Bir kişi vücudumuzda bir tür koordinatör görevi görür. Beyinden gelen komutları kaslara, organlara, dokulara iletir ve onlardan gelen sinyalleri işler. Bir tür veri taşıyıcısı olarak bir sinir impulsu kullanılır. Neyi temsil ediyor? Hangi hızda çalışıyor? Bu ve bir dizi başka soru bu makalede cevaplanabilir.

Sinir impulsu nedir?

Bu, nöronların tahrişine yanıt olarak lifler boyunca yayılan uyarma dalgasının adıdır. Bu mekanizma sayesinde çeşitli reseptörlerden merkezi sinir sistemine bilgi iletilir. Ve ondan sırayla farklı organlara (kaslar ve bezler). Ama fizyolojik düzeyde bu süreç nedir? Bir sinir impulsunun iletilme mekanizması, nöronların zarlarının elektrokimyasal potansiyellerini değiştirebilmesidir. Ve bizi ilgilendiren süreç sinapslar alanında gerçekleşir. Bir sinir impulsunun hızı saniyede 3 ila 12 metre arasında değişebilir. Bunun hakkında ve onu etkileyen faktörler hakkında daha ayrıntılı olarak daha sonra konuşacağız.

Yapı ve işin incelenmesi

İlk kez, bir sinir impulsunun geçişi Alman bilim adamları E. Goering ve G. Helmholtz tarafından örnek olarak bir kurbağa kullanılarak gösterildi. Aynı zamanda, biyoelektrik sinyalin daha önce belirtilen hızda yayıldığı bulundu. Genel olarak, bu özel yapı nedeniyle mümkündür.Bazı yönlerden bir elektrik kablosuna benzerler. Yani, onunla paraleller çizersek, iletkenler aksonlardır ve yalıtkanlar onların miyelin kılıflarıdır (birkaç katmana sarılmış Schwann hücresinin zarıdır). Ayrıca, sinir impulsunun hızı öncelikle liflerin çapına bağlıdır. İkinci en önemli şey, elektrik yalıtımının kalitesidir. Bu arada vücut, malzeme olarak dielektrik özelliklere sahip miyelin lipoproteini kullanır. Ceteris paribus, tabakası ne kadar büyük olursa, sinir uyarıları o kadar hızlı geçer. Şu anda bile bu sistemin tam olarak araştırıldığı söylenemez. Sinirler ve dürtülerle ilgili çoğu şey hala bir gizem ve araştırma konusu olmaya devam ediyor.

Yapının özellikleri ve işleyişi

Bir sinir impulsunun yolu hakkında konuşursak, lifin tüm uzunluğu boyunca kaplanmadığına dikkat edilmelidir. Tasarım özellikleri, mevcut durumun, bir elektrik kablosunun çubuğuna (bu durumda akson üzerinde olmasına rağmen) sıkıca gerilmiş yalıtkan seramik manşonların oluşturulmasıyla en iyi şekilde karşılaştırılabileceği şekildedir. Sonuç olarak, iyon akımının aksondan çevreye güvenli bir şekilde akabileceği (veya tam tersi) küçük, yalıtılmamış elektrik bölümleri vardır. Bu membranı tahriş eder. Sonuç olarak, izole olmayan alanlarda üreme meydana gelir. Bu sürece Ranvier'in kesişimi denir. Böyle bir mekanizmanın varlığı, sinir impulsunun çok daha hızlı yayılmasını mümkün kılar. Bunu örneklerle konuşalım. Böylece, çapı 10-20 mikron arasında değişen kalın bir miyelinli lif içinde sinir impulsunun iletim hızı saniyede 70-120 metredir. Optimal olmayan bir yapıya sahip olanlar için ise bu rakam 60 kat daha azdır!

Nerede oluşturulurlar?

Sinir uyarıları nöronlardan kaynaklanır. Bu tür "mesajlar" oluşturma yeteneği, ana özelliklerinden biridir. Sinir impulsu, aynı tip sinyallerin aksonlar boyunca hızla yayılmasını sağlar. uzun mesafe. Bu nedenle, bu en önemli araç içinde bilgi alışverişi için organizma. Tahriş ile ilgili veriler, tekrarlanma sıklığı değiştirilerek iletilir. Burada, bir saniyede yüzlerce sinir uyarısını sayabilen karmaşık bir süreli yayın sistemi çalışıyor. Biraz benzer bir ilkeye göre, çok daha karmaşık olmasına rağmen, bilgisayar elektroniği çalışır. Böylece, sinir uyarıları nöronlarda ortaya çıktığında, belirli bir şekilde kodlanırlar ve ancak o zaman iletilirler. Bu durumda, bilgiler, dizinin farklı bir numarasına ve doğasına sahip özel "paketler" halinde gruplanır. Bütün bunlar, elektroensefalogram sayesinde kaydedilebilen beynimizin ritmik elektriksel aktivitesinin temelidir.

hücre türleri

Bir sinir impulsunun geçiş sırası hakkında konuşurken, elektrik sinyallerinin iletiminin gerçekleştiği (nöronlar) göz ardı edilemez. Yani onlar sayesinde vücudumuzun farklı bölümleri bilgi alışverişinde bulunur. Yapılarına ve işlevlerine bağlı olarak üç tip ayırt edilir:

1. Alıcı (hassas). Tüm sıcaklık, kimyasal, ses, mekanik ve ışık uyaranlarını kodlar ve sinir uyarılarına dönüştürürler.
2. Plug-in (iletken veya kapatma olarak da adlandırılır). Dürtüleri işlemeye ve değiştirmeye hizmet ederler. Çoğu insan beyninde ve omuriliğinde bulunur.
3. Efektör (motor). Belirli eylemleri gerçekleştirmek için merkezi sinir sisteminden komutlar alırlar (parlak güneşte, elinizle gözlerinizi kapatın, vb.).

Her nöronun bir hücre gövdesi ve bir süreci vardır. Vücuttaki bir sinir impulsunun yolu tam olarak ikincisi ile başlar. Şubeler iki çeşittir:

1. Dendritler. Üzerlerinde bulunan reseptörlerin tahrişini algılama işlevi ile görevlendirilirler.
2. Aksonlar. Onlar sayesinde sinir uyarıları hücrelerden çalışma organına iletilir.

Hücreler tarafından bir sinir impulsunun iletilmesi hakkında konuşurken, ilginç bir noktadan bahsetmemek zor. Yani onlar dinlenirken, diyelim ki sodyum-potasyum pompası, iyonları içeride tatlı su ve dışarıda tuzlu etki yaratacak şekilde hareket ettirmekle meşgul. Membran boyunca ortaya çıkan potansiyel farkın dengesizliğinden dolayı 70 milivolta kadar gözlemlenebilir. Kıyaslamak gerekirse, bu normalin %5'i kadardır.Fakat hücrenin durumu değişir değişmez, ortaya çıkan denge bozulur ve iyonlar yer değiştirmeye başlar. Bu, bir sinir impulsunun yolu içinden geçtiğinde olur. İyonların aktif etkisinden dolayı bu harekete aksiyon potansiyeli de denir. Belli bir değere ulaştığında ise ters işlemler başlar ve hücre dinlenme durumuna geçer.

Aksiyon potansiyeli hakkında

Bir sinir impulsunun dönüşümü ve yayılması hakkında konuşurken, saniyede sefil milimetre olabileceğine dikkat edilmelidir. O zaman elden beyne giden sinyaller dakikalar içinde ulaşacaktı ki bu hiç de iyi bir şey değil. Bu, daha önce tartışılan miyelin kılıfın aksiyon potansiyelini güçlendirmedeki rolünü oynadığı yerdir. Ve tüm "geçişleri", yalnızca sinyal iletim hızı üzerinde olumlu bir etkiye sahip olacak şekilde yerleştirilir. Böylece, bir dürtü, bir akson gövdesinin ana bölümünün sonuna ulaştığında, ya bir sonraki hücreye ya da (beyin hakkında konuşursak) çok sayıda nöron dalına iletilir. İkinci durumlarda, biraz farklı bir ilke çalışır.

Beyinde her şey nasıl çalışır?

Merkezi sinir sistemimizin en önemli bölümlerinde hangi sinir uyarı iletim dizisinin çalıştığından bahsedelim. Burada nöronlar komşularından sinaps adı verilen küçük boşluklarla ayrılırlar. Aksiyon potansiyeli onları geçemez, bu yüzden bir sonraki sinir hücresine ulaşmanın başka bir yolunu arar. Her işlemin sonunda presinaptik vezikül adı verilen küçük kesecikler bulunur. Her birinin özel bileşikleri vardır - nörotransmiterler. Bir aksiyon potansiyeli onlara ulaştığında, keselerden moleküller salınır. Sinapsı geçerler ve zar üzerinde bulunan özel moleküler reseptörlere bağlanırlar. Bu durumda denge bozulur ve muhtemelen yeni bir aksiyon potansiyeli ortaya çıkar. Bu henüz kesin olarak bilinmiyor, nörofizyologlar konuyu bu güne kadar inceliyorlar.

Nörotransmitterlerin çalışması

Sinir uyarılarını ilettikleri zaman, onlara ne olacağına dair birkaç seçenek vardır:

1. Yayılacaklar.
2. kimyasal bozulmaya maruz kalır.
3. Baloncuklarına geri dönün (buna yeniden yakalama denir).

20. yüzyılın sonunda şaşırtıcı bir keşif yapıldı. Bilim adamları, nörotransmitterleri etkileyen ilaçların (ayrıca serbest bırakılmaları ve geri alınmaları gibi) bir kişinin zihinsel durumunu temelden değiştirebileceğini öğrendiler. Örneğin, Prozac gibi bir dizi antidepresan, serotoninin geri alımını bloke eder. Beyin nörotransmitter dopaminindeki bir eksikliğin Parkinson hastalığından sorumlu olduğuna inanmak için bazı nedenler var.

Şimdi sınırdaki durumları inceleyen araştırmacılar insan ruhu tüm bunların insan zihnini nasıl etkilediğini anlamaya çalışmak. Bu arada, böyle temel bir soruya bir cevabımız yok: Bir nöronun aksiyon potansiyeli yaratmasına ne sebep olur? Şimdiye kadar, bu hücreyi "fırlatma" mekanizması bizim için bir sır. Bu bilmece açısından özellikle ilginç olan, ana beyindeki nöronların çalışmasıdır.

Kısacası komşuları tarafından gönderilen binlerce nörotransmitter ile çalışabilirler. Bu tür dürtülerin işlenmesi ve entegrasyonu ile ilgili ayrıntılar bizim için neredeyse bilinmiyor. Her ne kadar birçok araştırma grubu bunun üzerinde çalışıyor olsa da. Şu anda, alınan tüm dürtülerin entegre olduğu ve nöronun bir karar verdiği ortaya çıktı - aksiyon potansiyelini sürdürmek ve daha fazla iletmek için gerekli olup olmadığına. İnsan beyninin işleyişi bu temel sürece dayanmaktadır. O halde bu bilmecenin cevabını bilmememiz şaşırtıcı değil.

