В одной из прошлых статей, посвящённых искусственным нейронным сетям, я упомянул о способах "общения" живых нейронов. Было сказано, что нейроны могут передавать друг другу сигналы посредством электрических импульсов ( т. н. потенциалов действия или ПД). Причём информация может быть "закодирована" как в количестве этих самых ПД, так и в частоте и фазе их передачи.
Поэтому логичным продолжением посвящения в нейронауку является рассмотрение принципа возникновения и дальнейшего распространения потенциала потенциала действия. Сейчас, только зайду в MATLAB и сгенерирую парочку импульсов для картинок.
Ну так вот, потенциал действия. Он возникает, как ни странно, в нейроне, а если быть точным, на его аксональном холмике, а, если быть совсем точным, то на мембране аксонального холмика. Что такое аксональный холмик и из чего вообще состоит нейрон - тема отдельной статьи. Так что же заставляет клетку генерировать спайк (ещё одно название ПД)?????
Причины могут быть две: либо это внешнее раздражение, улавливаемое рецептором, либо - ПД, пришедший от другого нейрона. К слову, рецептор - не что иное, как нервное окончание чувствительного нейрона, только это окончание само может взять и сгенерировать ПД. Короче говоря, любой внешний раздражитель, будь то температура или свет, может привести нервную клетку в возбуждённое состояние. С этим ясно. Но тогда возникает другой вопрос. Откуда в клетке берётся электричество?
Всё дело в том, что внутри мембраны (мембрана - это грань, отделяющая клетку от внешней среды) очень много ионов калия К+. Снаружи клетки много ионов натрия Na+.
Когда приходит внешний раздражитель, мембрана начинает пускать внутрь клетки натрий. Из-за этого внутри клетки накапливается положительный заряд, но это не может продолжаться бесконечно. Со временем, натрия в клетке становится столько, что из-за повышения положительного заряда открываются калиевые каналы. Клетка начинает стремительно испускать наружу тоже положительно заряженный калий К+. Спустя небольшой промежуток времени, вышедший наружу калий "компенсирует" избыток положительного заряда, калиевые каналы закрываются, клетка приходит в исходное состояние.
Если вы были внимательны, то заметили, что на графике исходный потенциал (потенциал покоя) восстанавливается не сразу. График сначала как бы немного "уходит вниз". Это явление называется гиперполяризацией. Обусловлено оно тем, что каналы закрываются не моментально, им нужно некоторое время.
Таким образом, постоянные перемещения положительно заряженных ионов внутрь клетки и наружу вызывают колебания напряжения, передаваемые от одного нейрона к другому и называемые потенциалами действия.
Дорогие друзья, спасибо, что дочитали данную статью до конца. Огромная просьба поделиться в комментариях, не слишком ли я всё упростил. Или наоборот, статья показалась Вам трудной?
ПИШИТЕ, БУДУ РАД ВАШЕЙ ОЦЕНКЕ