンを独占的に駆動するように特化されています.
たとえば、開いているナトリウムチャネルは、1秒あたり1億個以上のイオンを通過させることができます。.
活動電位がどのように生成されるか?
ニューロンは情報を電気化学的に伝達します。これは化学物質が電気信号を生成することを意味します.
これらの化学物質は電荷を持っているので、それらはイオンと呼ばれています。神経系で最も重要なのはナトリウムとカリウムで、正電荷を帯びています。カルシウム（2つの正電荷）と塩素（1つの負電荷）に加えて.
膜電位の変化
活動電位が発生するための最初のステップは、細胞の膜電位の変化です。この変化は覚醒閾値を超えなければならない.
特に脱分極と呼ばれる膜電位の減少があります.
ナトリウムチャンネルの開放
結果として、膜に埋め込まれたナトリウムチャンネルが開き、ナトリウムがニューロンの内部に大量に入ることを可能にする。これらは拡散力と静電気力によって駆動されます.
ナトリウムイオンは正電荷を帯びているため、膜電位が急激に変化します。.
カリウムチャンネルの開放
軸索膜は、ナトリウムチャネルとカリウムチャネルの両方を有する。しかし、後者は後で敏感になるので、後で開きます。それは彼らが開くために、より高いレベルの偏光解消が必要であり、それが彼らが後で開く理由です。.
ナトリウムチャンネルの閉鎖
活動電位が最大値に達する時が来ます。この期間から、ナトリウムチャネルは遮断され閉鎖される.
膜が再び静止電位に達するまでそれらは再び開くことはできません。結果として、これ以上ナトリウムがニューロンに入ることはできません。.
カリウムチャンネルの閉鎖
しかしながら、カリウムチャンネルは開いたままである。これはカリウムイオンが細胞を通って流れることを可能にします.
軸索の内側は正に帯電しているので、拡散と静電気力により、カリウムイオンは細胞から押し出されます。.
したがって、膜電位はその通常の値を回復する。少しずつ、カリウムチャネルは閉じています.
この陽イオン出力は膜電位をその正常値に回復させる。これが起こると、カリウムチャネルは再び閉じ始めます.
膜電位がその正常値に達する瞬間に、カリウムチャンネルは完全に閉じる。やや後に、ナトリウムチャンネルは再び活性化され、それらを開くための別の脱分極の準備をします。.
最後に、ナトリウム - カリウムトランスポーターは、入ったナトリウムを分泌し、以前に残ったカリウムを回収します。.
軸索によってどのように情報が伝播されるか?
軸索は神経細胞の一部からなり、神経細胞の延長線はケーブルに似ています。それらは、物理的に遠く離れているニューロンが情報を接続して送信することを可能にするのに非常に長くなることがあります。.
活動電位は軸索に沿って伝播し、終末ボタンに到達して次の細胞にメッセージを送る.
軸索の異なる領域から活動電位の強度を測定すると、その強度はすべての領域で同じままであることがわかります。.
万物の法則
これは、軸索伝導が基本的な法則、すなわちすべての法則、またはまったくの法則に従うために起こります。すなわち、活動電位が与えられるか与えられないかである。一旦それが始まると、それは軸索を通ってその極限まで移動し、常に同じサイズを維持し、増加も減少もしない。さらに、軸索が分岐した場合、活動電位は分割されますが、その大きさは維持されます。.
活動電位は、ニューロンの体細胞に付着している軸索の末端から始まる。通常、彼らは通常一方向にのみ移動します.
行動および行動の可能性
この時点で、あなたは自分自身に尋ねるかもしれません：活動電位がオールオアナッシングプロセスであるならば、強度の異なるレベルの間で変わり得る筋肉収縮のような特定の行動はどのように起こるのでしょうか？これは周波数の法則によって起こります.
周波数の法則
何が起こるかということは、単一の行動の可能性は情報を直接提供しないということです。その代わりに、情報は、軸索の放出頻度または発射速度によって決定される。つまり、活動電位が発生する頻度です。これは「周波数の法則」として知られています.
したがって、活動電位の高頻度は非常に激しい筋肉収縮をもたらすでしょう.
知覚についても同じことが起こります。例えば、捕捉されるべき非常に明るい視覚刺激は、眼に付着した軸索において高い「発射速度」を生じなければならない。このように、活動電位の頻度は、物理的刺激の強度を反映しています.