Bazı teorik özellikler

Makalede "sinir impulsu" ve "aksiyon potansiyeli" eş anlamlı olarak kullanılmıştır. Teorik olarak bu doğrudur, ancak bazı durumlarda bazı özellikleri dikkate almak gerekir. Bu nedenle, ayrıntılara girerseniz, aksiyon potansiyeli sinir uyarısının yalnızca bir parçasıdır. Bilimsel kitapların ayrıntılı bir incelemesi ile, bunun sadece zarın yükünün pozitiften negatife ve tersinin değişmesi olduğunu öğrenebilirsiniz. Bir sinir impulsu, karmaşık bir yapısal ve elektrokimyasal süreç olarak anlaşılır. Nöron zarı boyunca gezici bir değişim dalgası gibi yayılır. Bir aksiyon potansiyeli, bir sinir impulsundaki sadece elektriksel bir bileşendir. Membranın yerel bir bölümünün yükü ile meydana gelen değişiklikleri karakterize eder.

Sinir uyarıları nerede oluşturulur?

Yolculuklarına nereden başlıyorlar? Bu sorunun cevabı, uyarılma fizyolojisini özenle inceleyen herhangi bir öğrenci tarafından verilebilir. Dört seçenek vardır:

1. Bir dendritin alıcı sonu. Varsa (ki bu bir gerçek değil), önce bir jeneratör potansiyeli ve ardından bir sinir impulsu yaratacak yeterli bir uyaranın varlığı mümkündür. Ağrı reseptörleri de benzer şekilde çalışır.
2. Uyarıcı sinaps zarı. Kural olarak, bu yalnızca güçlü tahriş veya bunların toplamının varlığında mümkündür.
3. Dentridin tetik bölgesi. Bu durumda, bir uyarana yanıt olarak lokal uyarıcı postsinaptik potansiyeller oluşur. Ranvier'in ilk düğümü miyelinli ise, o zaman onun üzerinde toplanırlar. Membranın duyarlılığı artan bir bölümünün varlığından dolayı, burada bir sinir impulsu meydana gelir.
4. Akson tepesi. Aksonun başladığı yerin adıdır. Tümsek, bir nöron üzerinde en sık oluşturulan dürtülerdir. Daha önce düşünülen diğer tüm yerlerde, bunların ortaya çıkma olasılığı çok daha düşüktür. Bunun nedeni, burada zarın duyarlılığının artmasının yanı sıra azaltılmış bir duyarlılığı olmasıdır.Bu nedenle, çok sayıda uyarıcı postsinaptik potansiyelin toplamı başladığında, her şeyden önce tepecik onlara tepki verir.

Yayılan bir uyarma örneği

Tıbbi açıdan hikaye bazı noktaların yanlış anlaşılmasına neden olabilir. Bunu ortadan kaldırmak için, belirtilen bilgiyi kısaca gözden geçirmeye değer. Örnek olarak bir ateşi ele alalım.

Geçen yazın haber bültenlerini tekrar düşünün (yakında tekrar duyabilirsiniz). Yangın yayılıyor! Aynı zamanda yanan ağaçlar ve çalılar yerlerinde kalır. Ancak yangının önü, yangının olduğu yerden daha da uzağa gider. Sinir sistemi de aynı şekilde çalışır.

Başlamış olan sinir sisteminin heyecanını yatıştırmak çoğu zaman gereklidir. Ancak yangın durumunda olduğu gibi bunu yapmak o kadar kolay değil. Bunu yapmak için, nöronun çalışmasına yapay müdahale yapılır ( tıbbi amaçlar) veya çeşitli fizyolojik araçlar kullanın. Bu, ateşe su dökmeye benzetilebilir.

Sinaptik iletim, beyin hücrelerinin etkileşimidir.

Nöronlar, lifleri boyunca hareket eden elektrokimyasal bozulmalar üretir. Sinir impulsları veya aksiyon potansiyelleri olarak adlandırılan bu rahatsızlıklar, sinir hücresi zarı boyunca küçük elektrik akımları tarafından üretilir. Nöronlar, bilginin kodlandığı sıra ve sürede saniyede bine kadar aksiyon potansiyeli üretebilir.

Sinir uyarıları - sinir lifleri boyunca iletilen elektrokimyasal bozukluklar; onlar aracılığıyla nöronlar birbirleriyle ve vücudun geri kalanıyla etkileşime girer. Sinir uyarılarının elektriksel doğası, küçük bir boşlukla ayrılmış iki katmandan oluşan hücre zarının yapısı tarafından belirlenir. Membran ayrıca bir kapasitör görevi görür - birikir elektrik şarjı, iyonları kendi üzerinde toplar ve direnç olarak akımı bloke eder. Dinlenme halindeki bir nöronda, zarın iç yüzeyi boyunca negatif yüklü iyon bulutu ve dış yüzey boyunca pozitif iyon bulutu oluşur.

Bir nöron, aktive edildiğinde bir sinir impulsu yayar ("üretir" olarak da adlandırılır). Diğer hücrelerden alınan sinyallere yanıt olarak ortaya çıkar ve zarın potansiyel farkındaki kısa bir ters değişikliktir: içeride bir an için pozitif olarak yüklenir, ardından hızla bir dinlenme durumuna geri döner. Bir sinir impulsu sırasında, bir sinir hücresinin zarı belirli tipteki iyonların içeri girmesine izin verir. İyonlar elektrik yüklü olduğundan, hareketleri zardan geçen bir elektrik akımıdır.

istirahat halindeki nöronlar. Nöronların içinde iyonlar vardır, ancak nöronların kendileri diğer konsantrasyonlardaki iyonlarla çevrilidir. Partiküllerin yüksek konsantrasyonlu bir alandan düşük konsantrasyonlu bir alana hareket etmesi doğaldır, ancak sinir hücresi zarı temelde geçirimsiz olduğu için bu hareketi engeller.

Bazı iyonların zarın dışında, bazılarının ise içeride olduğu ortaya çıktı. Sonuç olarak, zarın dış yüzeyi pozitif, iç yüzeyi ise negatif olarak yüklenir. Membran böylece polarize olur.

Her şey bir kalamarla başladı. Aksiyon potansiyelinin mekanizması - hücre zarındaki uyarma dalgaları - 1950'lerin başında, dev bir kalamarın aksonlarına yerleştirilen mikroelektrotlarla yapılan klasik bir deneyde keşfedildi. Bu deneyler, aksiyon potansiyelinin, iyonların zar boyunca art arda hareketleriyle üretildiğini kanıtladı.

Aksiyon potansiyelinin ilk aşamasında, zar kısaca sodyum iyonlarına karşı geçirgen hale gelir ve hücreyi doldurur. Bu, hücrenin depolarizasyonuna neden olur - zardaki potansiyel fark tersine çevrilir ve zarın iç yüzeyi pozitif olarak yüklenir. Bunu takiben potasyum iyonları hızla hücreyi terk eder ve zarın potansiyel farkı eski haline döner. Potasyum iyonlarının içeri girmesi, zar üzerindeki yükü dinlenme durumundan daha negatif hale getirir ve böylece hücre hiperpolarize olur. Sözde refrakter periyot sırasında, nöron bir sonraki aksiyon potansiyelini üretemez, ancak hızla dinlenme durumuna geri döner.

Aksiyon potansiyelleri, aksonun hücre gövdesinden dışarı çıktığı akson tepeciği adı verilen bir yapıda üretilir. Aksiyon potansiyelleri akson boyunca hareket eder, çünkü lifin bir segmentinin depolarizasyonu, bitişik olanın depolarizasyonuna neden olur. Bu depolarizasyon dalgası hücre gövdesinden uzaklaşır ve sinir hücresinin terminaline ulaştığında nörotransmitterlerin salınmasına neden olur.

Tek bir darbe saniyenin binde biri kadar sürer; Nöronlar, bilgileri kesin olarak zamanlanmış bir dürtü dizisiyle (ani deşarjlar) kodlar, ancak bilginin tam olarak nasıl kodlandığı hala belirsizdir. Nöronlar genellikle diğer hücrelerden gelen sinyallere tepki olarak aksiyon potansiyellerini ateşlerler, fakat aynı zamanda herhangi bir harici sinyal olmadan da ateşlenirler. Bazal titreşimlerin veya spontan aksiyon potansiyellerinin frekansı, farklı nöron tiplerinde değişiklik gösterir ve diğer hücrelerin sinyallerine bağlı olarak değişebilir.

Çok azı geçecek. İyonlar, sinir hücresi zarını iyon kanalları adı verilen fıçı şeklindeki proteinler aracılığıyla geçer. Membrana nüfuz ederler ve gözeneklerden oluşurlar. İyon kanalları, zarın potansiyel farkındaki değişiklikleri algılayan sensörlere sahiptir ve bu değişikliklere tepki olarak açılıp kapanırlar.

İnsan nöronları bir düzineden fazla içerir farklı şekiller bu tür kanallar ve her biri yalnızca bir tür iyondan geçer. Aksiyon potansiyeli sırasında tüm bu iyon kanallarının aktivitesi sıkı bir şekilde düzenlenir. Belli bir sırayla açılır ve kapanırlar - böylece nöronlar, diğer hücrelerden alınan sinyallere yanıt olarak sinir uyarıları dizileri üretebilir.

Ohm kanunu.
Ohm yasası, beynin elektriksel özelliklerinin girdi ile nasıl değiştiğini açıklar. Sinir hücresi zarının potansiyel farkı (voltajı), direnci ve içinden geçen akım arasındaki ilişkiyi tanımlar. Bu ilişkiye göre, akım membran voltajıyla doğru orantılıdır ve I = U/R denklemi ile tanımlanır, burada I elektrik akımıdır, U potansiyel farktır ve R dirençtir.

Usain Bolt'tan daha hızlı.
Omurilik ve beynin aksonları, oligodendrosit adı verilen beyin hücreleri tarafından üretilen kalın miyelin dokusu tarafından izole edilir. Oligodendrositin birkaç dalı vardır ve her biri, başka bir nörona ait bir aksonun küçük bir parçasının etrafına tekrar tekrar sarılmış büyük, düz bir miyelin tabakasından oluşur. Tüm aksonun uzunluğu boyunca miyelin kılıfı düzensizdir: düzenli aralıklarla kesintiye uğrar ve bu kesintilerin noktalarına Ranvier düğümleri denir. İyon kanalları tam bu noktalarda kalınlaşarak aksiyon potansiyellerinin bir kesişim noktasından diğerine sıçramasını sağlar. Bu, akson boyunca aksiyon potansiyellerinin tüm hareket sürecini hızlandırır - 100 m / s'ye kadar bir hızda gerçekleşir.

