Những thay đổi tiềm năng dưới ngưỡng của tế bào thần kinh có thể truyền tải thông tin không?

Question

Trong khoa học thần kinh, chúng ta biết rằng khi điện thế màng của một tế bào thần kinh đạt đến một ngưỡng (thường là khoảng -55mV) thì nó "tăng vọt": Tức là nó tích cực truyền đi một tín hiệu. Tôi có hai câu hỏi liên quan về khía cạnh này:

1. Vùng khởi đầu tăng đột biến thường là (ví dụ đối với động vật có vú) ở đồi sợi trục - từ đó điện thế hoạt động tích cực (mở các kênh ion ..) được truyền qua sợi trục. Nhưng điều gì xảy ra sau đó tại và sau synapse (hóa học)? Sự lan truyền sau synap đến tế bào sau synap có thụ động không?

2. Các kỹ thuật hình ảnh mới hơn (ví dụ hình ảnh canxi) có thể ghi lại những thay đổi dưới ngưỡng trong điện thế màng. Các tiềm năng dưới ngưỡng này có liên quan như thế nào để xử lý thông tin? Chúng có được nhân giống đến các tế bào sau synap không, mặc dù chỉ một lần nữa theo cách thụ động ?

Answer 1

Loại dẫn truyền thụ động (ngưỡng phụ) này được gọi là dẫn truyền điện âm . Khi một điện thế hoạt động đến tận cùng sợi trục (núm trước synap), nó sẽ tạo ra Tiềm năng sau synap (PSP), thông qua khớp thần kinh hóa học hoặc điện. Bây giờ nếu có sự tạo ra EPSP (tức là kích thích), thì trong tế bào thần kinh sau synap sẽ có điện thế âm, sẽ di chuyển về phía 'đồi sợi trục'.

Cho đến tận đồi sợi trục, sự dẫn truyền chủ yếu là điện âm và do đó chúng ta cần loại dẫn truyền này để thực sự tạo ra Tiềm năng hoạt động.

Trong khoa học thần kinh lý thuyết, sự dẫn truyền điện âm dọc theo đuôi gai được tính toán bằng cách sử dụng Lý thuyết cáp . Cuối cùng nó sẽ chết dần theo khoảng cách như$-$

$V(x)={V_o}\, e^{-\frac{x}{\sqrt{r_m/r_i}}}$; ký hiệu tiêu chuẩn được sử dụng.

ref bài viết: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123971791000178

Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng để truyền thông tin, điện thế ngưỡng phụ là cực kỳ quan trọng.

Answer 2

Các khớp thần kinh điện (Gap junctions) có thể tạo ra dòng điện đến các tế bào khác mà không phát ra xung đột. Tương tác dưới ngưỡng này được chứng minh là có ý nghĩa chức năng trong hoạt động thần kinh (ví dụ: võng mạc ).