それゆえ、すべてのものの法則は周波数の法則によって補完される。.
その他の形式の情報交換
活動電位は、ニューロンで発生する唯一の種類の電気信号ではありません。例えば、シナプスを通して情報を送るとき、データを受け取るニューロンの膜の中に小さな電気インパルスがあります.
ある場合には、活動電位を生み出すには弱すぎるわずかな脱分極が、膜電位をわずかに変えることがあります。.
しかしながら、この変化は、それが軸索を通過するにつれて少しずつ減少する。この種の情報伝達では、ナトリウムチャンネルもカリウムチャンネルも開閉されない.
したがって、軸索は水中ケーブルとして機能する。信号が伝送されるにつれて、その振幅は減少します。これは伝導の減少として知られており、軸索の特性により発生します.
活動電位とミエリン
ほとんどすべての哺乳類の軸索はミエリンで覆われています。すなわち、それらは神経伝導を可能にする物質によって囲まれたセグメントを有し、それをより速くする。ミエリンは細胞外液を到達させずに軸索を包み込む.
ミエリンは、希突起膠細胞と呼ばれる細胞によって中枢神経系で産生されます。一方、末梢神経系では、それはシュワン細胞によって産生される.
ミエリン鞘として知られるミエリンセグメントは、軸索の覆われていない領域によって分けられている。これらの領域はランヴィエ結節と呼ばれ、細胞外液と接触しています.
活動電位は無髄軸索（髄鞘で覆われていない）では有髄髄軸索とは異なるように伝達される.
活動電位は、ケーブルの性質によってミエリンで覆われた軸索膜を通って移動することができます。このようにして軸索は、活動電位が発生した場所から次のランヴィエ結節までの電気的変化を伝導します.
この変化はわずかに減少しますが、次のノードで潜在的な活動を引き起こすのに十分に強いです。それから、この可能性はランヴィエの各結節で再び誘発されるか繰り返され、有髄域を通って次の結節に輸送される。.
この種の活動電位の伝導は、塩析伝導と呼ばれます。その名前はラテン語の「saltare」に由来し、それは「踊る」という意味です。その概念は、衝動が結節から結節へと飛び移るように見えるということです。.
活動電位を伝達するための塩性伝導の利点
このタイプの運転には利点があります。まず、エネルギーを節約します。ナトリウム - カリウム輸送体は活動電位の間に軸索内部から過剰なナトリウムを抽出するのに多くのエネルギーを費やす.
これらのナトリウム - カリウム輸送体は、ミエリンで覆われていない軸索の領域に位置しています。しかし、有髄軸索では、ナトリウムはランヴィエ結節にしか入ることができません。したがって、ナトリウムの侵入がはるかに少なくなり、そのために排出されるナトリウムの量が少なくなります。そのため、ナトリウム - カリウムトランスポーターはより少なく働く必要があります.
ミエリンのもう一つの利点は、どれだけ速いかということです。軸索全体を通過する必要なく、インパルスがある小結節から別の小結節に「ジャンプ」するので、活動電位は有髄軸索においてより迅速に駆動される。.
この速度の増加は、動物に思考と反応を早くさせます。イカのような他の生き物は、ミエリンのない軸索を持っていますが、それはサイズが大きくなるためスピードが上がります。イカの軸索は直径が大きく（約500μm）、より速く移動することができます（毎秒約35メートル）.
しかし、同じ速度では、猫の軸索の活動電位は6μmの直径しかありませんが、移動します。何が起こるかというと、これらの軸索はミエリンを含んでいるということです。.
有髄軸索は、直径20μmで、時速約432キロメートルの速度で活動電位をもたらすことができます。.
参考文献
- 行動の可能性（Ｓ．Ｆ．）。 2017年3月5日、ジョージア州立大学Hyperphysicsから取得：hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
- カールソン、Ｎ。 （2006）。行動の生理学第8版マドリッド編：ピアソン.
- Chudler、E。（s.f.）。ライト、カメラ、アクションポテンシャル。 2017年3月5日、ワシントン大学から取得：faculty.washington.edu.
- 活動電位の段階。 （Ｓ．Ｆ．）。 2017年3月5日、Boundlessから取得：boundless.com.