I potenziali cambiamenti al di sotto della soglia dei neuroni possono trasmettere informazioni?

Question

Nelle neuroscienze apprendiamo che quando il potenziale di membrana di un neurone raggiunge una soglia (tipicamente intorno a -55mV) "spunta": cioè, propaga attivamente un segnale. Ho due domande correlate a questo riguardo:

1. La zona di inizio degli spike è tipicamente (ad esempio per i mammiferi) sulla collinetta dell'assone - da lì il potenziale d'azione viene attivamente propagato attraverso l'assone (apertura dei canali ionici ..). Ma cosa succede allora durante e dopo la sinapsi (chimica)? La propagazione dopo la sinapsi alla cellula postsinaptica è passiva ?

2. Tecniche di imaging più recenti (ad esempio imaging del calcio) possono catturare i cambiamenti sotto la soglia nel potenziale di membrana. In che modo questi potenziali sottosoglia sono rilevanti per l'elaborazione delle informazioni? Sono propagati alle cellule postsinaptiche, anche se di nuovo solo in modo passivo ?

Answer 1

Questo tipo di conduzione passiva (sotto-soglia) è chiamata conduzione elettrotonica . Quando un potenziale d'azione raggiunge il terminale dell'assone (manopola pre-sinaptica) induce il potenziale post-sinaptico (PSP), attraverso una sinapsi chimica o elettrica. Ora, se c'è la generazione di EPSP (cioè eccitatoria), allora nel neurone post-sinaptico ci sarà un potenziale elettrotonico, che si muoverà verso la "collinetta dell'assone".

Fino alla collinetta degli assoni, la conduzione è prevalentemente elettrotonica e quindi abbiamo bisogno di questo tipo di conduzione per generare effettivamente il potenziale d'azione.

Nella neuroscienza teorica questa conduzione elettrotonica lungo i dendriti viene calcolata utilizzando la teoria dei cavi . Alla fine si estinguerà con la distanza come$-$

$V(x)={V_o}\, e^{-\frac{x}{\sqrt{r_m/r_i}}}$; notazioni standard utilizzate.

articolo di riferimento: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123971791000178

Quindi possiamo concludere che per la trasmissione delle informazioni, i potenziali sotto la soglia sono estremamente importanti.

Answer 2

Le sinapsi elettriche (giunzioni Gap) possono generare corrente ad altre cellule senza l'emissione di un picco. È stato dimostrato che questa interazione sotto la soglia ha implicazioni funzionali nell'attività neurale (es. Retina ).