İnsan bədənimizdə bir növ koordinator kimi çıxış edir. O, beyindən gələn əmrləri əzələlərə, orqanlara, toxumalara ötürür və onlardan gələn siqnalları emal edir. Bir növ məlumat daşıyıcısı kimi sinir impulsu istifadə olunur. O necədir? Nə qədər sürətli işləyir? Bunlara, eləcə də bir sıra digər suallara bu məqalədə cavab tapa bilərsiniz.
Sinir impulsu nədir?
Bu, neyronların stimullaşdırılmasına cavab olaraq liflər boyunca yayılan həyəcan dalğasının adıdır. Bu mexanizm sayəsində məlumat müxtəlif reseptorlardan mərkəzi sinir sisteminə ötürülür. Və ondan, öz növbəsində, müxtəlif orqanlara (əzələlər və bezlər). Bəs fizioloji səviyyədə bu proses nədir? Sinir impulsunun ötürülməsi mexanizmi neyronların membranlarının elektrokimyəvi potensialını dəyişdirə bilməsidir. Və bizi maraqlandıran proses sinapslar sahəsində baş verir. Sinir impulsunun sürəti saniyədə 3 ilə 12 metr arasında dəyişə bilər. Bu barədə, eləcə də ona təsir edən amillər haqqında daha ətraflı danışacağıq.
Quruluş və işin öyrənilməsi
İlk dəfə olaraq sinir impulsunun keçməsi alman alimləri E.Görinq və Q.Helmholts tərəfindən qurbağanın timsalında nümayiş etdirilmişdir. Eyni zamanda müəyyən edilib ki, bioelektrik siqnal əvvəllər göstərilən sürətlə yayılır. Ümumiyyətlə, bu, xüsusi konstruksiya sayəsində mümkündür.Onlar müəyyən mənada elektrik kabelinə bənzəyirlər. Beləliklə, əgər onunla paralellər aparsaq, onda aksonlar keçiricilər, mielin qabıqları isə izolyatordur (onlar bir neçə təbəqədə sarılmış Schwann hüceyrəsinin membranıdır). Üstəlik, sinir impulsunun sürəti ilk növbədə liflərin diametrindən asılıdır. İkinci ən vacib şey elektrik izolyasiyasının keyfiyyətidir. Yeri gəlmişkən, bədən dielektrik xüsusiyyətlərə malik olan miyelin lipoproteini material kimi istifadə edir. Bütün digər şeylər bərabər olduqda, onun təbəqəsi nə qədər böyükdürsə, sinir impulsları daha sürətli keçəcəkdir. Hətta hazırda bu sistemin tam araşdırıldığını demək olmaz. Əsəblərə və impulslara aid olan çox şey hələ də sirr və tədqiqat mövzusu olaraq qalır.
Quruluş və fəaliyyət xüsusiyyətləri
Bir sinir impulsunun yolu haqqında danışırıqsa, o zaman lifin bütün uzunluğu boyunca örtülmədiyini qeyd etmək lazımdır. Dizayn xüsusiyyətləri elədir ki, mövcud vəziyyət ən yaxşı şəkildə elektrik kabelinin çubuqunda (baxmayaraq ki, bu vəziyyətdə aksonda) bərkidilmiş izolyasiya edən keramika muftaların yaradılması ilə müqayisə edilə bilər. Nəticədə, ion cərəyanının asanlıqla aksondan ətraf mühitə (və ya əksinə) axdığı kiçik izolyasiya edilməmiş elektrik sahələri var. Bu, membranı qıcıqlandırır. Nəticədə təcrid olunmayan ərazilərdə nəsil əmələ gəlir. Bu proses Ranvierin müdaxiləsi adlanır. Belə bir mexanizmin olması sinir impulsunun daha sürətli yayılmasına imkan verir. Bu barədə misallarla danışaq. Belə ki, diametri 10-20 mikron arasında dəyişən qalın miyelinli lifdə sinir impulsunun sürəti saniyədə 70-120 metrdir. Qeyri-optimal strukturu olanlar üçün isə bu göstərici 60 dəfə azdır!
Onlar harada yaradılmışdır?
Sinir impulsları neyronlarda yaranır. Belə "mesajlar" yaratmaq qabiliyyəti onların əsas xüsusiyyətlərindən biridir. Sinir impulsu eyni tipli siqnalların aksonlar boyunca sürətlə yayılmasını təmin edir uzun məsafə... Buna görə də bu, ən çox mühüm vasitə onun içindəki məlumat mübadiləsi üçün orqanizm. Qıcıqlanma məlumatları onların təkrarlanma tezliyini dəyişdirərək ötürülür. Burada saniyədə yüzlərlə sinir impulsunu hesablaya bilən mürəkkəb dövri nəşrlər sistemi fəaliyyət göstərir. Bir qədər oxşar prinsipə görə, daha mürəkkəb olsa da, kompüter elektronikası işləyir. Beləliklə, neyronlarda sinir impulsları yarandıqda, onlar müəyyən bir şəkildə kodlanır və yalnız bundan sonra ötürülür. Bu zaman informasiya ardıcıllığın müxtəlif sayı və xarakterinə malik olan xüsusi “paketlər”ə qruplaşdırılır. Bütün bunlar bir araya gələrək, beynimizin elektroensefaloqramma sayəsində qeyd oluna bilən ritmik elektrik fəaliyyətinin əsasını təşkil edir.
Hüceyrə növləri
Bir sinir impulsunun keçməsinin ardıcıllığından danışarkən, elektrik siqnallarının ötürüldüyü (neyronlar) laqeyd qala bilməz. Beləliklə, onların sayəsində bədənimizin müxtəlif hissələri məlumat mübadiləsi aparır. Quruluşundan və funksionallığından asılı olaraq üç növ var:
- Reseptor (həssas). Onlar bütün temperatur, kimyəvi, səs, mexaniki və işıq stimullarını kodlayır və sinir impulslarına çevirir.
- Daxil edilə bilən (həmçinin dirijor və ya bağlanma adlanır). Onlar impulsları emal etməyə və dəyişdirməyə xidmət edir. Onların əksəriyyəti insan beynində və onurğa beynində olur.
- Effektiv (motor). Onlar mərkəzi sinir sistemindən müəyyən hərəkətlər etmək üçün əmrlər alırlar (parlaq günəşdə, əlinizlə gözlərinizi yumun və s.).
Hər bir neyronun bir hüceyrə bədəni və bir prosesi var. Bədəndə sinir impulsunun yolu məhz sonuncu ilə başlayır. İki növ böyümə var:
- dendritlər. Onlara onlarda yerləşən reseptorların qıcıqlanmasını dərk etmək funksiyası həvalə olunub.
- Aksonlar. Onların sayəsində sinir impulsları hüceyrələrdən iş orqanına ötürülür.
Sinir impulsunun hüceyrələr tərəfindən aparılmasından danışarkən, bir maraqlı məqam haqqında danışmamaq çətindir. Deməli, onlar istirahətdə olanda, deyək ki, natrium-kalium nasosu ionları elə hərəkət etdirir ki, içəridə şirin, çöldə isə duzlu su effektinə nail olsun. Yaranan disbalansa görə, membrandakı potensial fərq 70 millivolta qədər müşahidə edilə bilər. Müqayisə üçün deyək ki, bu, adi olanın 5%-dir.Lakin hüceyrənin vəziyyəti dəyişən kimi yaranan tarazlıq pozulur və ionlar yerlərini dəyişməyə başlayır. Bu, sinir impulsunun yolu keçdiyi zaman baş verir. İonların aktiv fəaliyyətinə görə bu hərəkətə fəaliyyət potensialı da deyilir. Müəyyən bir səviyyəyə çatdıqda əks proseslər başlayır və hüceyrə istirahət vəziyyətinə gəlir.
Fəaliyyət potensialı haqqında
Bir sinir impulsunun çevrilməsi və onun yayılması haqqında danışarkən, onun saniyədə bədbəxt millimetr ola biləcəyini qeyd etmək lazımdır. Sonra əldən beyinə gələn siqnallar bir neçə dəqiqə ərzində beynə çatacaqdı ki, bu da açıq şəkildə yaxşı deyil. Burada əvvəllər müzakirə edilən miyelin qabığının fəaliyyət potensialının artırılmasında rolu var. Və onun bütün "boşluqları" elə yerləşdirilib ki, onlar yalnız siqnalın ötürülmə sürətinə müsbət təsir göstərir. Beləliklə, impuls bir akson bədəninin əsas hissəsinin sonuna çatdıqda, o, ya növbəti hüceyrəyə, ya da (beyin haqqında danışırıqsa) neyronların çoxsaylı qollarına ötürülür. Sonuncu hallarda bir az fərqli prinsip işləyir.
Beyində hər şey necə işləyir?
Gəlin mərkəzi sinir sistemimizin ən vacib hissələrində hansı sinir impulsunun ötürülməsi ardıcıllığının işlədiyi barədə danışaq. Burada neyronlar qonşularından sinaps adlanan kiçik boşluqlarla ayrılır. Fəaliyyət potensialı onlardan keçə bilməz, ona görə də növbəti sinir hüceyrəsinə çatmaq üçün başqa yol axtarır. Hər bir prosesin sonunda presinaptik veziküllər adlanan kiçik kisələr var. Onların hər birində xüsusi birləşmələr var - neyrotransmitterlər. Fəaliyyət potensialı onlara çatdıqda, molekullar kisələrdən ayrılır. Onlar sinapsdan keçir və membranda yerləşən xüsusi molekulyar reseptorlara bağlanırlar. Bu vəziyyətdə tarazlıq pozulur və çox güman ki, yeni fəaliyyət potensialı yaranır. Hələ dəqiq bilinmir, neyrofizioloqlar bu günə qədər məsələni öyrənirlər.
Nörotransmitterlərin işi
Sinir impulslarını ötürdükdə, onlara nə olacağına dair bir neçə variant var:
- Onlar yayılacaqlar.
- Kimyəvi parçalanmaya məruz qalır.
- Onların qabarcıqlarına qayıdın (buna yenidən tutma deyilir).
20-ci əsrin sonunda heyrətamiz bir kəşf edildi. Alimlər öyrəndilər ki, neyrotransmitterlərə təsir edən dərmanlar (həmçinin onların buraxılması və geri alınması) insanın psixi vəziyyətini əsaslı şəkildə dəyişə bilər. Məsələn, Prozac kimi bir sıra antidepresanlar serotoninin geri alınmasını maneə törədir. Parkinson xəstəliyinə səbəb olan nörotransmitter dopaminin çatışmazlığı olduğuna inanmaq üçün yaxşı səbəblər var.