Motor nöron.

Kas kasılması şu şekilde kontrol edilir: Büyük bir sayı motor nöronlar- gövdeleri omurilikte bulunan sinir hücreleri ve uzun dallar - aksonlar motor sinirin bir parçası olarak kasa yaklaşırlar. Kasaya giren akson, evlere bağlı elektrik telleri gibi, her biri ayrı bir life bağlı olan birçok dala ayrılır.Böylece bir motor nöron, bütün bir lif grubunu (sözde nöromotor ünite) bir bütün olarak çalışır.

Kas birçok nöromotor üniteden oluşur ve tüm kütlesi ile değil, kasılma gücünü ve hızını düzenlemenize izin veren kısımlarda çalışabilir.

Bir nöron hücresinin daha detaylı yapısını ele alalım.

Sinir sisteminin yapısal ve işlevsel birimi sinir hücresidir. nöron.

nöronlar- bilgi alma, işleme, iletme ve depolama, uyaranlara tepki düzenleme, diğer nöronlar, organ hücreleri ile temas kurma yeteneğine sahip özel hücreler.

Nöron, 3 ila 130 mikron çapında bir çekirdek içeren bir gövdeden oluşur. büyük miktar nükleer gözenekler) ve organeller (aktif ribozomlara sahip oldukça gelişmiş bir kaba endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı dahil) ve ayrıca süreçlerden. İki tür sürgün vardır: dendritler ve aksonlar. Nöron, süreçlerine giren gelişmiş ve karmaşık bir hücre iskeletine sahiptir. Hücre iskeleti hücrenin şeklini korur, iplikleri organellerin ve zar veziküllerinde paketlenmiş maddelerin (örneğin nörotransmiterler) taşınması için "raylar" görevi görür.

Dendritler- diğer nöronlardan, reseptör hücrelerden veya doğrudan dış uyaranlardan gelen sinyalleri algılayan dallara ayrılan kısa süreçler. Dendrit, sinir uyarılarını nöronun gövdesine iletir.

aksonlar- bir nöronun vücudundan uyarma yapmak için uzun bir süreç.

Bir nöronun benzersiz yetenekleri şunlardır:

- elektrik yükleri üretme yeteneği
- özel sonlar kullanarak bilgi iletmek -sinapslar.

Sinir dürtüsü.

Peki, bir sinir impulsunun iletimi nasıl gerçekleşir?
Bir nöronun uyarımı belirli bir eşik değerini aşarsa, uyarı noktasında nöron boyunca yayılan bir dizi kimyasal ve elektriksel değişiklik meydana gelir. İletilen elektriksel değişiklikler denir sinir dürtüsü.

Nöronun direnci nedeniyle yavaş yavaş zayıflayacak ve yalnızca kısa bir mesafeyi aşabilecek basit bir elektrik boşalmasının aksine, çok daha yavaş "çalışan" bir sinir impulsu, yayılma sürecinde sürekli olarak restore edilir (yenilenir).
İyonların (elektrik yüklü atomlar) - esas olarak sodyum ve potasyumun yanı sıra organik maddeler - nöronun dışındaki ve içindeki konsantrasyonları aynı değildir, bu nedenle hareketsiz durumdaki sinir hücresi içeriden negatif ve dışarıdan pozitif olarak yüklenir. ; sonuç olarak, hücre zarında bir potansiyel farkı ortaya çıkar ("dinlenme potansiyeli" olarak adlandırılan yaklaşık -70 milivolttur). Hücre içindeki negatif yükü ve dolayısıyla zar boyunca potansiyel farkı azaltan herhangi bir değişikliğe denir. depolarizasyon.
Bir nöronu çevreleyen plazma zarı, lipidler (yağlar), proteinler ve karbonhidratlardan oluşan karmaşık bir oluşumdur. İyonlara karşı pratik olarak geçirimsizdir. Ancak zardaki bazı protein molekülleri, belirli iyonların geçebileceği kanallar oluşturur. Ancak iyonik kanallar adı verilen bu kanallar her zaman açık değildir, tıpkı kapılar gibi açılıp kapanabilirler.
Bir nöron uyarıldığında, sodyum iyonlarının hücreye girmesi nedeniyle uyarı noktasında bazı sodyum (Na +) kanalları açılır. Bu pozitif yüklü iyonların akışı, kanal bölgesindeki zarın iç yüzeyinin negatif yükünü azaltır, bu da voltajda keskin bir değişiklik ve bir deşarjın eşlik ettiği depolarizasyona yol açar - sözde. "aksiyon potansiyeli", yani. sinir dürtüsü. Sodyum kanalları daha sonra kapanır.
Birçok nöronda depolarizasyon potasyum (K+) kanallarının açılmasına neden olarak potasyum iyonlarının hücre dışına çıkmasına neden olur. Bu pozitif yüklü iyonların kaybı, zarın iç yüzeyindeki negatif yükü tekrar arttırır. Potasyum kanalları daha sonra kapanır. Diğer zar proteinleri de çalışmaya başlar - sözde. Na + 'nın hücreden ve K + 'nın hücreye hareketini sağlayan potasyum-sodyum pompaları, potasyum kanallarının aktivitesi ile birlikte stimülasyon noktasında ilk elektrokimyasal durumu (dinlenme potansiyeli) geri yükler.
Stimülasyon noktasındaki elektrokimyasal değişiklikler, zarın bitişik noktasında depolarizasyona neden olarak, aynı değişiklik döngüsünü tetikler. Bu süreç sürekli olarak tekrarlanır ve depolarizasyonun meydana geldiği her yeni noktada, bir önceki noktada olduğu gibi aynı büyüklükte bir dürtü doğar. Böylece yenilenen elektrokimyasal döngü ile birlikte sinir impulsu nöron boyunca noktadan noktaya yayılır.

Sinir impulsunun nörondan nasıl geçtiğini anladık, şimdi de dürtünün aksondan kas lifine nasıl iletildiğini anlayalım.

Sinaps.

Akson, aksonun çıkıntılarından ve hücre lifinin sitoplazmasından oluşan özel ceplerde kas lifinde bulunur.
Aralarında bir nöromüsküler sinaps oluşur.

sinir-kas kavşağı- motor nöronun aksonu ile kas lifi arasındaki sinir ucu.

1. Akson.
2. Hücre zarı.
3. Aksonun sinaptik vezikülleri.
4. Reseptör proteini.
5. Mitokondri.

Sinaps üç bölümden oluşur:
1) bir aracı ile sinaptik veziküller (veziküller) içeren bir presinaptik (bağış yapan) eleman
2) sinaptik yarık (iletim yarığı)
3) aracının postsinaptik zar ile etkileşimini sağlayan reseptör proteinleri ve aracıyı yok eden veya etkisiz hale getiren enzim proteinleri içeren postsinaptik (algılayıcı) bir eleman.

presinaptik eleman- sinir uyarısı veren bir element.
postsinaptik eleman- sinir impulsu alan bir element.
sinaptik yarık- bir sinir impulsunun iletiminin gerçekleştiği boşluk.

Aksiyon potansiyeli (sodyum ve potasyum iyonlarının neden olduğu bir transmembran akımı) şeklindeki bir sinir impulsu sinapsa "geldiğinde", kalsiyum iyonları presinaptik elemente girer.

arabulucu– sinir uçları tarafından salgılanan ve sinapsta bir sinir uyarısını ileten biyolojik olarak aktif bir madde. İmpulsları bir kas lifine iletmek için bir nörotransmitter kullanılır. – asetilkolin.

Kalsiyum iyonları, baloncukların yırtılmasını ve mediatörün sinaptik yarığa salınmasını sağlar. Sinaptik yarıktan geçtikten sonra, nörotransmiter postsinaptik zardaki reseptör proteinlerine bağlanır. Bu etkileşimin bir sonucu olarak, postsinaptik zarda diğer hücrelere iletilen yeni bir sinir uyarısı ortaya çıkar. Reseptörlerle etkileşime girdikten sonra aracı, enzim proteinleri tarafından yok edilir ve uzaklaştırılır. Bilgi, kodlanmış biçimde diğer sinir hücrelerine iletilir (postsinaptik zarda ortaya çıkan potansiyellerin frekans özellikleri; böyle bir kodun basitleştirilmiş bir analogu, ürün paketlerindeki bir barkoddur). "Deşifre", ilgili sinir merkezlerinde meydana gelir.
Reseptöre bağlanmayan aracı, ya özel enzimler tarafından yok edilir ya da presinaptik sonun veziküllerine geri yakalanır.

Sinir impulsunun nasıl geçtiğine dair büyüleyici bir video:

Daha da güzel video

sinaps

Sinir impulsu nasıl iletilir (slayt gösterisi)

ARAŞTIRMA ÇALIŞMASI

Sinir impulsunun elektriksel doğası

Giriş 3

L. Galvani ve A. Volta'nın Deneyleri 3

Canlı organizmalarda biyoakımlar 4

Rahatsızlık etkisi. 5

Sinir hücresi ve sinir uyarı iletimi 6

Vücudun çeşitli bölgelerinde bir sinir impulsunun etkisi

Tıbbi amaçlar için elektriksel aktiviteye maruz kalma 9

Reaksiyon hızı 10

Sonuç 11

edebiyat 11

ek

Tanıtım

“Yasalar ve fenomenler ne kadar harika olursa olsun

elektrik,

bize dünyada görünen

inorganik veya

ölü madde, faiz,

Hangi onlar

temsil etmek, zor olabilir

bununla karşılaştır

aynı kuvvetin doğasında var olan

sinir ile bağlantılı olarak

sistem ve yaşam

M. Faraday

Çalışmanın amacı: Bir sinir impulsunun yayılmasını etkileyen faktörleri belirlemek.

Bu çalışma aşağıdaki görevlerle karşı karşıya kaldı:

1. Biyoelektrik biliminin gelişim tarihini incelemek.

2. Yaban hayatındaki elektrik olaylarını düşünün.

3. Bir sinir impulsunun iletimini araştırın.

4. Bir sinir impulsunun iletim hızını neyin etkilediğini pratikte kontrol edin.

L. Galvani ve A. Volta'nın Deneyleri

18. yüzyılda İtalyan doktor Luigi Galvani (1737-1787), kafası kesilmiş bir vücuda bir kurbağa getirirseniz, bunu keşfetti. elektrik gerilimi, sonra pençelerinin kasılmaları gözlenir. Böylece elektrik akımının kaslar üzerindeki etkisini gösterdi, bu yüzden haklı olarak elektrofizyolojinin babası olarak adlandırılıyor. Diğer deneylerde, parçalanmış bir kurbağanın bacağını pirinç bir kancaya astı. Pati sallanarak deneylerin yapıldığı balkonun demir parmaklığına değdiği anda patinin tekrar büzüldüğü gözlemlendi. Galvani, sinir ve ayak arasında potansiyel bir farkın varlığını öne sürdü - "hayvan elektriği". Devre metal aracılığıyla kapatıldığında, kurbağanın dokularında meydana gelen bir elektrik akımının etkisiyle kasın kasılmasını açıkladı.