İndi insan psixikasının sərhəd vəziyyətlərini öyrənən tədqiqatçılar bütün bunların insan şüuruna necə təsir etdiyini anlamağa çalışırlar. Bu vaxt belə bir fundamental suala cavabımız yoxdur: neyronu fəaliyyət potensialı yaratmağa nə vadar edir? Hələlik bu hücrənin “başlatılması” mexanizmi bizim üçün sirrdir. Bu tapmaca nöqteyi-nəzərindən xüsusilə maraqlı olan əsas beynin neyronlarının işidir.
Bir sözlə, onlar qonşuları tərəfindən göndərilən minlərlə neyrotransmitterlə işləyə bilirlər. Bu tip impulsun işlənməsi və inteqrasiyası ilə bağlı təfərrüatlar bizə demək olar ki, məlum deyil. Baxmayaraq ki, bir çox tədqiqat qrupları bunun üzərində işləyir. Bu anda məlum oldu ki, bütün qəbul edilən impulslar inteqrasiya olunub və neyron fəaliyyət potensialını saxlamaq və onları daha da ötürmək lazım olub-olmaması barədə qərar qəbul edir. İnsan beyninin fəaliyyəti bu fundamental prosesə əsaslanır. Yaxşı, bu tapmacanın cavabını bilməməyimiz təəccüblü deyil.
Bəzi nəzəri xüsusiyyətlər
Məqalədə "sinir impulsu" və "fəaliyyət potensialı" sinonim olaraq istifadə edilmişdir. Nəzəri cəhətdən bu doğrudur, baxmayaraq ki, bəzi hallarda bəzi xüsusiyyətləri nəzərə almaq lazımdır. Beləliklə, təfərrüatlara girsəniz, fəaliyyət potensialı sinir impulsunun yalnız bir hissəsidir. Elmi kitabların ətraflı tədqiqi ilə bunun yalnız membran yükünün müsbətdən mənfiyə və əksinə bir dəyişiklik olduğunu tapmaq olar. Sinir impulsu isə mürəkkəb struktur-elektrokimyəvi proses kimi başa düşülür. Neyron membranı boyunca hərəkət edən dəyişikliklər dalğası kimi yayılır. Fəaliyyət potensialı sinir impulsunun sadəcə elektrik komponentidir. Bu, membranın yerli sahəsinin yüklənməsi ilə baş verən dəyişiklikləri xarakterizə edir.
Sinir impulsları harada yaranır?
Onlar səyahətə haradan başlayırlar? Bu sualın cavabını oyanma fiziologiyasını səylə öyrənmiş hər bir tələbə verə bilər. Dörd seçim var:
- Dendrit reseptorunun dayandırılması. Əgər belədirsə (bu fakt deyil), onda adekvat stimulun olması mümkündür ki, bu da ilk növbədə generator potensialını, sonra isə sinir impulsunu yaradacaq. Ağrı reseptorları oxşar şəkildə işləyir.
- Həyəcanlandırıcı sinapsın membranı. Bir qayda olaraq, bu, yalnız şiddətli qıcıqlanma və ya onların yekunu olduqda mümkündür.
- Dentrid tetik zonası. Bu zaman bir stimula cavab olaraq yerli həyəcanverici postsinaptik potensiallar əmələ gəlir. Əgər Ranvierin ilk müdaxiləsi miyelinləşirsə, onda onlar onun üzərində yekunlaşdırılır. Həssaslığı artıran membranın bir hissəsinin olması səbəbindən burada bir sinir impulsu yaranır.
- Axon kurqan. Bu, aksonun başladığı yerin adıdır. Təpə neyronda impulslar yaradan ən çox rast gəlinəndir. Əvvəllər nəzərdən keçirilən bütün digər yerlərdə onların baş vermə ehtimalı daha azdır. Bu, burada membranın artan həssaslığına malik olması ilə əlaqədardır, eyni zamanda azaldılmışdır. Buna görə də, çoxsaylı həyəcanlandırıcı postsinaptik potensialların cəmlənməsi başlayanda, kurqan əvvəlcə onlara reaksiya verir.
Həyəcanın yayılmasına bir nümunə
Tibbi terminlərlə danışmaq müəyyən məqamların anlaşılmazlığına səbəb ola bilər. Bunu aradan qaldırmaq üçün təqdim olunan bilikləri qısaca nəzərdən keçirməyə dəyər. Nümunə olaraq yanğını götürək.
Keçən yay xəbər bülletenlərinə qayıdın (və tezliklə onu yenidən eşidəcəksiniz). Yanğın yayılır! Eyni zamanda yanan ağaclar, kollar öz yerində qalır. Amma yanğının önü yanğının olduğu yerdən getdikcə uzaqlaşır. Sinir sistemi də oxşar şəkildə işləyir.
Tez-tez sinir sisteminin həyəcanının başlanğıcını sakitləşdirmək lazımdır. Ancaq bunu etmək yanğınla olduğu qədər asan deyil. Bunu etmək üçün neyronun işinə süni şəkildə müdaxilə edin (in dərman məqsədləri) və ya müxtəlif fizioloji vasitələrdən istifadə edin. Bunu odun üzərinə su tökməklə müqayisə etmək olar.
Sinaptik ötürülmə beyin hüceyrələrinin qarşılıqlı əlaqəsidir.
Neyronlar lifləri boyunca hərəkət edən elektrokimyəvi pozğunluqlar yaradır. Sinir impulsları və ya fəaliyyət potensialı adlanan bu pozğunluqlar sinir hüceyrə membranı boyunca kiçik elektrik cərəyanları tərəfindən əmələ gəlir. Neyronlar, məlumatın kodlandığı ardıcıllıq və müddətə görə saniyədə minə qədər fəaliyyət potensialı istehsal edə bilir.
Sinir impulsları - sinir lifləri boyunca ötürülən elektrokimyəvi pozğunluqlar; onların vasitəsilə neyronlar bir-biri ilə və bədənin qalan hissəsi ilə qarşılıqlı əlaqədə olurlar. Sinir impulslarının elektrik təbiəti kiçik bir boşluqla ayrılmış iki təbəqədən ibarət hüceyrə membranının quruluşu ilə müəyyən edilir. Membran həm bir kondansatör kimi fəaliyyət göstərir - elektrik yükünü toplayır, ionları öz üzərinə toplayır, həm də müqavimət kimi cərəyanı bloklayır. Sakit vəziyyətdə olan bir neyronda membranın daxili səthi boyunca mənfi yüklü ionlar buludu, xarici səthi boyunca isə müsbət ionlar əmələ gəlir.
Bir neyron aktivləşdirildikdə, sinir impulsu yayır ("yaradır" da deyilir). O, digər hüceyrələrdən alınan siqnallara cavab olaraq yaranır və membranın potensial fərqində qısa tərs dəyişiklikdir: içəridə bir anlıq müsbət yüklənir, bundan sonra tez bir zamanda istirahət vəziyyətinə qayıdır. Sinir impulsu zamanı sinir hüceyrəsinin membranı müəyyən növ ionların içəri keçməsini təmin edir. İonlar elektrik yüklü olduğundan, onların hərəkəti membrandan keçən elektrik cərəyanıdır.
İstirahət neyronları. Neyronların içərisində ionlar var, lakin neyronların özləri müxtəlif konsentrasiyalarda ionlarla əhatə olunmuşdur. Zərrəciklər yüksək konsentrasiyalı bir sahədən aşağı olan bir sahəyə keçməyə meyllidirlər, lakin sinir hüceyrəsinin membranı bu hərəkətin qarşısını alır, çünki o, əsasən keçilməzdir.
Məlum olub ki, bəzi ionlar membranın xaricində, digərləri isə içəridə cəmləşib. Nəticədə membranın xarici səthi müsbət, daxili səthi isə mənfi yüklü olur. Beləliklə, membran qütbləşir.
Hər şey kalamar ilə başladı. Fəaliyyət potensialının mexanizmi - hüceyrə membranındakı həyəcan dalğaları - 1950-ci illərin əvvəllərində nəhəng bir kalamarın aksonlarına daxil edilmiş mikroelektrodlarla klassik təcrübədə aydınlaşdırıldı. Bu təcrübələr sübut etdi ki, fəaliyyət potensialı membran boyunca ionların ardıcıl hərəkəti nəticəsində yaranır.
Fəaliyyət potensialının birinci mərhələsində membran qısa müddət ərzində natrium ionları üçün keçirici olur və hüceyrəni doldurur. Bu, hüceyrənin depolarizasiyasına səbəb olur - membrandakı potensial fərq tərsinə çevrilir və membranın daxili səthi müsbət yüklənir. Bunun ardınca kalium ionları sürətlə hüceyrəni tərk edir və membranın potensial fərqi ilkin vəziyyətinə qayıdır. Kalium ionlarının içəriyə nüfuz etməsi membrandakı yükü istirahətdə olduğundan daha mənfi edir və beləliklə hüceyrə hiperpolyarlaşır. Odadavamlı dövr deyilən dövrdə neyron növbəti fəaliyyət potensialını yarada bilmir, lakin tez bir zamanda istirahət vəziyyətinə qayıdır.
Fəaliyyət potensialları akson təpəsi adlanan strukturda əmələ gəlir - bu, aksonun hüceyrə gövdəsindən böyüdüyü yerdir. Fəaliyyət potensialı akson boyunca hərəkət edir, çünki bir lif seqmentinin depolarizasiyası qonşu olanın depolarizasiyasına səbəb olur. Bu depolarizasiya dalğası hüceyrə gövdəsindən uzaqlaşan istiqamətdə yuvarlanır və sinir hüceyrəsinin terminalına çataraq neyrotransmitterlərin sərbəst buraxılmasına səbəb olur.
Tək bir impuls saniyənin mində biri qədər davam edir; neyronlar məlumatı dəqiq müəyyən edilmiş impulslar ardıcıllığı ilə kodlayır (sünbül boşalmaları), lakin məlumatın necə kodlandığı hələ də aydın deyil. Neyronlar tez-tez digər hüceyrələrdən gələn siqnallara cavab olaraq fəaliyyət potensialı yaradır, lakin onlar da heç bir xarici siqnal olmadan impulslar yaradırlar. Bazal pulsasiyaların tezliyi və ya spontan fəaliyyət potensialı müxtəlif növ neyronlarda dəyişir və digər hüceyrələrin siqnallarından asılı olaraq dəyişə bilər.
Az keçəcək. İonlar sinir hüceyrə membranını ion kanalları adlanan barrel formalı zülallar vasitəsilə keçir. Onlar membrana nüfuz edir və məsamələrdən əmələ gəlir. İon kanallarında membranın potensial fərqindəki dəyişiklikləri aşkar edən sensorlar var, onlar bu dəyişikliklərə cavab olaraq açıb bağlanırlar.
İnsan neyronlarında ondan çox var fərqli növlər belə kanallar var və onların hər biri yalnız bir növ ionların keçməsinə imkan verir. Fəaliyyət potensialı zamanı bütün bu ion kanallarının fəaliyyəti ciddi şəkildə tənzimlənir. Onlar müəyyən bir ardıcıllıqla açılır və bağlanır - belə ki, neyronlar digər hüceyrələrdən alınan siqnallara cavab olaraq sinir impulslarının ardıcıllığını yarada bilər.
Ohm qanunu.
Ohm qanunu beynin elektrik xüsusiyyətlərinin daxil olan siqnallara cavab olaraq necə dəyişdiyini izah edir. Sinir hüceyrəsinin membranının potensial fərqi (gərginliyi), onun müqaviməti və ondan keçən cərəyan arasındakı əlaqəni təsvir edir. Bu əlaqəyə görə, cərəyan membrandakı gərginliyə birbaşa mütənasibdir və I = U / R tənliyi ilə təsvir olunur, burada I elektrik cərəyanı, U potensial fərq, R isə müqavimətdir.
Useyn Boltdan daha sürətli.
Onurğa beyni və beynin aksonları oliqodendrositlər tərəfindən beyin hüceyrələri tərəfindən istehsal olunan qalın miyelin toxuması ilə təcrid olunur. Oliqodendrositin bir neçə filialı var və hər biri başqa bir neyrona aid olan aksonun kiçik bir seqmentinə təkrar-təkrar bükülmüş iri düz mielindən ibarətdir. Miyelin qabığı bütün aksonun uzunluğu boyunca qeyri-bərabərdir: o, müntəzəm fasilələrlə kəsilir və bu kəsilmələrin nöqtələri Ranvier kəsmələri adlanır. İon kanalları məhz bu nöqtələrdə qalınlaşır və bununla da fəaliyyət potensialının bir tutmadan digərinə sıçrayışını təmin edir. Bu, akson boyunca fəaliyyət potensialının bütün hərəkət prosesini sürətləndirir - 100 m / s-ə qədər sürətlə baş verir.
TƏDQİQAT İŞİ
Sinir impulsunun elektrik təbiəti
Giriş 3
L.Qalvani və A.Voltanın təcrübələri 3
Canlı orqanizmlərdə biocərəyanlar 4
Qıcıqlanma təsiri. 5
Sinir hüceyrəsi və sinir impulslarının ötürülməsi 6
Sinir impulsunun bədənin müxtəlif hissələrinə təsiri 8
Tibbi məqsədlər üçün elektrik fəaliyyətinə məruz qalma 9
Reaksiya sürəti 10
Nəticə 11
Ədəbiyyat 11
Ərizə
Giriş
“Qanunlar və hadisələr nə qədər gözəl olsa da
elektrik,
dünyada yaranır
qeyri-üzvi və ya
ölü maddə, faiz,
hansı onlar
təsəvvür etmək çətindir
ilə müqayisə edin
eyni gücə xas olan
sinir ilə birlikdə
sistem və həyat"
M. Faraday
İşin məqsədi: Sinir impulsunun yayılmasına təsir edən amilləri müəyyən etmək.
Bu işin aşağıdakı vəzifələri var idi:
1. Bioelektrik elminin inkişaf tarixini öyrənmək.
2. Canlı təbiətdəki elektrik hadisələrini nəzərdən keçirin.
3. Sinir impulslarının ötürülməsini tədqiq edin.
4. Sinir impulsunun ötürülmə sürətinə nə təsir etdiyini praktikada yoxlayın.
L.Qalvani və A.Voltanın təcrübələri
18-ci əsrdə. İtalyan həkimi Luici Galvani (1737-1787) kəşf etdi ki, başı kəsilmiş bədənə bir qurbağa gətirsəniz elektrik gərginliyi, sonra ayaqlarının daralması müşahidə olunur. Beləliklə, elektrik cərəyanının əzələlərə təsirini göstərdi, buna görə də onu haqlı olaraq elektrofiziologiyanın atası adlandırırlar. Digər təcrübələrdə o, hazırlanmış bir qurbağanın ayağını mis qarmaqda asdı. Ayaq yellənərək eksperimentlərin aparıldığı eyvanın dəmir qəfəsinə toxunduqda ayağın daralması yenidən müşahidə olunub. Galvani sinir və pəncə arasında potensial fərqin - "heyvan elektrikinin" mövcudluğunu irəli sürdü. O, əzələnin büzülməsini dövrə metal vasitəsilə bağlandıqda qurbağanın toxumalarında baş verən elektrik cərəyanının təsiri ilə izah etdi.
Qalvaninin həmyerlisi Alessandro Volta (1745-1827) Qalvaninin istifadə etdiyi elektrik dövrəsini diqqətlə öyrənmiş və onun tərkibində şoran məhlulu vasitəsilə bağlanmış iki fərqli metalın olduğunu sübut etmişdir, yəni. kimyəvi cərəyan mənbəyinin tam görünüşü üzündə. Onun fikrincə, sinir-əzələ preparatı bu təcrübədə yalnız həssas qalvanometr idi.
Qalvani məğlubiyyətini etiraf edə bilməyib. O, metal olmadan da "heyvan mənşəli" elektrik hesabına əzələ daralmasının mümkün olduğunu sübut etmək üçün müxtəlif şəraitdə əzələ üzərinə sinir atıb. Onun ardıcıllarından biri nəhayət ki, uğur qazandı. Məlum olub ki, sinir zədələnmiş əzələnin üzərinə atıldıqda elektrik cərəyanı yaranır. Beləliklə, sağlam və zədələnmiş toxuma arasında elektrik cərəyanları aşkar edilmişdir. Onlara belə ad verildi -nasaz cərəyanlar. Sonralar göstərildi ki, sinirlərin, əzələlərin və digər toxumaların istənilən fəaliyyəti elektrik cərəyanlarının yaranması ilə müşayiət olunur.
Beləliklə, canlı orqanizmlərdə biocərəyanların olması sübut edilmişdir. Hal-hazırda onlar həssas alətlərlə - osiloskoplarla qeydə alınır və yoxlanılır.
Canlı orqanizmlərdə biocərəyanlar
Canlı təbiətdəki elektrik hadisələrinin öyrənilməsi ilə bağlı ilk məlumatlar maraqlıdır. Müşahidə obyektləri elektrik balıqları olub. Faraday elektrik şüası üzərində apardığı təcrübələr nəticəsində müəyyən etdi ki, bu balığın xüsusi orqanının yaratdığı elektrik canlı hüceyrənin fəaliyyətinin məhsulu olsa da, kimyəvi və ya digər mənbədən alınan elektriklə tamamilə eynidir. Sonrakı müşahidələr göstərdi ki, bir çox balıqlarda yüksək gərginlik yaradan xüsusi elektrik orqanları, bir növ “batareya” var. Beləliklə, nəhəng stingray 50-60 V, Nil elektrik yayın balığı 350 V, elektroforlu ilanbalığı isə 500 V-dən çox boşalmada gərginlik yaradır. Buna baxmayaraq, bu yüksək gərginliyin balığın özünün bədəninə heç bir təsiri yoxdur!
Bu balıqların elektrik orqanları büzülmə qabiliyyətini itirmiş əzələlərdən ibarətdir: əzələ toxuması keçirici, birləşdirici toxuma isə izolyator rolunu oynayır. Sinirlər onurğa beynindən orqana gedir və ümumiyyətlə bu, alternativ elementlərin kiçik təbəqəli bir quruluşudur. Məsələn, bir yılan balığının sütun əmələ gətirmək üçün ardıcıl olaraq bağlanmış 6000-10000 elementi və bədən boyunca hər bir orqanda təxminən 70 sütunu var. Yetkinlərdə bu orqan ümumi bədən çəkisinin təxminən 40% -ni təşkil edir. Elektrik orqanlarının rolu böyükdür, onlar müdafiə və hücum üçün xidmət edir, eyni zamanda çox həssas naviqasiya və yerləşdirmə sisteminin bir hissəsidir.
Qıcıqlanma təsiri.
Bədənin ən vacib funksiyalarından biri adlanırqıcıqlanma - ətraf mühitdəki dəyişikliklərə cavab vermək bacarığı. Ən yüksək qıcıqlanma sinir toxumasını meydana gətirən xüsusi hüceyrələrə malik heyvanlarda və insanlarda olur. Sinir hüceyrələri - neyronlar - xarici mühitdən və bədənin özünün toxumalarından gələn müxtəlif stimullara tez və spesifik cavab vermək üçün uyğunlaşdırılmışdır. Qıcıqlandırıcıların qəbulu və ötürülməsi müəyyən yollarla yayılan elektrik impulslarının köməyi ilə baş verir.
Sinir hüceyrəsi və sinir impulslarının ötürülməsi
Sinir hüceyrəsi, neyron ulduzvari bir bədəndir və nazik proseslərdən - aksonlardan və dendritlərdən ibarətdir. Aksonun ucu əzələ və ya sinapslarla bitən nazik liflərə keçir. Yetkinlərdə bir aksonun uzunluğu təxminən 0,01 mm qalınlığında 1-1,5 m-ə çata bilər. Sinir impulslarının formalaşmasında və ötürülməsində hüceyrə membranı xüsusi rol oynayır.
Sinir impulsunun elektrik impulsu olması faktı yalnız sübut edilmişdir20-ci əsrin ortalarına qədər, əsasən A. Xojkinin qrupunun əsərləri ilə. 1963-cü ildə A. Hodgkin, E. Huxley və J. Eckles "sinir hüceyrə membranının periferik və mərkəzi bölgələrində həyəcan və inhibə ilə əlaqəli ion mexanizmlərinə dair kəşflərə görə" fiziologiya və ya tibb üzrə Nobel mükafatına layiq görüldülər. Təcrübələr nəhəng neyronlarda (diametri 0,5 mm) - kalamar aksonlarında aparılıb.