Galvani'nin yurttaşı Alessandro Volta (1745-1827), Galvani tarafından kullanılan elektrik devresini dikkatle inceledi ve tuzlu su çözeltisiyle kapatılan iki farklı metal içerdiğini kanıtladı; kimyasal bir akım kaynağının tam bir benzerliği karşısında. Bu deneyde nöromüsküler preparatın yalnızca hassas bir galvanometre olarak hizmet ettiğini öne sürdü.

Galvani yenilgisini kabul edemedi. Metal olmadan da "hayvan kaynaklı" elektrik sayesinde kas kasılması elde etmenin mümkün olduğunu kanıtlamak için çeşitli koşullar altında kas üzerine bir sinir attı. Takipçilerinden biri sonunda başardı. Hasarlı bir kasa bir sinir atıldığında bir elektrik akımının meydana geldiği ortaya çıktı. Böylece sağlıklı ve hasarlı doku arasındaki elektrik akımları keşfedildi. İsimleri böyleydi...arıza akımları. Daha sonra sinirlerin, kasların ve diğer dokuların herhangi bir aktivitesine elektrik akımlarının oluşumunun eşlik ettiği gösterildi.

Böylece canlı organizmalarda biyoakımların varlığı kanıtlanmıştır. Günümüzde hassas aletler - osiloskoplar tarafından kaydedilmekte ve incelenmektedir.

Canlı organizmalarda biyoakımlar

Canlı doğada elektriksel olayların incelenmesi hakkında ilk bilgiler ilginçtir. Gözlem nesneleri elektrikli balıklardı. Faraday, elektrikli bir paten üzerinde deneyler yaparak, bu balığın özel bir organının ürettiği elektriğin, canlı bir hücrenin faaliyetinin bir ürünü olmasına rağmen, kimyasal veya başka bir kaynaktan alınan elektrikle tamamen aynı olduğunu tespit etti. Sonraki gözlemler, birçok balığın özel elektrik organlarına, yüksek voltaj üreten bir tür "pillere" sahip olduğunu gösterdi. Böylece, dev bir vatoz 50-60 V, Nil elektrikli yayın balığı 350 V ve elektrofor yılan balığı - 500 V'un üzerinde deşarjda bir voltaj oluşturur. Bununla birlikte, bu yüksek voltajın balığın gövdesi üzerinde hiçbir etkisi yoktur!

Bu balıkların elektrik organları, kasılma yeteneğini kaybetmiş kaslardan oluşur: kas dokusu iletken, bağ dokusu ise yalıtkan görevi görür. Omurilikten gelen sinirler organa gider ve genel olarak alternatif elementlerin küçük katmanlı bir yapısıdır. Örneğin, bir yılan balığı, bir sütun oluşturan dizi halinde bağlı 6.000 ila 10.000 arasında elemente ve vücut boyunca yer alan her organda yaklaşık 70 sütuna sahiptir. Yetişkinlerde, bu organ toplam vücut ağırlığının yaklaşık %40'ını oluşturur. Elektrik organlarının rolü büyüktür, savunma ve saldırıya hizmet ederler ve aynı zamanda çok hassas bir navigasyon ve konumlama sisteminin parçasıdırlar.

Rahatsızlık etkisi.

adı verilen en önemli vücut işlevlerinden biridir.sinirlilik - çevredeki değişikliklere cevap verme yeteneği. En yüksek sinirlilik, sinir dokusu oluşturan özel hücrelere sahip hayvanlarda ve insanlardadır. Sinir hücreleri - nöronlar - dış ortamdan ve vücudun kendi dokularından gelen çeşitli uyaranlara hızlı ve spesifik bir yanıt vermek üzere uyarlanmıştır. Uyaranların alınması ve iletilmesi, belirli yollar boyunca yayılan elektriksel darbelerin yardımıyla gerçekleşir.

Sinir hücresi ve sinir uyarı iletimi

Bir sinir hücresi, bir nöron, yıldız şeklinde bir gövdedir ve ince süreçlerden oluşur - aksonlar ve dendritler. Aksonun ucu, kas veya sinapslarda biten ince liflere geçer. Bir yetişkinde, aksonun uzunluğu yaklaşık 0,01 mm kalınlığında 1-1,5 m'ye ulaşabilir. Hücre zarı, sinir uyarılarının oluşumunda ve iletilmesinde özel bir rol oynar.

Sinir impulsunun bir elektrik akımı impulsu olduğu gerçeği sadece kanıtlandı.20. yüzyılın ortalarında, esas olarak A. Hodgkin'in grubunun çalışmalarıyla. 1963'te A. Hodgkin, E. Huxley ve J. Eccles, "sinir hücresi zarının periferik ve merkezi bölgelerinde uyarılma ve inhibisyonla ilgili iyonik mekanizmalarla ilgili keşifler için" Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'ne layık görüldü. Deneyler dev nöronlar (çap 0,5 mm) - kalamar aksonları üzerinde gerçekleştirildi.

Membranın belirli kısımları yarı iletken ve iyon seçici özelliklere sahiptir - aynı işaretli veya bir elementin iyonlarını geçirirler. Vücudun bilgi ve enerji dönüştürme sistemlerinin çalışmasının bağlı olduğu zar potansiyelinin görünümü, böyle bir seçici yeteneğe dayanmaktadır. Harici bir çözeltide, yüklü parçacıkların %90'ından fazlası sodyum ve klorür iyonlarıdır. Hücre içindeki çözeltide, pozitif iyonların büyük kısmı potasyum iyonları, negatif olanlar ise büyük organik iyonlardır. Sodyum iyonlarının konsantrasyonu dışarıdakinden 10 kat daha fazladır ve içerideki potasyum iyonları dışarıdan 30 kat daha fazladır. Bu, hücre duvarında çift elektrik katmanı oluşturur. Dinlenme halindeki zar iyi geçirgen olduğundan, iç kısım ile dış ortam arasında 60-100 mV'luk bir potansiyel farkı ortaya çıkar ve iç kısım negatif yüklüdür. Bu potansiyel fark denirdinlenme potansiyeli

Hücre tahriş olduğunda, elektriksel çift tabaka kısmen deşarj olur. Dinlenme potansiyeli 15-20 mV'a düştüğünde, zarın geçirgenliği artar ve sodyum iyonları hücreye hücum eder. Membranın her iki yüzeyi arasında pozitif bir potansiyel farkına ulaşıldığında, sodyum iyonlarının akışı kurur. Aynı anda potasyum iyonları için kanallar açılır ve potansiyel negatif tarafa kayar. Bu da sodyum iyonu iletkenliğini azaltır ve potansiyel dinlenme durumuna geri döner.

Hücrede oluşan sinyal, içindeki elektrolitin iletkenliği nedeniyle akson boyunca yayılır. Aksonun özel bir yalıtımı varsa - miyelin kılıfı - o zaman elektriksel darbe bu alanlardan daha hızlı geçer ve toplam hız, yalıtılmamış alanların boyutuna ve sayısına göre belirlenir. Aksondaki darbenin hızı 100 m/s'dir.

Sinyal boşluktan nasıl iletilir? Sinaps zarının yapı olarak heterojen olduğu ortaya çıktı - orta bölgelerde düşük dirençli "pencerelere" sahip ve kenarda direnç yüksek. Membran heterojenliği özel bir şekilde yaratılır: özel bir protein - kopektin yardımıyla. Bu proteinin molekülleri özel bir yapı oluşturur - sırayla altı molekülden oluşan ve içinde bir kanal bulunan kopnekson. Böylece sinaps, protein moleküllerinin içinden geçen birçok küçük tüple iki hücreyi birbirine bağlar. Membranlar arasındaki boşluk bir yalıtkan ile doldurulur. Kuşlarda, miyelin proteini bir yalıtkan görevi görür.

Kas lifindeki potansiyellerdeki değişiklik, elektriksel olarak uyarılabilir zarın uyarılma eşiğine ulaştığında, içinde bir aksiyon potansiyeli ortaya çıkar ve kas lifi kasılır.

Vücudun çeşitli bölgelerinde bir sinir impulsunun etkisi

İnsanlık, bin yıldan fazla bir süredir her insanın beyninde neler olup bittiğini merak ediyor. Artık biliniyor ki, düşüncenin beynindebir elektrik akımının etkisi altında doğarlar, ancak mekanizma çalışılmamıştır. Kimyasalların etkileşimi hakkında düşünmek ve fiziksel olaylar Faraday, "İnorganik madde ve cansız doğa dünyasında gözlemlediğimiz elektrik yasaları ve fenomenleri kadar harika, temsil ettikleri ilgi, yaşamla birlikte aynı güce neden olan şeyle karşılaştırılamaz" dedi.

İnsanlarda, hücrelerin yüzeyindeki biyoelektrik potansiyeller tarafından üretilen bir elektromanyetik alan da bulundu. Sovyet mucit S.D. Kirlian, bu fenomeni kelimenin tam anlamıyla görselleştirmeyi başardı. İnsan vücudunu, alternatif bir elektrik voltajının uygulandığı iki büyük metal duvar arasına yerleştirerek fotoğraflamayı önerdi. Elektromanyetik alanın arttığı bir ortamda, insan derisinde mikro yükler belirir ve en aktif olanları sinir uçlarının çıktığı yerlerdir. Kirlian yöntemiyle çekilen fotoğraflarda küçük, parlak noktalar olarak görülüyorlar. Bu noktalar, ortaya çıktığı gibi, tam olarak akupunktur tedavisi sırasında gümüş iğnelerin batırılmasının önerildiği vücudun yerlerinde bulunur.

Bu nedenle, beyin biyoakımlarının kaydını şu şekilde kullanmak geri bildirim, hastanın duaya daldırma derecesini değerlendirebilirsiniz.

Artık beynin bazı alanlarının duygulardan ve yaratıcı faaliyetlerden sorumlu olduğunu biliyoruz. Beynin şu ya da bu bölgesinin heyecanlı bir durumda olup olmadığını belirlemek mümkündür, ancak bu sinyalleri deşifre etmek imkansızdır, bu nedenle insanlığın yakında zihin okumayı öğrenemeyeceği kesin olarak söylenebilir.