Membranın müəyyən hissələri yarımkeçirici və ion seçici xüsusiyyətlərə malikdir - onlar eyni işarəli ionların və ya bir elementin keçməsinə imkan verir. Membran potensialının görünüşü bu seçmə qabiliyyətinə əsaslanır ki, bu da bədənin məlumat və enerji transformator sistemlərinin işindən asılıdır. Xarici məhlulda yüklü hissəciklərin 90%-dən çoxu natrium və xlor ionlarıdır. Hüceyrə daxilindəki məhlulda müsbət ionların əsas hissəsini kalium ionları, mənfi olanları isə böyük üzvi ionlar təşkil edir. Çöldəki natrium ionlarının konsentrasiyası içəridən 10 dəfə, içəridəki kalium ionları isə çöldəkindən 30 dəfə yüksəkdir. Bu, hüceyrə divarında ikiqat elektrik təbəqəsi yaradır. Membrana istirahətdə yaxşı keçirici olduğundan daxili hissə ilə xarici mühit arasında 60-100 mV potensial fərq yaranır və daxili hissə mənfi yüklənir. Bu potensial fərq adlanıristirahət potensialı.
Hüceyrə qıcıqlandıqda, ikiqat elektrik təbəqəsi qismən boşaldılır. İstirahət potensialı 15-20 mV-ə düşdükdə, membranın keçiriciliyi artır və natrium ionları hüceyrəyə tələsir. Hər iki membran səthi arasında müsbət potensial fərqə çatan kimi, natrium ion axını quruyur. Eyni zamanda, kalium ionları üçün kanallar açılır və potensial mənfi tərəfə keçir. Bu, öz növbəsində, natrium ionlarının tədarükünü azaldır və potensial istirahət vəziyyətinə qayıdır.
Hüceyrədə yaranan siqnal, içindəki elektrolitin keçiriciliyinə görə akson boyunca yayılır. Əgər aksonun xüsusi izolyasiyası - miyelin qabığı varsa, o zaman elektrik impulsu bu bölgələrdən daha sürətli keçir və ümumi sürət izolyasiya edilməmiş sahələrin ölçüsü və sayı ilə müəyyən edilir. Aksonda impulsun sürəti 100 m / s-dir.
Boşluq vasitəsilə siqnal ötürülməsi necə həyata keçirilir? Məlum oldu ki, sinaps membranı struktur baxımından heterojendir - mərkəzi bölgələrdə aşağı müqavimətə malik "pəncərələr" var, kənarında isə müqavimət yüksəkdir. Membranın heterojenliyi xüsusi bir şəkildə yaradılır: xüsusi bir protein - kopektinin köməyi ilə. Bu zülalın molekulları xüsusi bir quruluş meydana gətirir - Kopnexon, öz növbəsində, altı molekuldan ibarətdir və içərisində bir kanal var. Beləliklə, sinaps iki hüceyrəni zülal molekullarının içərisindən keçən çoxlu kiçik borularla birləşdirir. Membranlar arasındakı boşluq bir izolyatorla doldurulur. Quşlarda miyelin zülalı izolyator rolunu oynayır.
Əzələ lifində potensialların dəyişməsi elektrohəyəcanlı membranın həyəcanlanma həddinə çatdıqda, onda fəaliyyət potensialı yaranır və əzələ lifi büzülür.
Bir sinir impulsunun bədənin müxtəlif hissələrinə təsiri
Bir minillikdən artıqdır ki, bəşəriyyət öz beynini hər bir insanın beynində baş verənlər üzərində işləyir. Düşüncələrin beynində olduğu indi məlumdurelektrik cərəyanının təsiri altında doğulur, lakin mexanizmi öyrənilməmişdir. Faraday kimyəvi və fiziki hadisələrin qarşılıqlı təsirini düşünərək dedi: “Qeyri-üzvi maddələr və cansız təbiət aləmində müşahidə etdiyimiz elektrik qanunları və hadisələri nə qədər gözəl olsa da, onların təmsil etdiyi maraqla elektrik cərəyanına səbəb olan maraqla müqayisə etmək çətindir. eyni qüvvə həyatla birləşir."
Hüceyrələrin səthində bioelektrik potensialın yaratdığı elektromaqnit sahəsi də insanlarda tapıldı. Sovet ixtiraçısı S.D.Kirlian bu hadisəni sözün hərfi mənasında aydınlaşdıra bildi. O, insan bədənini alternativ elektrik gərginliyinin tətbiq olunduğu iki böyük metal divar arasına qoyaraq şəklini çəkməyi təklif etdi. Artan elektromaqnit sahəsi olan bir mühitdə insan dərisində mikro yüklər görünür və ən aktiv olanları sinir uclarının çıxdığı yerlərdir. Kirlian üsulu ilə çəkilmiş fotoşəkillərdə onlar kiçik, parlaq işıq saçan nöqtələr kimi görünür. Məlum olub ki, bu nöqtələr, akupunktur müalicəsi zamanı gümüş iynələri batırmaq tövsiyə olunan bədənin dəqiq yerlərində yerləşir.
Belə ki, kimi beyin biocurrents qeyd istifadə rəy, siz xəstənin namaza daldırma dərəcəsini qiymətləndirə bilərsiniz.
İndi məlumdur ki, beynin müəyyən hissələri duyğulara və yaradıcılığa cavabdehdir. Beynin bu və ya digər nahiyəsinin həyəcanlı vəziyyətdə olub-olmadığını müəyyən etmək mümkündür, lakin bu siqnalları deşifrə etmək mümkün deyil, ona görə də əminliklə demək olar ki, bəşəriyyət zehni oxumağı tezliklə öyrənməyəcək.
İnsan düşüncəsi beynin məhsuludur, onda və bədənin digər hissələrində bioelektrik hadisələrlə əlaqələndirilir. Məhz barmaqlarını yumruq kimi sıxmağı düşünən insanın əzələlərində yaranan, müvafiq avadanlıq tərəfindən tutularaq gücləndirilən, mexaniki əlin barmaqlarını sıxan biocərəyanlardır.
Akademik psixiatrVladimir Mixayloviç Bekhterev və biofizikPeter Petroviç Lazarev Elmə hələ dəqiq məlum olmayan bəzi xüsusi şəraitdə bir beynin elektrik enerjisinin məsafədən başqa bir insanın beyninə təsir göstərə biləcəyini qəbul etdi. Əgər bu beyin lazımi qaydada "tənzimlənibsə" onlar güman edirdilər ki, onda "rezonanslı" bioelektrik hadisələr və onların məhsulu kimi müvafiq təsvirlər yarana bilər.
Bədəndəki elektrik hadisələrinin öyrənilməsi əhəmiyyətli faydalar gətirdi. Ən məşhurlarını sadalayaq.
Tibbi məqsədlər üçün elektrik fəaliyyətinə məruz qalma
О Tibbdə və fiziologiyada elektrokimyadan geniş istifadə olunur. Hüceyrənin iki nöqtəsi arasındakı potensial fərq mikroelektrodlardan istifadə etməklə müəyyən edilir. Onların köməyi ilə qanda oksigenin miqdarını ölçmək mümkündür: qana bir kateter daxil edilir, bunun əsasını bir elektrolit məhlulunda bir istinad elektrodu ilə birlikdə yerləşdirilmiş platin elektrod təşkil edir, analiz ediləndən ayrılır. gözenekli hidrofobik teflon filmi ilə qan; qanda həll olunan oksigen teflon filminin məsamələri vasitəsilə platin elektroda yayılır və onun üzərində azalır.
О Həyati fəaliyyət prosesində orqanın vəziyyəti və buna görə də onun elektrik fəaliyyəti zamanla dəyişir. Potensialların qeydiyyatına əsaslanan onların işinin tədqiqi üsulu elektrik sahəsi bədənin səthində elektroqrafiya adlanır. Elektroqramın adı tədqiq olunan orqan və ya toxumaları göstərir: ürək - elektrokardioqram, beyin - elektroensefaloqram, əzələlər - elektromioqram, dəri - qalvanik dəri reaksiyası və s.
О Tibbi praktikada elektroforez geniş istifadə olunur - xəstəliyin gedişatına nəzarət etmək üçün zülalların, amin turşularının, antibiotiklərin, fermentlərin ayrılması üçün. İontoforez eyni dərəcədə yaygındır.
О Kəskin böyrək çatışmazlığı ilə xəstənin bağlandığı məşhur "süni böyrək" aparatı elektrodializ fenomeninə əsaslanır. Qan şoran ilə yuyulmuş iki membran arasında dar bir boşluqda axır, ondan şlaklar çıxarılır - maddələr mübadiləsi və toxumaların çürüməsi məhsulları.
Haqqında ABŞ-da tədqiqatçılar epilepsiyanın elektrik stimullaşdırılması ilə müalicəsini təklif etdilər. Bu məqsədlə döş qəfəsinin yuxarı hissəsində dərinin altına 5-15 dəqiqəlik fasilə ilə 30 saat ərzində vagus sinirini stimullaşdırmaq üçün proqramlaşdırılmış kiçik bir cihaz tikilir. Onun hərəkəti ABŞ, Kanada, Almaniyada sınaqdan keçirilib. Dərman qəbul etməyən xəstələrdə 3 aydan sonra qıcolmaların sayı 25%, 1,5 ildən sonra isə 50% azalıb.
Sürət reaksiyası
Beynin xüsusiyyətlərindən biri reaksiya sürətidir. İlk impulsun stimulu qəbul edən orqanın reseptorlarından bədənin reaksiyasını yaradan orqana hərəkət etdiyi vaxtla müəyyən edilir. Sorğumuzdan belə çıxır ki, reaksiya sürətinə və diqqətliliyinə bir çox amillər təsir edir. Xüsusilə, aşağıdakı səbəblərə görə azala bilər: müəllimin təqdim etdiyi maraqsız və (və ya) monoton tədris materialı; sinifdə zəif nizam-intizam; aydın olmayan məqsəd və dərs planı; otaqda köhnə hava; sinif otağının temperaturu çox yüksək və ya çox aşağıdır; kənar səs-küy; yeni lazımsız faydaların olması, günün sonuna qədər yorğunluq.
Diqqətsizliyin fərdi səbəbləri də var: materialın çox asan və ya çox çətin mənimsənilməsi; xoşagəlməz ailə hadisələri; xəstəlik, həddindən artıq iş; çox sayda filmə baxmaq; gec yatmaq.
Çıxış
Sözlər insanın əsəb fəaliyyətinə böyük təsir göstərir. Dinləyicilər natiqə nə qədər çox güvənirlərsə, qavradıqları sözlərin emosional rəngi bir o qədər parlaq olur və təsiri bir o qədər güclü olur. Xəstə həkimə, tələbə müəllimə güvənir, buna görə də sözləri diqqətlə seçmək lazımdır - ikinci siqnal sisteminin stimulları. Beləliklə, uçuş məktəbinin yaxşı uçan kursantı qəfildən böyük bir qorxu yaşamağa başladı. Məlum oldu ki, onun üçün nüfuzlu pilot-təlimatçı ayrılaraq ona bir qeyd qoyub: "Ümid edirəm ki, tezliklə görüşəcəm, amma tıxacla diqqətli ol".
Bir sözlə, həm xəstəliyə səbəb ola, həm də müvəffəqiyyətlə sağalda bilərsiniz. Söz terapiyası - logoterapiya - psixoterapiyanın bir hissəsidir. Növbəti təcrübəm buna birbaşa sübutdur. İki nəfərdən aşağıdakıları etməyi xahiş etdim: eyni zamanda bir əllə mədəyə dairəvi hərəkətlə, digəri ilə isə düz bir xəttlə başınıza toxunun. Məlum oldu ki, bunu etmək olduqca çətin idi - hərəkətlər eyni zamanda ya dairəvi, ya da xətti oldu. Bununla belə, mən mövzulara müxtəlif təsir göstərirdim: birinə uğur qazanacağını, digərinə isə uğur qazanmayacağını söylədim. Bir müddət sonra birinci bacardı, digəri isə bacarmadı.
Peşə seçərkən şəxsi göstəricilər rəhbər tutulmalıdır. Əgər reaksiya sürəti aşağıdırsa, o zaman çox diqqət tələb edən, vəziyyətin tez təhlili (pilot, sürücü və s.) tələb edən peşəni seçməmək daha yaxşıdır.
Ədəbiyyat
Voronkov G.Ya.Kimya dünyasında elektrik. - M .: Bilik, 1987.
S.V.Tretyakovaİnsan sinir sistemi. - Fizika ("PS"), № 47.
Platonov K.Əyləncəli psixologiya. - M .: Litr, 1997.
Berkinblit M.B., Glagoleva E.G.Canlı orqanizmlərdə elektrik. - M .: Nauka, 1988.
Yorğunluğun sinir elektrik impulsuna təsiri
Məqsəd: fiziki fəaliyyətin reaksiya sürətinə təsirini yoxlamaq.
Tədqiqatın gedişi:Sadə reaksiya üçün adi vaxt işıq üçün 100-200 ms, səs üçün 120-150 ms, elektrokutan stimul üçün 100-150 ms-dir. Akademik Platonovun metodu ilə təcrübə apardım.Dərsin əvvəlində bədən tərbiyəsi, topu tutarkən reaksiya müddətini qeyd etdik, sonra fiziki gücdən sonra bu reaksiyanı sınaqdan keçirdik.
Adı, Soyadı 11A Sinif 22 saylı məktəbFiziki yükə reaksiya müddəti
Fiziki fəaliyyətdən sonra reaksiya müddəti. Yüklər
Köçəryan Karen
0,13 s
0,15 s
Nikolaev Valeri
0,15 s
0.16s
Kazakov Vadim
0,14 s
0.16s
Kuzmin Nikita
0.8s
0,1s
Safiullin Timur
0,13 s
0,15 s
Tuxvatullin Rişat
0.9s
0,11s
Farafonov Artur
0.9s
0,11s
Nəticə: Məşqdən əvvəl və sonra reaksiya müddətini qeyd etdik. Yorğunluğun reaksiya müddətini yavaşlatdığı qənaətinə gəldik.Buna əsaslanaraq müəllimlərə dərs cədvəlini tərtib edərkən maksimum diqqət tələb edən fənləri şagirdlərin hələ yorulmadıqları və tam zehni fəaliyyətə qadir olduqları dərs gününün ortalarına qoymağı tövsiyə etmək olar.
Sinir impulsu
Sinir impulsu
Həyəcan dalğası, kənarları sinir lifi boyunca yayılır və periferikdən məlumat ötürməyə xidmət edir. sinir mərkəzlərinə reseptor (həssas) sonluqlar, mərkəzin içərisində. sinir sistemi və ondan icra aparatına - əzələlərə və bezlərə. N.-nin keçidi və. keçici elektriklə müşayiət olunur. proseslər, to-çovdar həm hüceyrədənkənar, həm də hüceyrədaxili elektrodlar vasitəsilə qeydə alına bilər.
N.-nin yaradılması, ötürülməsi və emalı və. sinir sistemi tərəfindən həyata keçirilir. Əsas ali orqanizmlərin sinir sisteminin struktur elementi hüceyrə gövdəsindən və çoxsaylı hüceyrələrdən ibarət sinir hüceyrəsi və ya neyrondur. proseslər - dendritlər (şəkil 1). Neriferichdəki proseslərdən biri. neyronların böyük uzunluğu var - bu, uzunluğu ~ 1 m, qalınlığı 0,5 ilə 30 mikron arasında olan bir sinir lifi və ya aksondur. Sinir liflərinin iki sinfi var: ətli (miyelinli) və ətli olmayan. Pulpa liflərində xüsusi olaraq əmələ gələn miyelin var. membran, izolyasiya kimi kənarları bir aksona sarılır. Davamlı miyelin qabığının hissələrinin uzunluğu 200 mikrondan 1 mm-ə qədərdir, onlar sözdə kəsilir. eni 1 mikron olan Ranvierin kəsişmələri. Miyelin qabığı izolyasiya rolunu oynayır; bu bölgələrdəki sinir lifi passivdir, yalnız Ranvierin ələ keçirmələrində elektrik aktivdir. Ətsiz liflərin izolyatoru yoxdur. sahələr; onların strukturu bütün uzunluğu boyunca vahiddir və membran elektrikə malikdir. bütün səthdə fəaliyyət.
Sinir lifləri digər sinir hüceyrələrinin gövdələrində və ya dendritlərində bitir, lakin onlardan ayrılır
qorxulu ~ 10 nm genişlikdə. İki hüceyrə arasındakı bu təmas sahəsi deyilir. sinaps. Sinapsa daxil olan aksonun membranı adlanır. presinaptik və müvafiq dendrit və ya əzələ membranı postsinaptikdir (bax. Hüceyrə strukturları).
Normal şəraitdə bir sıra N. və.Daim sinir lifi boyunca axır.Onlar dendritlərdə və ya hüceyrə gövdəsində əmələ gəlir və hüceyrə gövdəsindən gələn istiqamətdə akson boyunca yayılır (akson N. keçirə bilər və hər ikisində. istiqamətlər). Bu dövrilərin tezliyi. boşalmalar onlara səbəb olan qıcıqlanmanın gücü haqqında məlumat daşıyır; məsələn, orta aktivliklə, tezlik ~ 50-100 impuls / s-dir. ~ 1500 impuls / s tezliyi ilə boşaldılan hüceyrələr var.
N.-nin yayılma sürəti və. u .
sinir lifinin növündən və onun diametrindən asılıdır d, u .
~ d 1/2. İnsanın sinir sisteminin nazik liflərində u .
~ 1 m / s və qalın liflərdə u .
~ 100-120 m / s.
Hər N. və. sinir hüceyrəsinin və ya sinir lifinin bədəninin qıcıqlanması nəticəsində baş verir. N. və. stimullaşdırmanın gücündən asılı olmayaraq həmişə eyni xüsusiyyətlərə (forma və sürətə) malikdir, yəni alt hədd N.-nin stimullaşdırılması ilə və. ümumiyyətlə yaranmır, lakin həddən yuxarı dəyərlə tam amplituda malikdir.
Həyəcandan sonra odadavamlı dövr başlayır, bu müddət ərzində sinir lifinin həyəcanlılığı azalır. Qarın əzələlərini fərqləndirin. odadavamlı dövr, lif heç bir stimul tərəfindən stimullaşdırıla bilmədiyi zaman və istinad edir. odadavamlı dövr, mümkün olduqda, lakin onun həddi normadan yüksəkdir. Abs. odadavamlı dövr N.-nin yuxarıdan ötürülmə tezliyini məhdudlaşdırır və. Sinir lifi yerləşmə xüsusiyyətinə malikdir, yəni həyəcanlanma həddinin tədricən artması ilə ifadə olunan daimi fəaliyyət göstərən qıcıqlanmaya alışır. Bu, N. tezliyinin azalmasına gətirib çıxarır və. hətta onların tamamilə yox olmasına qədər. Əgər qıcıqlanma yavaş-yavaş əmələ gəlirsə, o zaman həddə çatdıqdan sonra da oyanma baş verməyə bilər.
Şəkil 1. Sinir hüceyrəsinin quruluşunun diaqramı.
N.-nin sinir lifi boyu və. elektrik şəklində paylanır. potensial. Sinapsda yayılma mexanizmində dəyişiklik baş verir. Zaman N. və. presinaptikə çatır. sonluqlar, sinaptikdə. boşluq aktiv kimyəvi maddə ilə ayrılır. - med və təxminən r. Vasitəçi sinaptik vasitəsilə yayılır. boşluq yaradır və postsinaptikin keçiriciliyini dəyişir. membran, bunun nəticəsində onun üzərində yeni yaranan bir yayılma meydana gəlir. Kimyəvi maddə belə işləyir. sinaps. Elektrik də var. nə vaxt sinaps. Neyrona elektrik enerjisi verilir.
N.-nin həyəcanı və. fizika. elektrikin görünüşü haqqında fikirlər. hüceyrələrdə potensiallar deyilənlərə əsaslanır. membran nəzəriyyəsi. Hüceyrə membranları müxtəlif konsentrasiyalı elektrolitləri ayırır və artıqlığa malikdir. müəyyən ionlar üçün keçiricilik. Beləliklə, akson membranı qalınlığı ~ 7 nm olan nazik lipid və zülal təbəqəsidir. Onun elektrik istirahət müqaviməti ~ 0,1 ohm. m 2 və tutumu ~ 10 mf / m 2. Aksonun daxilində K + ionları yüksək, Na + və Cl - ionlarının konsentrasiyası azdır və mühit- əksinə.
İstirahətdə akson membranı K + ionları üçün keçiricidir. Konsentrasiya fərqinə görə C 0 K .