Bir insan düşüncesi, beynin içindeki ve vücudun diğer kısımlarındaki biyoelektrik fenomenlerle ilişkili çalışmasının bir ürünüdür. Mekanik bir elin parmaklarını sıkan, parmaklarını yumruk haline getirmeyi düşünen, uygun ekipman tarafından yakalanan ve güçlendirilen bir kişinin kaslarında ortaya çıkan biyoakımlardır.

Akademisyenler psikiyatristVladimir Mihayloviç Bekhterev ve biyofizikçiPyotr Petrovich Lazarev Henüz bilim tarafından tam olarak bilinmeyen bazı özel koşullar altında, bir beynin elektrik enerjisinin başka bir kişinin beynine uzaktan etki edebileceğini kabul etti. Bu beyin buna göre "ayarlanırsa", onda "rezonanslı" biyoelektrik fenomenleri ve bunların sonucunda karşılık gelen temsilleri uyandırmanın mümkün olduğunu varsaydılar.

Vücuttaki elektriksel olayların incelenmesi önemli faydalar sağlamıştır. En ünlüleri listeliyoruz.

Tıbbi amaçlar için elektriksel aktiviteye maruz kalma

О Elektrokimya tıpta ve fizyolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Hücrenin iki noktası arasındaki potansiyel fark, mikroelektrotlar kullanılarak belirlenir. Onların yardımıyla, kandaki oksijen içeriğini ölçebilirsiniz: temeli bir platin elektrot olan kana bir kateter sokulur, referans elektrot ile birlikte bir elektrolit çözeltisine yerleştirilir ve analiz edilen kandan ayrıştırılır. gözenekli bir hidrofobik Teflon film; kanda çözünen oksijen, Teflon filmin gözeneklerinden platin elektrota yayılır ve üzerinde indirgenir.

О Hayati aktivite sürecinde, bir organın durumu ve dolayısıyla elektriksel aktivitesi zamanla değişir. Potansiyellerin kaydına dayalı olarak çalışmalarını inceleme yöntemi Elektrik alanı vücudun yüzeyinde, elektrografi denir. Elektrogramın adı incelenen organları veya dokuları gösterir: kalp - elektrokardiyogram, beyin - elektroensefalogram, kaslar - elektromiyogram, cilt - galvanik cilt reaksiyonu, vb.

О Tıbbi uygulamada, elektroforez yaygın olarak kullanılır - hastalığın seyrini kontrol etmek için proteinleri, amino asitleri, antibiyotikleri, enzimleri ayırmak için. İyontoforez de aynı derecede yaygındır.

A Akut böbrek yetmezliği durumunda hastanın bağlı olduğu iyi bilinen cihaz "yapay böbrek", elektrodiyaliz olgusuna dayanmaktadır. Kan, iki zar arasındaki dar bir boşlukta akar, tuzlu suyla yıkanırken, toksinler ondan çıkarılır - metabolizma ve doku çürümesi ürünleri.

ABD'deki bir araştırmacı, epilepsiyi tedavi etmek için elektrik stimülasyonu önerdi. Bunu yapmak için, üst göğüste cilt altına, vagus sinirini 5-15 dakika arayla 30 saat boyunca uyarmaya programlanmış küçük bir cihaz dikilir. Eylemi ABD, Kanada, Almanya'da test edildi. İlaçların yardım etmediği hastalarda, 3 ay sonra nöbet sayısı %25, 1.5 yıl sonra - %50 azaldı.

hız reaksiyonu

Beyni karakterize eden özelliklerden biri reaksiyon hızıdır. İlk uyarının, tahrişi alan organın reseptörlerinden vücudun tepkisini üreten organa geçtiği süre ile belirlenir. Yaptığım anketten, tepki ve dikkatin hızını birçok faktörün etkilediği sonucu çıkıyor. Özellikle aşağıdaki nedenlerle azalabilir: öğretmen tarafından sunulan ilgi çekici olmayan ve (veya) monoton öğretim materyali; sınıfta zayıf disiplin; dersin amacının ve planının belirsizliği; odadaki bayat hava; sınıfta çok yüksek veya çok düşük sıcaklık; yabancı gürültü; yeni gereksiz faydaların varlığı, günün sonunda yorgunluk.

Dikkatsizliğin bireysel nedenleri de vardır: malzemenin özümsenmesi çok kolay veya çok zor; hoş olmayan aile olayları; hastalık, fazla çalışma; çok sayıda film izlemek; geç uyku.

Çözüm

Kelimelerin bir kişinin sinir aktivitesi üzerinde büyük etkisi vardır. Dinleyiciler konuşmacıya ne kadar çok güvenirse, algıladıkları kelimelerin duygusal rengi o kadar parlak ve etkisi o kadar güçlü olur. Hasta doktora güveniyor, öğrenci öğretmene güveniyor, bu nedenle ikinci sinyal sisteminin uyaranları olan kelimeleri dikkatlice seçmelisiniz. Böylece, uçuş okulunun iyi uçan bir öğrencisi aniden ezici bir korku yaşamaya başladı. Onun için yetkili bir pilot eğitmenin ayrılarak ona bir not bıraktığı ortaya çıktı: "Yakında görüşürüz, ama tirbuşona dikkat et."

Tek kelimeyle, hem bir hastalığa neden olabilir hem de başarılı bir şekilde tedavi edebilirsiniz. Bir kelimeyle tedavi - logoterapi - psikoterapinin bir parçasıdır. Bir sonraki deneyimim bunun doğrudan kanıtı. İki kişiden aşağıdaki eylemleri gerçekleştirmelerini istedim: aynı anda, bir eliyle mideyi dairesel bir hareketle okşayın, diğeriyle düz bir çizgi boyunca kafaya dokunun. Bunu yapmanın oldukça zor olduğu ortaya çıktı - hareketler aynı anda dairesel veya doğrusaldı. Ancak konuları farklı şekillerde etkiledim: Birine başarmak üzere olduğunu, diğerine başaramayacağını söyledim. Bir süre sonra ilki başarılı olurken diğeri başaramadı.

Meslek seçerken kişisel göstergelere rehberlik edilmelidir. Tepki oranı düşükse, çok fazla dikkat gerektiren meslekleri seçmemek, durumun hızlı bir analizini (pilot, sürücü vb.)

Edebiyat

Voronkov G.Ya.Kimya dünyasında elektrik. - M.: Bilgi, 1987.

Tretyakova S.V.İnsan sinir sistemi. - Fizik ("PS"), No. 47.

Platonov K.Eğlenceli psikoloji. - M.: Litre, 1997.

Berkinblit M.B., Glagoleva E.G.Canlı organizmalarda elektrik. - M.: Nauka, 1988.

Yorgunluğun sinirsel elektriksel dürtü üzerindeki etkisi

Amaç: fiziksel aktivitenin reaksiyon hızı üzerindeki etkisini test etmek.

Araştırma ilerlemesi:Basit bir reaksiyon için olağan süre ışığa 100-200 ms, sese 120-150 ms ve elektrokutanöz uyarana 100-150 ms'dir. Akademisyen Platonov'un yöntemine göre bir deney yaptım.dersin başında beden Eğitimi, topu yakalarken reaksiyon süresini kaydettik, ardından fiziksel efordan sonra bu reaksiyonu kontrol ettik.

Egzersiz için reaksiyon süresi

Egzersiz sonrası reaksiyon süresi yükler

Koçaryan Karen

0.13s

0.15s

Nikolaev Valery

0.15s

0.16s

Kazakov Vadim

0.14s

0.16s

Kuzmin Nikita

0.8s

0.1s

Safiullin Timur

0.13s

0.15s

Tukhvatullin Rishat

0.9s

0.11s

Farafonov Artur

0.9s

0.11s

Sonuç: Egzersiz öncesi ve sonrası reaksiyon süresini kaydettik. Yorgunluğun reaksiyon süresini yavaşlattığı sonucuna vardık.Buna dayanarak, öğretmenlere, öğrencilerin henüz yorgun olmadığı ve tam teşekküllü zihinsel aktivite yapabilecekleri bir okul gününün ortasında ayarlanması gereken azami dikkat gerektiren konuları planlarken tavsiye edilebilir.

SİNİR DÜRÜŞÜ

SİNİR DÜRÜŞÜ

Sinir lifi boyunca yayılan ve çevreden bilgi iletmeye hizmet eden bir uyarma dalgası. merkezin içindeki sinir merkezlerine reseptör (hassas) uçlar. sinir sistemi ve ondan yürütme aparatına - kaslar ve bezler. N.'nin geçişi ve. geçici elektrik eşlik eder. çavdar için hem hücre dışı hem de hücre içi elektrotları kaydetmek mümkündür.

Üretim, transfer ve işleme N. ve. sinir sistemi tarafından gerçekleştirilir. Ana daha yüksek organizmaların sinir sisteminin yapısal bir unsuru, bir hücre gövdesinden ve sayısızdan oluşan bir sinir hücresi veya bir nörondur. süreçler - dendritler (Şekil 1). Riferik olmayan süreçlerden biri. nöronların uzun bir uzunluğu vardır - bu, uzunluğu ~ 1 m olan ve kalınlığı 0,5 ila 30 mikron olan bir sinir lifi veya aksondur. İki sınıf sinir lifi vardır: pulpa (miyelinli) ve amyelinli. Pulpa lifleri özel olarak oluşturulmuş miyelin içerir. bir zar, bir akson üzerine izolasyon gibi kenarları sarılır. Sürekli bir miyelin kılıfının bölümlerinin uzunluğu 200 mikrondan 1 mm'ye kadardır, sözde kesintiye uğrarlar. 1 μm genişliğinde Ranvier müdahaleleri. Miyelin kılıfı yalıtım rolünü oynar; bu bölgelerdeki sinir lifi pasiftir, elektriksel olarak sadece Ranvier düğümlerinde aktiftir. Melez olmayan liflerin izolasyonu yoktur. araziler; yapıları tüm uzunluk boyunca homojendir ve zarın bir elektriği vardır. tüm yüzey üzerinde aktivite.

Sinir lifleri, diğer sinir hücrelerinin gövdeleri veya dendritleri üzerinde sonlanır, ancak onlardan bir ara madde ile ayrılır.

~10 nm'lik ürkütücü bir genişlik. İki hücre arasındaki bu temas alanına denir. sinaps. Sinapsa giren akson zarına denir. presinaptik ve karşılık gelen dendritik veya kas zarı sinaptik sonrasıdır (bkz. Hücre yapıları).

Normal koşullar altında, bir dizi N. ve., dendritlerde veya hücre gövdesinde ortaya çıkan ve hücre gövdesinden yönde akson boyunca yayılan sinir lifi boyunca sürekli olarak ilerler (akson, N. ve. her iki yönde de iletebilir). ). Bu periyodiklerin sıklığı deşarjlar, onlara neden olan tahrişin gücü hakkında bilgi taşır; örneğin, orta düzeyde aktivite ile frekans ~ 50-100 impuls / s'dir. Hücreler var, to-çavdar ~ 1500 darbe/s frekansında boşaltılıyor.