əlavə olaraq. və C int. məhlullarda membranda kalium membran potensialı qurulur
harada T - abs. temp-pa, e - elektron yükü. Aksonun membranında, göstərilən f-le-yə uyğun olaraq ~ -60 mV-lik bir istirahət potensialı həqiqətən müşahidə olunur.
Na + və Cl ionları - membrana nüfuz edir. İonların lazımi qeyri-tarazlıq paylanmasını qorumaq üçün hüceyrə aktiv nəqliyyat sistemindən istifadə edir, hüceyrənin işi üçün bir kəsik istifadə olunur. Buna görə də, sinir lifinin istirahət vəziyyəti termodinamik tarazlıq deyil. İon nasoslarının hərəkətinə görə stasionardır və açıq dövrədə membran potensialı ümumi elektrikin bərabərliyindən sıfıra qədər müəyyən edilir. cari.
Sinir həyəcanı prosesi aşağıdakı kimi inkişaf edir (həmçinin bax biofizika).Əgər membranın depolarizasiyasına gətirib çıxaran akson vasitəsilə zəif bir cərəyan nəbzini keçirsəniz, o zaman ext çıxardıqdan sonra. təsir potensialı monoton şəkildə ilkin səviyyəsinə qayıdır. Bu şəraitdə akson passiv elektrik kimi davranır. kondansatör və DC-dən ibarət olan dövrə. müqavimət.
düyü. 2. Əsəbdə fəaliyyət potensialının inkişafılokne: a- alt eşik ( 1
) və həddən yuxarı (2) qıcıqlanma; b-membran reaksiyası; həddindən artıq qıcıqlanma ilə, tam potensial özünü göstərirfəaliyyət; v- keçən ion cərəyanı həyəcanlandıqda membran; G - yaxınlaşma sadə analitik modeldə ion cərəyanı.
Cari impuls müəyyən bir eşik dəyərini aşarsa, pozğunluq söndürüldükdən sonra potensial dəyişməyə davam edir; potensial müsbət olur və yalnız bundan sonra istirahət səviyyəsinə qayıdır və əvvəlcə onu hətta bir qədər sürüşdürür (hiperpolyarizasiya bölgəsi, şək. 2). Bu vəziyyətdə, membranın reaksiyası pozğunluqdan asılı deyil; bu impuls deyilir. fəaliyyət potensialı. Eyni zamanda, membrandan əvvəlcə içəriyə, sonra isə xaricə yönəlmiş ion cərəyanı keçir (şək. 2, v).
Fenomenoloji. N.-nin yaranma mexanizminin şərhi və. 1952-ci ildə A. L. Hodg-kin və A. F. Huxley tərəfindən verilmişdir. Ümumi ion cərəyanı üç komponentdən ibarətdir: kalium, natrium və sızma cərəyanı. Membran potensialı j * (~ 20mV) həddi ilə dəyişdikdə, membran Na + ionları üçün keçirici olur. Na + ionları tarazlıq natrium potensialına çatana qədər membran potensialını dəyişdirərək lifə daxil olur:
~ 60 mV təşkil edir. Buna görə də, fəaliyyət potensialının ümumi amplitudası ~ 120 mV-ə çatır. Siz maksimuma çatdığınız zaman. membranda potensial, kalium inkişaf etməyə başlayır (və eyni zamanda natrium azalır). Nəticədə, natrium cərəyanı xaricə yönəlmiş kalium cərəyanı ilə əvəz olunur. Bu cərəyan fəaliyyət potensialının azalmasına uyğundur.
Qurulmuş empirik. natrium və kalium cərəyanlarının təsviri üçün tənliklər. Lifin məkan olaraq homojen həyəcanlanması ilə membran potensialının davranışı ur-tion ilə müəyyən edilir:
harada İLƏ - membran tutumu, I- kalium, natrium və sızma cərəyanından ibarət ion cərəyanı. Bu cərəyanlar DC ilə müəyyən edilir. emf j K, j Na və j l və keçiriciliklər g K, g Na və g l:
Dəyər g l sabit, keçiricilik hesab edilir g Na və g K parametrləri ilə təsvir edilmişdir m, h və NS:
g Na, g K - sabit; seçimlər t, h və NS xətti tənlikləri təmin edin
Asılılıq əmsalı. a .
və b membran potensialı üzrə j (şəkil 3) ən yaxşı uyğunluq şərtindən seçilir
düyü. 3. Əmsalların asılılığıa.
vəbmembranlardanpotensial.
hesablanmış və ölçülmüş əyrilər I(t). Parametrlərin seçimi də eyni mülahizələrlə əsaslandırılır. Stasionar qiymətlərin asılılığı t, h və NS membran potensialından Şəkildə göstərilmişdir. 4. ilə modelləri var böyük rəqəm parametrlər. Beləliklə, sinir lifinin membranı qeyri-xətti ion keçiricisidir, xüsusiyyətləri əsasən elektrikdən asılıdır. sahələri. Həyəcanlanma mexanizmi zəif başa düşülür. Ur-nia Hodgkin-Huxley yalnız uğurlu bir empirik verir. xüsusi fiziki olmayan fenomenin təsviri. modellər. Buna görə də mühüm vəzifə elektrik axınının mexanizmlərini öyrənməkdir. membranlar vasitəsilə cərəyan, xüsusən də idarə olunan elektrik vasitəsilə. sahə ion kanalları.
düyü. 4. Stasionar qiymətlərin asılılığı t, h və NS
membran potensialından.
N.-nin paylanması və. N. və. zəifləmədən və DC ilə lif boyunca yayıla bilər. sürət. Bunun səbəbi siqnalın ötürülməsi üçün tələb olunan enerjinin tək bir mərkəzdən gəlməməsi, lokal olaraq, lifin hər bir nöqtəsində toplanmasıdır. Liflərin iki növünə uyğun olaraq, N. və. köçürməyin iki yolu var: Davamlı və duzlu (aralıq), impuls Ranvierin bir tutmasından digərinə keçdikdə, miyelin izolyasiyası sahələrinin üzərindən atlanır.
Miyelinsiz halda. j membran potensialının lifləri ( x, t) ur-niy ilə müəyyən edilir:
harada İLƏ - lif uzunluğuna görə membran tutumu, R - lifin vahid uzunluğuna görə uzununa (hüceyrədaxili və hüceyrədənkənar) müqavimətlərin cəmi, I- vahid uzunluqlu lifin membranından keçən ion cərəyanı. Elektrik. cari I zamandan asılı olan j potensialının funksionalıdır t və koordinatları NS. Bu asılılıq ur-nii (2) - (4) ilə müəyyən edilir.
Funksional tip I bioloji həyəcanverici mühit üçün xüsusi. Ancaq (5) tənliyi, formasına məhəl qoymuruq I, daha ümumi xarakter daşıyır və bir çox fiziki xüsusiyyətləri təsvir edir. hadisələr, məsələn. yanma prosesi. Buna görə də N.-nin köçürülməsi və. toz şnurunun yanmasına bənzədilib. Səyahət edən alovda alovlanma prosesi istilik keçiriciliyinə görə aparılırsa, N. və. deyilənlərin köməyi ilə həyəcan meydana gəlir. yerli cərəyanlar (şək. 5).
düyü. 5. Yayılmasını təmin edən yerli cərəyanlarsinir impulsunun azalması.
Ur-niya Hodgkin - Huxley N. və yayılması üçün. ədədi olaraq həll edilmişdir. Alınan məhlullar toplanmış təcrübələrlə birlikdə. məlumatlar göstərdi ki, N.-nin yayılması və. həyəcanlanma prosesinin təfərrüatlarından asılı deyil. Keyfiyyətlər. N.-nin paylanmasının şəkli və. həyəcanın yalnız ümumi xassələrini əks etdirən sadə modellərdən istifadə etməklə əldə edilə bilər. Bu yanaşma N.-nin formasını hesablamağa imkan verdi və. homojen bir lifdə, qeyri-homogenliklərin mövcudluğunda onların dəyişməsi və hətta aktiv mühitdə həyəcanın yayılmasının mürəkkəb rejimləri, məsələn. ürək əzələsində. Bir neçə var. mat. bu tip modellər. Onlardan ən sadəsi aşağıdakı kimidir. N. keçidi zamanı membrandan axan ion cərəyanı və.. Alternativ əlamətdir: əvvəlcə lifə, sonra isə xaricə axır. Buna görə də onu hissə-hissə sabit funksiya ilə yaxınlaşdırmaq olar (şək. 2, G). Membran potensialı j * həddi ilə dəyişdikdə həyəcan baş verir. Bu anda lifə yönəldilmiş və böyüklüyünə bərabər bir cərəyan var j ". t "dən sonra cərəyan əksinə dəyişir, bərabərdir j"Bu ~ t bir müddət davam edir." (5) tənliyinin özünəbənzər həllini dəyişənin funksiyası kimi tapmaq olar t = x / u ,
harada u -
N.-nin yayılma sürəti və. (şək. 2, b).
Həqiqi liflərdə t "zamanı kifayət qədər uzundur, buna görə də yalnız u sürətini təyin edir ,
bir sürü üçün aşağıdakı doğrudur: 
... Bunu nəzərə alaraq j" ~ ~ d, R ~ d 2 və İLƏ~ d, harada d - lif diametri, təcrübə ilə razılaşaraq, biz tapırıq ki, u ~ d 1/2 .
Parça-sabit yaxınlaşmadan istifadə edərək, fəaliyyət potensialının forması tapılır.
Ur-nie (5) N. və yayılması üçün. əslində iki həll yolu verir. İkinci həll qeyri-sabitdir; bu N. verir və. potensialın daha aşağı sürəti və amplitudası ilə. İkinci, qeyri-sabit, məhlulun olması yanma nəzəriyyəsində bir analoqa malikdir. Alov yan istilik qurğusu ilə yayıldıqda, qeyri-sabit rejim də mümkündür. Sadə analitik model N. və. əlavə nəzərə alınmaqla təkmilləşdirilə bilər. təfərrüatlar.
Sinir liflərinin kəsişməsi və budaqlanması zamanı N.-nin keçidi və. çətin və ya hətta tamamilə bloklana bilər. Genişlənən lifdə (şəkil 6) nəbz sürəti genişlənməyə yaxınlaşdıqca azalır və genişlənmədən sonra yeni stasionar dəyərə çatana qədər artmağa başlayır. N.-nin yavaşlaması və. nə qədər güclü olarsa, kəsiklər arasındakı fərq bir o qədər çox olar. Kifayət qədər böyük N.-nin genişlənməsi ilə və. dayanır. Bir tənqidi var. lif genişləndirilməsi, bir cut N. saxlayır və.
N.-nin tərs hərəkətində və. (genişdən dar lifə) heç bir tıxanma baş vermir, lakin sürətin dəyişməsi əksinədir. Daralmaya yaxınlaşarkən N.-nin sürəti və. artır və sonra yeni stasionar qiymətə qədər azalmağa başlayır. Sürət qrafikində (Şəkil, 6 a) bir növ histerezis halqası alınır.
Rie. 6. Genişlənərək sinir impulslarının keçməsisürünən lif: a --də nəbz sürətinin dəyişməsi istiqamətindən asılı olaraq; b-şematik genişlənən lifin şəkli.
Heterojenliyin başqa bir növü lif budaqlanmasıdır. Budaqlanma nöqtəsində, parçalayın. impulsların keçməsi və bloklanması variantları. Asinxron N. yanaşması ilə və. bloklama vəziyyəti vaxtın ofsetindən asılıdır. Nəbzlər arasındakı vaxt kiçikdirsə, onda onlar bir-birinə geniş üçüncü lifə nüfuz etməyə kömək edirlər. Növbə kifayət qədər böyükdürsə, N. və. bir-birinə qarışmaq. Bunun səbəbi, birinci gələn, lakin üçüncü lifi həyəcanlandıra bilməyən N. və., nodu qismən odadavamlı vəziyyətə köçürür. Bundan əlavə, sinxronizasiya effekti var: N. yaxınlaşdıqca və. node, onların bir-birinə nisbətən geriliyi azalır.
N.-nin qarşılıqlı əlaqəsi və. Bədəndəki sinir lifləri bağlara və ya sinir gövdələrinə birləşərək bir növ telli kabel əmələ gətirir. Paketdəki bütün liflər öz-özünədir. rabitə xətləri, lakin bir ümumi "tel" var - hüceyrələrarası. N. və liflərdən hər hansı biri boyunca hərəkət etdikdə, hüceyrələrarası mayedə elektrik əmələ gətirir. , bir kəsik qonşu liflərin membran potensialına təsir göstərir. Adətən, belə bir təsir əhəmiyyətsizdir və kommunikasiya xətləri qarşılıqlı müdaxilə olmadan işləyir, lakin bu, patoloji şəkildə özünü göstərir. və incəsənət. şərtlər. Xüsusi sinir gövdələrinin işlənməsi. kimya maddələr, yalnız qarşılıqlı müdaxiləni deyil, həm də həyəcanın qonşu liflərə ötürülməsini müşahidə etmək mümkündür.
Xarici məhdud həcmdə yerləşdirilən iki sinir lifinin qarşılıqlı təsirinə dair məlum təcrübələr. həll. Əgər N. və. Liflərdən biri boyunca uzanırsa, o zaman eyni vaxtda ikinci lifin həyəcanlılığı dəyişir. Dəyişiklik üç mərhələdən keçir. Əvvəlcə ikinci lifin həyəcanlılığı azalır (həyəcan həddi yüksəlir). Həyəcanlılığın bu azalması birinci lif boyunca hərəkət edən fəaliyyət potensialını qabaqlayır və təxminən birinci lifdəki potensial maksimuma çatana qədər davam edir. Sonra həyəcanlılıq artır, bu mərhələ birinci lifdə potensialın azalması prosesi ilə vaxtında üst-üstə düşür. Birinci lifdə membranın cüzi hiperpolyarizasiyası baş verdikdə həyəcanlılıq yenidən azalır.
Eyni vaxtda. N.-nin keçidi və. bəzən iki lif üzərində sinxronizasiyaya nail olmaq mümkün olurdu. Özünün olmasına baxmayaraq. N. sürət və. müxtəlif liflərdə fərqli, eyni zamanda. həyəcan kollektiv N. yarana bilər və. Özünsə. sürətlər eyni idi, sonra kollektiv impulsun daha aşağı sürəti var idi. Özündə nəzərəçarpacaq fərqlə. sürətlərin, kollektiv sürətin aralıq dəyəri var idi. Yalnız N. və. Sürətləri çox da fərqlənməyən sinxronizasiya edilə bilərdi.
Mat. Bu hadisənin təsviri j 1 və j 2 paralel iki lifin membran potensialları üçün ur-nes sistemi ilə verilir:
harada R 1 və R 2 - birinci və ikinci liflərin uzununa müqaviməti, R 3 -
xarici mühitin uzununa müqaviməti, g = R 1 R 2 + R 1 R 3 .
+ R 2 R 3 .
İon cərəyanları I 1 və I 2 sinir həyəcanının bu və ya digər modeli ilə təsvir edilə bilər.
Sadə analitikdən istifadə edərkən. model həlli izə gətirib çıxarır. şəkil. Bir lif həyəcanlandıqda, qonşuda alternativ membran potensialı yaranır: əvvəlcə lif hiperpolyarlaşır, sonra depolarizasiya olunur və nəhayət, yenidən hiperpolarizasiya olunur. Bu üç faza lifin həyəcanlılığının azalması, artması və yeni azalmasına uyğun gəlir. Parametrlərin normal dəyərlərində membran potensialının ikinci fazada depolarizasiyaya doğru sürüşməsi ərəfəyə çatmır, buna görə də həyəcanın qonşu lifə ötürülməsi baş vermir. Eyni vaxtda. iki liflərin həyəcanlanması, sistem (6) postda eyni sürətlə hərəkət edən iki N. və uyğun gələn birgə özünü oxşar həll etməyə imkan verir. bir-birindən məsafə. Yavaş N. və.Qabaqda varsa, o zaman sürətli impulsu yavaşlatır, onu irəli buraxmır; hər ikisi nisbətən aşağı sürətlə hərəkət edir. Əgər sürətli II qabaqdadırsa. və., sonra yavaş bir impuls çıxarır. Kollektiv sürətin özünə yaxın olduğu ortaya çıxır. sürətli impulsun sürəti. Mürəkkəb sinir strukturlarında, görünüşü avtomatik voleybol.
Həyəcanlı mühitlər. Bədəndəki sinir hüceyrələri sinir şəbəkələrinə birləşir, to-çovdar, liflərin budaqlanma tezliyindən asılı olaraq, nadir və sıx bölünür. Dep nadir şəbəkəsində. bir-birindən asılı olmayaraq həyəcanlanır və yuxarıda göstərildiyi kimi yalnız budaq qovşaqlarında qarşılıqlı əlaqədə olurlar.
Sıx bir şəbəkədə həyəcan eyni anda bir çox elementi əhatə edir ki, onların təfərrüatlı quruluşu və bir-biri ilə əlaqəsi əhəmiyyətsiz olur. Şəbəkə özünü davamlı həyəcanlı bir mühit kimi aparır, kəsilmənin parametrləri həyəcanın yaranması və yayılmasını müəyyən edir.
Həyəcanlı mühit üçölçülü ola bilər, baxmayaraq ki, daha çox iki ölçülü hesab olunur. K.-L-də yaranan həyəcan. səthində nöqtə, həlqəvari dalğa şəklində bütün istiqamətlərə yayılır. Həyəcan dalğası maneələrin ətrafında əyilə bilər, lakin onlardan əks oluna bilməz və mühitin hüdudlarından da əks olunmur. Dalğalar bir-biri ilə toqquşduqda onların qarşılıqlı məhvi baş verir; bu dalğalar həyəcan cəbhəsinin arxasında odadavamlı bölgənin olması səbəbindən bir-birindən keçə bilmir.
Həyəcanlı mühitə misal olaraq ürək sinir-əzələ sinsitiumunu göstərmək olar - sinir və əzələ liflərinin həyəcanı istənilən istiqamətdə ötürməyə qadir olan vahid keçirici sistemə birləşməsi. Sinir-əzələ sinsitiyası vahid idarəetmə mərkəzi - kardiostimulyator tərəfindən göndərilən həyəcan dalğasına tabe olaraq sinxron şəkildə büzülür. Vahid ritm bəzən pozulur, aritmiya baş verir. Bu rejimlərdən biri adlanır. atrial çırpınma: bunlar, məsələn, bir maneə ətrafında həyəcan dövranının səbəb olduğu avtonom sancılardır. yuxarı və ya aşağı damar. Belə bir rejimin baş verməsi üçün maneənin perimetri həyəcan dalğasının uzunluğundan çox olmalıdır, insan atriumunda ~ 5 sm-ə bərabərdir.Fluttering vaxtaşırı baş verdikdə. 3-5 Hz tezliyi ilə atrial daralma. Daha mürəkkəb həyəcan rejimi mədəciklərin fibrilasiyasıdır, dep. ürək əzələsinin elementləri xarici olmadan daralmağa başlayır. əmrlər və ~ 10 Hz tezliyi ilə qonşu elementlərlə əlaqə olmadan. Fibrilasiya qan dövranını dayandırır.
Həyəcanlı mühitin kortəbii fəaliyyətinin yaranması və saxlanması dalğa mənbələrinin yaranması ilə ayrılmaz şəkildə bağlıdır. Dalğaların ən sadə mənbəyi (spontan həyəcanlanan hüceyrələr) dövri təmin edə bilər. fəaliyyətin pulsasiyası, ürəyin kardiostimulyatoru belə qurulur.
Həyəcan mənbələri mürəkkəb məkanlar səbəbindən də yarana bilər. məsələn, həyəcan rejiminin təşkili. ən sadə həyəcanlı mühitdə görünən fırlanan spiral dalğa tipli reverberator. Başqa bir reverb növü müxtəlif həyəcan hədləri olan iki növ elementdən ibarət mühitdə baş verir; reverberator vaxtaşırı bu və ya digər elementləri həyəcanlandırır, onun hərəkət istiqamətini dəyişdirir və müstəvi dalğalar yaradır.
Üçüncü növ mənbə, refraktiv indeks və ya həyəcan həddi baxımından heterojen olan bir mühitdə görünən aparıcı mərkəzdir (exo mənbəyi). Bu zaman qeyri-homogenlikdə əks olunan dalğa (əks-səda) görünür. Belə dalğa mənbələrinin olması avtodalğalar nəzəriyyəsində öyrənilən mürəkkəb həyəcan rejimlərinin yaranmasına səbəb olur.