N. ve dağıtım hızı. sen . sinir lifinin tipine ve çapına bağlıdır D, sen . ~ D 1/2. İnsan sinir sisteminin ince liflerinde u . ~ 1 m/s ve kalın liflerde u . ~ 100-120 m/sn.

Her N. ve. bir sinir hücresinin veya sinir lifinin vücudunun tahrişinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. N. ve. tahrişin gücünden bağımsız olarak her zaman aynı özelliklere (şekil ve hız) sahiptir, yani N.'nin eşik altı uyarımı ile ve. hiç oluşmaz, ancak eşik üstü ile - tam bir genliğe sahiptir.

Uyarma işleminden sonra, sinir lifinin uyarılabilirliğinin azaldığı bir refrakter dönem meydana gelir. Abs'yi ayırt edin. Fiberin herhangi bir uyaran tarafından uyarılamadığı refrakter periyodu ifade eder. refrakter dönem, mümkün olduğunda, ancak eşiği normalin üzerindedir. abs. refrakter periyot, N.'nin iletim frekansını yukarıdan sınırlar ve. Sinir lifi konaklama özelliğine sahiptir, yani uyarılabilirlik eşiğinde kademeli bir artışla ifade edilen sürekli tahrişe alışır. Bu, N.'nin frekansında bir azalmaya yol açar ve. ve hatta tamamen ortadan kaybolmalarına. Tahriş yavaşça oluşursa, eşiğe ulaştıktan sonra bile uyarma gerçekleşmeyebilir.

Şekil 1. Bir sinir hücresinin yapısının şeması.

N.'nin sinir lifi boyunca ve. elektrik şeklinde dağıtılır. potansiyel. Sinapsta yayılma mekanizmasında bir değişiklik olur. N. ve. presinaptik seviyeye ulaşır sonlar, sinaptik olarak. boşluğa aktif kimyasal tahsis edilir. - m e d i a to r. Aracı, sinaptik boyunca yayılır. boşluk ve postsinaptik geçirgenliği değiştirir. zar, bunun sonucunda ortaya çıkar ve yine bir yayılma oluşturur. Kemoterapi böyle çalışır. sinaps. elektrik de var sinaps ne zaman. nöron elektriksel olarak uyarılır.

N.'nin heyecanı ve. Fizik elektriğin görünümü hakkında fikirler. hücrelerdeki potansiyeller sözde dayanmaktadır. membran teorisi. Hücre zarları, farklı konsantrasyonlardaki elektrolitleri ayırır ve is-Byrate'e sahiptir. Bazı iyonlar için geçirgenlik. Böylece akson zarı, kalınlığı ~7 nm olan ince bir lipid ve protein tabakasıdır. onun elektrik dinlenme direnci ~ 0.1 ohm. m 2 ve kapasite ~ 10 mf / m 2'dir. Aksonun içinde yüksek konsantrasyonda K + iyonları ve düşük konsantrasyonda Na + ve Cl - iyonları vardır ve Çevre- tersine.

Dinlenme durumunda akson zarı K+ iyonlarına karşı geçirgendir. Konsantrasyon farkı nedeniyle C 0 K . ext. ve C ext. çözeltiler, zar üzerinde bir potasyum zar potansiyeli kurulur.

nerede T - karın kasları tempo pa, e - bir elektronun yükü. Akson zarı üzerinde, belirtilen f-le'ye karşılık gelen ~ -60 mV'luk bir dinlenme potansiyeli gerçekten gözlenir.

İyonlar Na + ve Cl - zara nüfuz eder. İyonların gerekli dengesiz dağılımını sürdürmek için hücre, çalışmak için hücresel enerjiyi kullanan aktif bir taşıma sistemi kullanır. Bu nedenle, sinir lifinin geri kalan durumu termodinamik olarak dengede değildir. İyon pompalarının hareketi nedeniyle durağandır ve açık devre koşullarında membran potansiyeli toplam elektriğin eşitliğinden sıfıra kadar belirlenir. akım.

Sinir uyarma süreci aşağıdaki gibi gelişir (ayrıca bkz. Biyofizik). Aksondan zayıf bir akım darbesi geçirilirse, zarın depolarizasyonuna yol açar, ardından dış zarı çıkardıktan sonra. maruz kalma potansiyeli monoton bir şekilde başlangıç ​​seviyesine döner. Bu koşullar altında akson pasif bir elektrik devresi gibi davranır. bir kondansatör ve bir DC'den oluşan devre. rezistans.

Pirinç. 2. Sinir sisteminde aksiyon potansiyelinin gelişimilokne: a- alt eşik ( 1 ) ve eşik üstü (2) tahriş; B-membran tepkisi; eşik üstü tahriş ile tam ter görünüreylem döngüsü; v içinden akan iyon akımı mı uyarıldığında zar; G - yaklaşıklık basit bir analitik modelde iyon akımı.

Akım darbesi belirli bir eşik değerini aşarsa, arıza kapatıldıktan sonra bile potansiyel değişmeye devam eder; potansiyel pozitif hale gelir ve ancak o zaman dinlenme seviyesine geri döner ve ilk başta biraz atlar (hiperpolarizasyon bölgesi, Şekil 2). Membranın tepkisi pertürbasyona bağlı değildir; bu dürtü denir Aksiyon potansiyeli. Aynı zamanda, zardan önce içeriye ve sonra dışa doğru yönlendirilen bir iyon akımı akar (Şekil 2, v).

fenomenolojik N. oluşum mekanizmasının yorumlanması ve. A. L. Hodg-kin ve A. F. Huxley tarafından 1952'de verilmiştir. Toplam iyon akımı üç bileşenden oluşur: potasyum, sodyum ve kaçak akım. Zar potansiyeli j* (~ 20mV) eşik değeri kadar kaydırıldığında, zar Na + iyonlarına karşı geçirgen hale gelir. Na + iyonları, denge sodyum potansiyeline ulaşana kadar zar potansiyelini kaydırarak lifin içine akar:

bileşen ~ 60 mV. Bu nedenle, aksiyon potansiyelinin tam genliği ~ 120 mV'ye ulaşır. Zamanla maks. zardaki potansiyel potasyum geliştirmeye başlar (ve aynı zamanda sodyumu azaltır). Sonuç olarak, sodyum akımı, dışa doğru yönlendirilen bir potasyum akımı ile değiştirilir. Bu akım, aksiyon potansiyelindeki bir azalmaya karşılık gelir.

ampirik sodyum ve potasyum akımlarının tanımı için ur-tion. Fiberin uzamsal olarak homojen uyarılması sırasında membran potansiyelinin davranışı aşağıdaki denklemle belirlenir:

nerede İLE - membran kapasitesi, Bence- potasyum, sodyum ve kaçak akımdan oluşan iyon akımı. Bu akımlar posta tarafından belirlenir. emf j K , j Na ve j ben ve iletkenlikler G K, G Na ve gl:

değer g l sabit kabul edilir, iletkenlik G Na ve G K parametreler kullanılarak tanımlanır m, H ve P:

G hayır, G K - sabitler; parametreler t, h ve P lineer denklemleri tatmin et

Katsayı bağımlılığı. a . ve membran potansiyeli j üzerindeki b (Şekil 3) en iyi eşleşme koşulundan seçilir

Pirinç. 3. Katsayıların bağımlılığıa. veBzarlardanpotansiyel.

hesaplanan ve ölçülen eğriler Bence(T). Parametrelerin seçimi aynı hususlardan kaynaklanır. Durağan değerlerin bağımlılığı t, h ve P membran potansiyeli üzerinde Şek. 4. Şunlara sahip modeller var: Büyük bir sayı parametreler. Bu nedenle, sinir lifi zarı, özellikleri önemli ölçüde elektriğe bağlı olan doğrusal olmayan bir iyonik iletkendir. alanlar. Uyarma oluşturma mekanizması tam olarak anlaşılamamıştır. Hodgkin-Huxley Urn sadece başarılı bir ampirik verir. belirli bir fiziksel olmayan fenomenin tanımı. modeller. Bu nedenle, önemli bir görev, elektrik akışının mekanizmalarını incelemektir. membranlardan, özellikle kontrollü elektrikten geçen akım. alan iyon kanalları.

Pirinç. 4. Durağan değerlerin bağımlılığı t, h ve P membran potansiyelinden.

N.'nin dağılımı ve. N. ve. fiber boyunca zayıflama olmadan ve post ile yayılabilir. hız. Bunun nedeni, sinyal iletimi için gerekli olan enerjinin tek bir merkezden gelmeyip, fiberin her noktasında yerinde çekilmesidir. İki tip fibere göre, N.'nin iletiminin iki yolu vardır ve

Miyelinizasyon olmaması durumunda membran potansiyel lifleri j( x, t) denklem ile belirlenir:

nerede İLE - birim fiber uzunluğu başına membran kapasitansı, R- birim lif uzunluğu başına boyuna (hücre içi ve hücre dışı) dirençlerin toplamı, Bence- birim uzunluktaki bir lifin zarından akan iyon akımı. Elektrik akım Bence zamana bağlı olan j potansiyelinin bir fonksiyonudur T ve koordinatlar X. Bu bağımlılık (2) - (4) denklemleri ile belirlenir.

İşlev türü Bence biyolojik olarak uyarılabilir bir ortama özgüdür. Ancak, denklem (5), formun dışında Bence, daha genel bir karaktere sahiptir ve birçok fiziksel durumu tanımlar. fenomenler, örn. yanma süreci. Bu nedenle N.'nin transferi ve. toz kordonun yanmasına benzetilir. Akan bir alevde, termal iletkenlik nedeniyle ateşleme işlemi gerçekleştirilirse, o zaman N. ve. uyarma sözde yardımı ile gerçekleşir. yerel akımlar (Şekil 5).

Pirinç. 5. Dağıtımı sağlayan yerel akımlarsinir dürtüsü.

Ur-tion of Hodgkin - N.'nin dağıtımı için Huxley ve. sayısal olarak çözülmüştür. Birikmiş deneylerle birlikte elde edilen çözümler. veriler N.'nin dağılımını ve olduğunu gösterdi. uyarma sürecinin ayrıntılarına bağlı değildir. nitelikler. N.'nin dağılımının bir resmi ve. sadece uyarmanın genel özelliklerini yansıtan basit modeller kullanılarak elde edilebilir. Böyle bir yaklaşım, N.'nin formunu da saymaya izin verdi ve. homojen bir elyafta, homojen olmayanlıkların varlığındaki değişimleri ve hatta örneğin aktif ortamda uyarmanın karmaşık yayılma modları. kalp kasında. Bir kaç tane var matematik. bu tür modeller. Bunlardan en basiti şudur. N. ve.'nin geçişi sırasında zardan akan iyon akımı işaret dönüşümlüdür: önce fibere akar ve sonra dışarı çıkar. Bu nedenle, parçalı sabit bir fonksiyonla yaklaşık olarak hesaplanabilir (Şekil 2, G). Uyarma, zar potansiyeli j* eşik değeri kadar kaydırıldığında meydana gelir. Bu anda, fiberin içine yönlendirilmiş ve mutlak değerde eşit bir akım belirir. J". t "den sonra akım tersine değişir, eşittir J". Bu ~t zamanı için devam eder". Denklem (5)'in kendine benzer çözümü, değişkenin bir fonksiyonu olarak bulunabilir. t = x/ sen , Neredesin - N.'nin dağıtım hızı ve. (İncir. 2, B).