Yanan: Hodgkin A., Sinir impulsu, trans. ingilis dilindən., M., 1965; Katz B., Sinir, əzələ və sinaps, trans. İngilis dilindən, M., 1968; Xodorov BI, The problem of excitability, L., 1969; Tasaki I., Sinir həyəcanı, trans. ingilis dilindən., M., 1971; Markin V.S., Pastuşenko V.F., Çizmad-jev Yu.A., Həyəcanlı mühit nəzəriyyəsi, M., 1981. S. Markin.
NERNSTA TEOREMİ- eynilə Termodinamikanın üçüncü qanunu.
HERNSTA ETKİSİ(uzununa qalvanotermomaqnit effekti) - cərəyanın keçdiyi bir keçiricidəki görünüş j , magnda yerləşir. sahə H | j , temperatur gradienti T , cərəyan boyunca yönəldilmişdir j ; sahənin istiqaməti dəyişdikdə temperatur qradiyenti işarəni dəyişmir H əksinə (hətta təsir). 1886-cı ildə W. N. Nernst tərəfindən açılmışdır. cərəyanın (yük daşıyıcılarının axını) ötürülməsinin istilik axını ilə müşayiət olunması nəticəsində yaranır. Əslində, N. e. təmsil edir Peltier effekti nümunənin uclarında yaranan temperatur fərqi cərəyanla əlaqəli istilik axınının kompensasiyasına səbəb olduğu şəraitdə j , istilik keçiriciliyinə görə istilik axını. N. e. magn olmadıqda da müşahidə olunur. sahələri.
NERNSTA-ETTINGSHAUSEN ETKİSİ- elektrikin yaranması. sahələri E temperatur qradiyenti olan dirijorda ne T
,
magn-a perpendikulyar istiqamətdə. sahə H
.
Eninə və uzununa təsirlər var.
Xaç H.-E. NS. elektrik görünüşündən ibarətdir. sahələri E yox |
(potensial fərq V yox |
) perpendikulyar istiqamətdə H
və T
... magn yoxluğunda. termoelektrik sahələr sahə temperatur qradiyenti tərəfindən yaradılan yük daşıyıcılarının axını kompensasiya edir və kompensasiya yalnız ümumi cərəyan üçün baş verir: orta (isti) enerjidən yüksək enerjiyə malik elektronlar nümunənin isti ucundan soyuq ucuna keçir, orta (soyuq) daha aşağı bir enerji ilə elektronlar, - əks istiqamətdə. Lorentz qüvvəsi bu daşıyıcı qruplarını perpendikulyar istiqamətə yönəldir T
və magn. sahə, müxtəlif istiqamətlərdə; əyilmə bucağı (Hall bucağı) müəyyən bir daşıyıcı qrupunun τ relaksasiya vaxtı ilə müəyyən edilir, yəni t enerjidən asılıdırsa, isti və soyuq daşıyıcılar üçün fərqlənir. Bu zaman soyuq və isti daşıyıcıların eninə istiqamətdə cərəyanları ( |
T
və |
H
) bir-birini kompensasiya edə bilməz. Bu, sahənin görünüşünə səbəb olur E |
yox ,
dəyəri ümumi cərəyanın 0 bərabərliyi şərtindən müəyyən edilir j = 0.
Sahənin böyüklüyü E |
ne asılıdır T, H və əmsalı ilə xarakterizə olunan maddənin xassələri. Nernst-Ettingsha-usena N |
:
V yarımkeçiricilər Təsiri altında T müxtəlif işarəli yük daşıyıcıları bir istiqamətdə və maqn. sahə əks istiqamətlərə əyilir. Nəticə etibarı ilə əks işarələrin yükləri ilə yaradılmış Nernst - Ettingshausen sahəsinin istiqaməti daşıyıcıların işarəsindən asılı deyil. Bu, mahiyyətcə eninə N.-E-ni fərqləndirir. NS. -dan Hall effekti, burada Zal sahəsinin istiqaməti əks işarəli yüklər üçün fərqlidir.
Kofdan bəri. N |
daşıyıcıların relaksasiya vaxtının t enerjisindən asılılığı ilə müəyyən edilir, onda N.-E. NS. mexanizm həssasdır yük daşıyıcılarının səpələnməsi. Yük daşıyıcılarının səpələnməsi maqnitlərin təsirini azaldır. sahələri. Əgər t ~, onda üçün r> 0 isti daşıyıcılar soyuqdan daha az səpələnir və sahənin istiqaməti E |
ne magn-da sapma istiqaməti ilə müəyyən edilir. isti media sahəsi. At r < 0 направление E |
ne əksdir və soyuq daşıyıcılarla müəyyən edilir.
V metallar, burada cərəyan ~ diapazonunda enerjili elektronlar tərəfindən aparılır kT yaxın Fermi səthləri, böyüklük N |
törəmə ilə verilir d t / d.
Fermi səthində = const (adətən metallar üçün N |
> 0, lakin, məsələn, mis N |
< 0).
N.-E. ölçmələr NS. yarımkeçiricilərdə müəyyən etməyə imkan verir r, yəni t () funksiyasını bərpa edin. Adətən öz ərazisində yüksək temp-pax. yarımkeçirici keçiricilik N |
<
0 optik üzərində daşıyıcıların səpələnməsinə görə. fononlar. Temperaturun azalması ilə bir sahə ilə N |
> 0, çirkin keçiriciliyinə və daşıyıcının səpilməsinə uyğundur Ch. arr. fononlarda ( r< < 0). При ещё более низких T ionlaşmalarla səpilmə üstünlük təşkil edir. ilə çirkləri N |
< 0 (r > 0).
Zəif magn. sahələr (t ilə w<< 1, где w с - siklotron tezliyi daşıyıcılar) N |
asılı deyil H... Güclü sahələrdə (w c t >> 1) əmsal. N |
nisbət. 1/ H 2. Anizotrop keçiricilərdə əmsal. N |
-
tenzor. Məbləğinə görə N |
elektronların fotonlarla daxil olmasına təsir göstərir (artır N |
),
Fermi səthinin anizotropiyası və s.
Uzunlamasına H.-E. E. elektrik zənginin meydana çıxmasından ibarətdir. sahələri E || ne (potensial fərq V || ne) birlikdə T
iştirakı ilə H
|
T
... O vaxtdan bəri T
termoelektrik var. sahə E a =
a T
,
burada a əmsalıdır. termoelektrik trich. sahələri, meydana gəlməsini tamamlayacaq. boyunca sahələr T
sahənin dəyişdirilməsinə bərabərdir E a .
magn tətbiq edərkən. sahələr:
Magn. elektronların trayektoriyalarını əyən sahə (yuxarıya bax), onların orta sərbəst yolunu azaldır l istiqamətində T . Orta sərbəst yol (relaksasiya vaxtı t) elektron enerjisindən asılı olduğundan, azalma l isti və soyuq daşıyıcılar üçün eyni deyil: həmin qrup üçün azdır, kəsik üçün t azdır. Beləliklə, magn. sahə enerji ötürülməsində sürətli və yavaş daşıyıcıların rolunu dəyişdirir və termoelektrik. enerji ötürülməsi zamanı yükün olmamasını təmin edən sahə dəyişməlidir. Bu halda əmsal. N || daşıyıcının səpilmə mexanizmindən də asılıdır. Termoelektrik τ daşıyıcı enerjinin artması ilə azalırsa (akustik fononlarla daşıyıcıların səpilməsi zamanı) cərəyan artır və ya τ artdıqca (çirklərlə səpilmədə) artarsa azalır. Müxtəlif enerjili elektronlar eyni t-yə malikdirsə, təsir yox olur ( N|| = 0). Buna görə də, ötürmə proseslərində iştirak edən elektronların enerji diapazonunun kiçik olduğu metallarda (~ kT), N || kiçik: İki növ daşıyıcısı olan yarımkeçiricidə N ||~ ~ g / kT. Aşağı temp-pax-da N|| elektronların fononlarla sürüklənməsinin təsiri ilə də arta bilər. Güclü magn. sahələr tam termoelektrik. sahəsində magn. sahə "doymuşdur" və daşıyıcının səpilmə mexanizmindən asılı deyil. Ferromaqnitdə. metallar N.-E. NS. spontan maqnitləşmənin olması ilə bağlı xüsusiyyətlərə malikdir.
Sinir lifi boyunca yayılan və elektrikdə özünü göstərən həyəcan dalğası. (fəaliyyət potensialı), ion, mexaniki, istilik. və digər dəyişikliklər. Periferiyadan məlumat ötürülməsini təmin edir. daxili sinir mərkəzlərinə reseptor ucları ...... Bioloji ensiklopedik lüğət
Sinir impulsu- Fəaliyyət Potensialına baxın. Psixologiya. A Ya. Lüğət istinad kitabı / Per. ingilis dilindən K. S. Tkaçenko. M .: ƏDALƏTLİ MƏTBUAT. Mike Cordwell. 2000... Böyük psixoloji ensiklopediya
Sinir impulsu sinir lifi boyunca yayılan elektrik impulsudur. Sinir impulslarının ötürülməsinin köməyi ilə neyronlar arasında məlumat mübadiləsi aparılır və məlumat neyronlardan bədənin digər toxumalarının hüceyrələrinə ötürülür. Əsəbi ... ... Vikipediya
Neyronların stimullaşdırılmasına cavab olaraq sinir lifi boyunca yayılan həyəcan dalğası. Məlumatın reseptorlardan mərkəzə ötürülməsini təmin edir sinir sistemi və ondan icra orqanlarına (əzələlər, bezlər). Əsəb keçirmə ...... ensiklopedik lüğət
Sinir impulsu- neyronların stimullaşdırılmasına cavab olaraq sinir lifləri və sinir hüceyrələrinin bədəni boyunca yayılan və reseptorlardan mərkəzi sinir sisteminə və ondan icra orqanlarına (əzələlər, ...) siqnal ötürməyə xidmət edən həyəcan dalğası. ... Müasir təbiət elminin başlanğıcı
sinir impulsu- sinir impuls statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Jaudinimo banga, plintanti nerviniu audiniu. Atsiranda padirginus nervų ląsteles. Perduoda siqnalus iš jautriųjų periferinių sinirų galūnių (reseptorių) į centrinę sinirų…… İdman termini žodynas
Sinir impulsuna baxın ... Böyük Sovet Ensiklopediyası
Sinir impulsu- impulsa baxın (4) ... İzahlı lüğət psixologiyada