Gerçek liflerde, t" süresi yeterince büyüktür, bu nedenle sadece u hızını belirler. , f-la'nın geçerli olduğu durumlar: . Verilen J" ~ ~d, R~d 2 ve İLE~ D, nerede D- lif çapı, deneyle uyumlu olarak buluyoruz, ~d 1/2 . Parçalı sabit bir yaklaşım kullanılarak aksiyon potansiyelinin şekli bulunur.

Yayma N. ve için Ur-tion (5). aslında iki çözüm kabul ediyor. İkinci çözüm kararsız çıkıyor; N. verir ve. çok daha düşük bir hız ve potansiyel genlik ile. İkinci, kararsız çözümün varlığı, yanma teorisinde bir analojiye sahiptir. Yanal bir soğutucu ile alev yayıldığında, kararsız bir rejim de meydana gelebilir. Basit bir analitik N.'nin modeli ve. eklemeler dikkate alınarak geliştirilebilir. detaylar.

Bölüm değişikliğinde ve sinir liflerinin dallanmasında N.'nin geçişi ve. zor veya hatta tamamen engellenmiş olabilir. Genişleyen bir fiberde (Şekil 6) darbe hızı genişlemeye yaklaştıkça azalır ve genişlemeden sonra yeni bir durağan değere ulaşana kadar artmaya başlar. N.'nin gecikmesi ve. ne kadar güçlü olursa, kesitlerdeki fark o kadar büyük olur. Yeterince büyük bir N. genişlemesi ile ve. durur. kritik bir durum var bir lifin genişlemesi, bir kesim N'yi tutar. ve.

N.'nin dönüş hareketinde ve. (geniş fiberden dara) blokaj yoktur fakat hızdaki değişim tam tersidir. N.'nin hızını daraltma yaklaşımında ve. artar ve ardından yeni bir durağan değere düşmeye başlar. Hız grafiğinde (Şek., 6 a) bir tür histerezis döngüsüyle sonuçlanır.

Rie. 6. Sinir uyarılarının genişleyerek geçişiçalışan lif: a - nabız hızındaki değişiklik yönüne bağlı olarak; B- şematik genişleyen bir fiberin görüntüsü.

Heterojenliğin başka bir türü de lif dallanmasıdır. Şube düğümünde, çeşitli dürtüleri geçmek ve engellemek için seçenekler. Eşzamansız N.'nin yaklaşımında ve. engelleme koşulu zaman kaymasına bağlıdır. Darbeler arasındaki süre küçükse, geniş üçüncü fibere nüfuz etmek için birbirlerine yardımcı olurlar. Vardiya yeterince büyükse, N. ve. birbirinize müdahale edin. Bunun nedeni, ilk gelen, ancak üçüncü fiberi uyaramayan N. ve.'nin, düğümü kısmen refrakter bir duruma aktarmasıdır. Ayrıca, bir senkronizasyon etkisi vardır: N.'nin yaklaşımı sürecinde ve. düğüme, birbirlerine göre gecikmeleri azalır.

N.'nin etkileşimi ve. Vücuttaki sinir lifleri, bir tür telli kablo oluşturan demetler veya sinir gövdeleri halinde birleştirilir. Bir demetteki tüm lifler bağımsızdır. iletişim hatları, ancak ortak bir "kablo" var - hücreler arası. N. liflerden herhangi biri boyunca ilerlediğinde, hücreler arası sıvıda bir elektrik akımı oluşturur. , bir kesim sonraki liflerin zar potansiyelini etkiler. Genellikle böyle bir etki ihmal edilebilir ve iletişim hatları karşılıklı müdahale olmadan çalışır, ancak kendini patolojik olarak gösterir. ve sanat. koşullar. Özel sinir gövdelerinin işlenmesi. kimya maddelerde, sadece karşılıklı etkileşimi değil, aynı zamanda komşu liflere uyarı aktarımını da gözlemlemek mümkündür.

Sınırlı bir dış hacme yerleştirilmiş iki sinir lifinin etkileşimi üzerine bilinen deneyler. çözüm. N. liflerden biri boyunca ilerlerse ve., ikinci lifin uyarılabilirliği aynı anda değişir. Değişim üç aşamadan geçer. İlk başta, ikinci fiberin uyarılabilirliği düşer (uyarma eşiği yükselir). Uyarılabilirlikteki bu azalma, birinci fiber boyunca ilerleyen aksiyon potansiyelinden önce gelir ve yaklaşık olarak birinci fiberdeki potansiyel maksimuma ulaşana kadar sürer. Sonra uyarılabilirlik artar, bu aşama zamanla ilk fiberdeki potansiyeli azaltma süreciyle çakışır. İlk fiberde membranda hafif bir hiperpolarizasyon meydana geldiğinde uyarılabilirlik tekrar azalır.

Aynı zamanda N.'nin geçişi ve. iki fiber üzerinde bazen senkronizasyonlarını sağlamak mümkün oldu. Kendi gerçeğine rağmen N.'nin hızları ve. farklı liflerde aynı anda farklıdır. uyarma toplu N. ve ortaya çıkabilir. Eğer kendi. hızlar aynıydı, o zaman toplu dürtü daha düşük bir hıza sahipti. Mülkiyette gözle görülür bir farkla. hızlar, toplu hız bir ara değere sahipti. Hızları çok fazla değişmeyen yalnızca N. ve. senkronize edilebilir.

Anne. Bu fenomenin açıklaması, iki paralel lifin zar potansiyelleri için denklem sistemi tarafından verilir j 1 ve j 2:

nerede r 1 ve r 2 - birinci ve ikinci liflerin boyuna dirençleri, r 3 - ortamın boyuna direnci, g = r 1 r 2 + r 1 r 3 . + r 2 r 3 . iyonik akımlar Bence 1 ve Bence 2, bir veya başka bir sinir uyarımı modeli ile tanımlanabilir.

Basit bir analitik kullanırken model çözümü aşağıdakilere yol açar. resim. Bir lif uyarıldığında, bitişik olanda alternatif bir zar potansiyeli indüklenir: önce lif hiperpolarize olur, sonra depolarize olur ve son olarak tekrar hiperpolarize olur. Bu üç faz, fiberin uyarılabilirliğinde bir azalmaya, bir artışa ve yeni bir azalmaya karşılık gelir. Parametrelerin normal değerlerinde, ikinci fazdaki membran potansiyelinin depolarizasyona doğru kayması eşiğe ulaşmaz, bu nedenle komşu fibere uyarı aktarımı olmaz. Aynı zamanda iki fiberin uyarılması, sistem (6), iki N'ye karşılık gelen ve post başına aynı hızda hareket eden ortak bir öz-benzer çözüme izin verir. birbirinden uzaklık. Yavaş bir N. ve ileri varsa, o zaman hızlı itmeyi yavaşlatır, ileri bırakmaz; ikisi de nispeten yavaş bir hızda hareket ediyor. İleride hızlı bir II varsa. ve., sonra yavaş bir dürtü çeker. Kolektif hızın içsel hıza yakın olduğu ortaya çıktı. hızlı dürtü hızı. Karmaşık sinir yapılarında, otomatik irade.

heyecan verici ortamlar Vücuttaki sinir hücreleri, liflerin dallanma sıklığına bağlı olarak nadir ve yoğun olarak ayrılan sinir ağlarında birleştirilir. Nadir bir ağda birbirinden bağımsız olarak uyarılırlar ve yukarıda açıklandığı gibi yalnızca dal düğümlerinde etkileşime girerler.

Yoğun bir ağda, uyarı aynı anda birçok öğeyi kapsar, böylece ayrıntılı yapıları ve birbirine bağlanma biçimleri önemsiz hale gelir. Ağ, parametreleri uyarmanın oluşumunu ve yayılmasını belirleyen sürekli uyarılabilir bir ortam gibi davranır.

Uyarılabilir ortam üç boyutlu olabilir, ancak daha sık olarak iki boyutlu olarak kabul edilir. İçinde ortaya çıkan heyecan. yüzeydeki nokta, dairesel bir dalga şeklinde her yöne yayılır. Uyarma dalgası engellerin etrafından dolaşabilir, ancak onlardan yansıtılamaz ve ortamın sınırından yansıtılmaz. Dalgalar birbiriyle çarpıştığında karşılıklı yok oluşları meydana gelir; uyarma cephesinin arkasında bir refrakter bölgenin varlığı nedeniyle bu dalgalar birbirlerinin içinden geçemezler.

Uyarılabilir bir ortama bir örnek, kardiyak nöromüsküler sinsityumdur - sinir ve kas liflerinin, uyarımı herhangi bir yönde iletebilen tek bir iletken sistemde birleşmesi. Nöromüsküler sinsitya, tek bir kontrol merkezi - kalp pili tarafından gönderilen bir uyarma dalgasına uyarak eşzamanlı olarak kasılır. Tek bir ritim bazen bozulur, aritmiler oluşur. Bu modlardan birinin adı atriyal çarpıntı: Bunlar, örneğin bir engelin etrafındaki uyarım dolaşımının neden olduğu otonom kasılmalardır. üst veya alt damar. Böyle bir rejimin meydana gelmesi için, engelin çevresi, insan atriyumunda ~ 5 cm olan uyarma dalga boyunu aşmalıdır. 3-5 Hz frekanslı atriyal kasılma. Daha karmaşık bir uyarma modu, otd olduğunda kalbin ventriküler fibrilasyonudur. kalp kasının elemanları dışarıdan olmadan kasılmaya başlar. ~ 10 Hz frekansında komşu elemanlarla komutlar ve iletişim olmadan. Fibrilasyon kan dolaşımının durmasına yol açar.

Uyarılabilir bir ortamın kendiliğinden aktivitesinin ortaya çıkması ve sürdürülmesi, ayrılmaz bir şekilde dalga kaynaklarının ortaya çıkmasıyla bağlantılıdır. En basit dalga kaynağı (kendiliğinden uyarılmış hücreler) periyodik olarak sağlayabilir. aktivitenin nabzı, kalbin kalp pili böyle çalışır.

Karmaşık boşluklar nedeniyle uyarma kaynakları da ortaya çıkabilir. örneğin uyarma modunun organizasyonu. en basit uyarılabilir ortamda görünen dönen bir spiral dalga tipinde reverberatör. Başka bir tür yankı, farklı uyarılma eşikleri olan iki tür öğeden oluşan bir ortamda oluşur; yankı, hareketinin yönünü değiştirirken ve düzlem dalgalar oluştururken periyodik olarak bir veya diğer elementleri heyecanlandırır.

Üçüncü tür kaynak, refrakterlik veya uyarma eşiği açısından homojen olmayan bir ortamda ortaya çıkan öncü merkezdir (yankı kaynağı). Bu durumda homojen olmama üzerinde yansıyan bir dalga (eko) belirir. Bu tür dalga kaynaklarının varlığı, otomatik dalgalar teorisinde incelenen karmaşık uyarma rejimlerinin ortaya çıkmasına neden olur.

Aydınlatılmış.: Hodgkin A., Sinir impulsu, çev. İngilizce'den, M., 1965; Katz B., Sinir, kas ve sinaps, çev. İngilizce'den, M., 1968; Khodorov B. I., Heyecanlanma sorunu, L., 1969; Taşaki I., Sinir heyecanı, çev. İngilizce'den, M., 1971; V. S. Markin, V. F. Pastushenko, Yu. A. Chizmadzhev, Heyecanlı Medya Teorisi, Moskova, 1981. V. S. Markin.

Nernsta teoremi- aynı Termodinamiğin üçüncü yasası.

NERNSTA ETKİSİ(uzunlamasına galvanotermomanyetik etki) - içinden akımın geçtiği iletkendeki görünüm J , mıknatısta bulunur. alan H | J , sıcaklık gradyanı T , akım boyunca yönlendirilen J ; alan yönü değiştiğinde sıcaklık gradyanı işareti değişmez H tam tersi (hatta etki). 1886'da W. G. Nernst (W. H. Nernst) tarafından açıldı. N. e. akım transferine (yük taşıyıcıların akışına) bir ısı akışının eşlik etmesi sonucu oluşur. Aslında N. e. temsil etmek Peltier etkisi numunenin uçlarında meydana gelen sıcaklık farkının, akımla ilişkili ısı akısı için telafiye yol açtığı koşullar altında J , termal iletkenlik nedeniyle ısı akışı. N. e. bir mıknatısın yokluğunda da gözlemlenir. alanlar.

NERNSTA-ETTINGSHAUSEN ETKİSİ- elektriğin görünümü. alanlar E bir sıcaklık gradyanı olan iletkende ne T , manyetik alana dik yönde alan H . Enine ve boyuna etkileri ayırt edin.

Enine H.-E. e. elektriğin görünümünden oluşur. alanlar E ne | (potansiyel fark V ne | ) dik bir yönde H ve T . Bir mıknatısın yokluğunda. termoelektrik alanlar alan, sıcaklık gradyanı tarafından oluşturulan yük taşıyıcılarının akışını telafi eder ve telafi yalnızca toplam akım için gerçekleşir: ortalamadan (sıcak) daha büyük bir enerjiye sahip elektronlar, örneğin sıcak ucundan soğuk olana doğru hareket eder, elektronlar ortalamadan daha az bir enerjiyle (soğuk) - ters yönde. Lorentz kuvveti, bu taşıyıcı gruplarını birbirine dik yönde saptırır. T ve magn. alan, farklı yönlerde; sapma açısı (Hall açısı), belirli bir taşıyıcı grubunun gevşeme süresi t ile belirlenir, yani, t enerjiye bağlıysa, sıcak ve soğuk taşıyıcılar için farklıdır. Bu durumda, enine yönde soğuk ve sıcak taşıyıcıların akımları ( | T ve | H ) birbirini iptal edemez. Bu bir alana yol açar E | ne , değeri, toplam akımın 0 eşitlik koşulundan belirlenen J = 0.

Alan değeri E | bağlı değil T, H ve katsayı ile karakterize edilen maddenin özellikleri. Nernst-Ettingsha-Usen n | :

V yarı iletkenler Etkisi altında T farklı işaretlerin yük taşıyıcıları aynı yönde ve manyetik olarak hareket eder. alan zıt yönlerde saptırılır. Sonuç olarak, farklı işaretlerin yüklerinin oluşturduğu Nernst-Ettingshausen alanının yönü, taşıyıcıların işaretine bağlı değildir. Bu, enine N.-E'yi önemli ölçüde ayırt eder. e. itibaren salon etkisi, Burada, farklı işaretlerin yükleri için Hall alanının yönü farklıdır.

katsayı olduğundan beri n | taşıyıcıların gevşeme süresinin t'nin enerjilerine bağımlılığı ile belirlenir, ardından N.-E. e. mekanizmaya duyarlı yük taşıyıcılarının saçılması. Yük taşıyıcıların saçılması, manyetik etkiyi azaltır. alanlar. t ~ ise, o zaman r> 0 sıcak taşıyıcı, soğuk olanlardan ve alanın yönüne göre daha az saçılır E | ne, magn cinsinden sapma yönü ile belirlenir. sıcak taşıyıcılar alanı. saat r < 0 направление E | ne zıttır ve soğuk taşıyıcılar tarafından belirlenir.

V metaller, akımın ~ aralığında enerjilere sahip elektronlar tarafından taşındığı yer kT yakın Fermi yüzeyler, büyüklük n | türev ile verilir D T /D. Fermi yüzeyinde = const (genellikle metaller için n | > 0, ancak örneğin bakır n | < 0).

Ölçümler N.-E. e. yarı iletkenlerde belirlemenize izin verir r, yani t() işlevini geri yükleyin. Genellikle kendi alanında yüksek temp-pax'ta. yarı iletken iletkenlik n | < 0, optik üzerindeki taşıyıcıların saçılması nedeniyle. fononlar. Sıcaklık düştüğünde, ile bir alan belirir. n | > 0, safsızlık iletkenliğine ve taşıyıcıların saçılmasına karşılık gelir Böl. arr. fononlar üzerinde ( r< < 0). При ещё более низких T iyonlaşma saçılması baskındır. ile kirlilikler n | < 0 (r > 0).

zayıf manyetik alanlar (w ile t<< 1, где w с - siklotron frekansı taşıyıcılar) n | bağlı değil H. Güçlü alanlarda (w C t >> 1) katsayısı. n | orantılı bir/ H 2. Anizotropik iletkenlerde katsayı. n | - tensör. miktara göre n | fotonlar tarafından elektronların sürüklenmesini etkiler (artırır n | ), Fermi yüzeyinin anizotropisi, vb.

boyuna H.-E. e. elektrik açısından zengin oluşumundan oluşur. alanlar E || ne (potansiyel fark V || ne) boyunca T huzurunda H | T . Çünkü birlikte T termoelektrik var. alan E a = a T , burada a katsayısıdır. termoelektrik alanlar, daha sonra görünüm tamamlayacaktır. boyunca alanlar T alanı değiştirmekle eşdeğerdir E a . bir mıknatıs uygularken. alanlar:

Magn. alan, elektronların yörüngelerini bükerek (yukarıya bakın), ortalama serbest yollarını azaltır ben yöne T . Ortalama serbest yol (gevşeme süresi t) elektronların enerjisine bağlı olduğundan, azalma ben sıcak ve soğuk taşıyıcılar için aynı değildir: m'nin daha küçük olduğu grup için daha küçüktür. T. o., magn. alan, enerji transferinde ve termoelektrikte hızlı ve yavaş taşıyıcıların rolünü değiştirir. enerji aktarımı sırasında yükün olmamasını sağlayan alan değişmelidir. Aynı zamanda, katsayı N || ayrıca taşıyıcı saçılma mekanizmasına da bağlıdır. Termoelektrik m artan taşıyıcı enerjisiyle azalırsa (taşıyıcıların akustik fononlar tarafından saçılması sırasında) akım artar veya m arttıkça artarsa ​​(katışıklıklarla saçılma sırasında) azalır. Farklı enerjilere sahip elektronlar aynı t'ye sahipse, etki ortadan kalkar ( n|| = 0). Bu nedenle, transfer süreçlerinde yer alan elektronların enerji aralığının küçük olduğu metallerde (~ kT), N || küçük: İki tip taşıyıcıya sahip bir yarı iletkende N ||~ ~ g/kT. Düşük temp-pax'ta n|| fononların elektron sürüklemesinin etkisiyle de artabilir. güçlü manyetik alanlar toplam termoelektrik alan magn. alan "doyur" ve taşıyıcı saçılma mekanizmasından bağımsızdır. Ferromagnet içinde. metaller N.-E. e. kendiliğinden manyetizasyonun varlığı ile ilişkili özelliklere sahiptir.

Bir sinir lifi boyunca yayılan ve bir elektrikte kendini gösteren bir uyarma dalgası. (aksiyon potansiyeli), iyonik, mekanik, termal. ve diğer değişiklikler. Çevre birimlerinden bilgi aktarımı sağlar. içindeki sinir merkezlerine reseptör uçları ... ... Biyolojik ansiklopedik sözlük

sinir dürtüsü- Aksiyon potansiyelini görün. Psikoloji. A Ya. Sözlük referans kitabı / Per. İngilizceden. K.S. Tkachenko. M.: ADİL BASIN. Mike Cordwell. 2000... Büyük Psikolojik Ansiklopedi

Bir sinir impulsu, bir sinir lifi boyunca yayılan elektriksel bir dürtüdür. Sinir uyarılarının iletimi sayesinde, nöronlar arasında bilgi alışverişi yapılır ve bilgi nöronlardan diğer vücut dokularının hücrelerine iletilir. Gergin ... ... Vikipedi

Nöronların uyarılmasına tepki olarak bir sinir lifi boyunca yayılan bir uyarma dalgası. Alıcılardan merkeze bilgi aktarımını sağlar gergin sistem ve ondan yürütme organlarına (kaslar, bezler). Bir sinir yürütmek ... ... ansiklopedik sözlük

sinir dürtüsü- nöronların tahrişine yanıt olarak sinir lifleri boyunca ve sinir hücrelerinin gövdesi boyunca yayılan ve reseptörlerden merkezi sinir sistemine ve ondan yürütme organlarına (kaslar, ... ... Modern doğa biliminin başlangıçları

sinir dürtüsü- nervinis impulsas durumları T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Jaudinimo banga, plintanti nerviniu audiniu. Atsiranda padirginus nervų ląsteles. Perduoda signalus iš jautriųjų periferinių nervų galūnių (receptorių) į centrinę nervų… … Sporto terminų žodynas

Sinir Dürtüsüne Bakın... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

SİNİR DÜRÜŞÜ- Bkz. dürtü (4) ... Sözlük psikolojide