ক্রিয়া-বিভবের সিমুলেটর
এই সিমুলেশনের সমীকরণ
| V | ঝিল্লি বিভব (ভেতর বিয়োগ বাইরে) | বিশ্রামে −65 mV; একটি স্পাইক এক মিলিসেকেন্ডের জন্য এটিকে প্রায় +40 mV-তে নেয় | |
|---|---|---|---|
| C_m | ঝিল্লির ধারকত্ব | 1 µF/cm²: পাতলা লিপিড স্তরটি ধারকের মতো চার্জ জমা রাখে | |
| I_stim | উদ্দীপক তড়িৎপ্রবাহ I_stim (µA/cm²) | পালস যতক্ষণ চলে ততক্ষণ দেওয়া হয় | |
| g_Na, g_K, g_L | সর্বোচ্চ পরিবাহিতা | স্কুইডের দানব অ্যাক্সনে 120, 36 ও 0.3 mS/cm², চালু চ্যানেলের অনুপাত দিয়ে মাপা | |
| I_Na, I_K | সোডিয়াম ও পটাসিয়াম প্রবাহ | ঋণাত্মক মানে ভেতরের দিকে: ওঠার পথে সোডিয়াম হুড়মুড় করে ঢোকে, নামার পথে পটাসিয়াম বেরিয়ে যায় |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| E_Na | সোডিয়ামের সাম্য বিভব | বাইরে Na⁺-এর ঘনমাত্রা প্রায় 8 গুণ, তাই ভেতরটা প্রায় +50 mV-তে না পৌঁছানো পর্যন্ত এটি ভেতরে টানে | |
|---|---|---|---|
| E_K | পটাসিয়ামের সাম্য বিভব | ভেতরে K⁺-এর ঘনমাত্রা প্রায় 24 গুণ, তাই এর চ্যানেলগুলো ভোল্টেজকে −77 mV-এর দিকে টানে | |
| T | তাপমাত্রা T (°C) | RT ÷ F সামান্য বাড়ায় আর প্রতি 10 °C-এ প্রতিটি গেটকে 3 গুণ দ্রুত করে |
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
| m | সোডিয়াম সক্রিয়ন গেট | ভোল্টেজ বাড়লে দ্রুত খোলে: এই ধনাত্মক ফেরতপথই স্পাইক তৈরি করে | |
|---|---|---|---|
| h | সোডিয়াম নিষ্ক্রিয়ন গেট | আরও ধীরে বন্ধ হয় আর কয়েক ms বন্ধ থাকে: অবাধ্য দশা | |
| n | পটাসিয়াম সক্রিয়ন গেট | ধীরে খোলে আর ভোল্টেজকে নিচে নামিয়ে আনে, বিশ্রামের চেয়েও নিচে নেমে যায় | |
| φ | তাপমাত্রার গুণক 3^((T − 6.3) ÷ 10) | হজকিন ও হাক্সলি 6.3 °C-এ মেপেছিলেন |
| I_threshold | উদ্দীপনা পরখ করে পাওয়া | স্পাইক হয় সব নয় কিছুই না: সীমার নিচে ঝিল্লি সেরে ওঠে, ওপরে উদ্দীপনা যাই হোক পুরো স্পাইক ঘটে |
|---|
এখনকার মানগুলো দিয়ে:
ক্রিয়া-বিভবের সিমুলেটরটি কীভাবে ব্যবহার করবেন
- পর্দাটি বিশ্রামে শুরু করে, প্রায় −65 mV-তে, আর একটি উদ্দীপনার পালস পায়। সোডিয়াম নালি (নীল) খুলে যায়, হলুদ Na⁺ আয়ন ভেতরে ঢালে, বিভবটি চূড়ায় ওঠে, তারপর পটাশিয়াম নালি (কমলা) খুলে যায় আর বেগুনি K⁺ আয়ন বাইরে বেরিয়ে তা আবার নামিয়ে দেয়। চূড়ার সময় পর্দার ফিতেটি লাল হয়ে জ্বলে ওঠে।
- ছবিটির নিচে দেখানো সীমার নিচে উদ্দীপনার প্রবাহ নামিয়ে দিয়ে “উদ্দীপনা দিন” চাপুন: বিভবটি একটু ওপরে উঠে আবার নেমে আসে, কোনো চূড়া ছাড়াই। তার ওপরে হলে পুরো চূড়াটি প্রতিবারই ছুটে যায়, জোর যা-ই হোক। এটিই সর্ব-বা-শূন্য নিয়ম।
- “উদ্দীপনা বারবার দিন”-এ টিক দিয়ে হারটি বাড়িয়ে প্রতিবর্তহীন সময়টি দেখুন: প্রতি সেকেন্ডে কয়েক শত পালস ছাড়ালে পর্দাটি আর প্রতিটির জন্যই ছুটতে পারে না। সোডিয়াম নালি (TTX) কিংবা পটাশিয়াম নালি (TEA) আটকে দিন, বা পর্দাটি গরম করুন, আর বিভব, দরজা ও প্রবাহের লেখচিত্রে চূড়াটির আকার বদলাতে দেখুন।
সাধারণ প্রশ্ন
একটি ক্রিয়া-বিভব কী থেকে হয়?
বিভব-চালিত সোডিয়াম নালি। ছোট একটি বিভবক্ষয় তার কয়েকটি খুলে দেয়; সোডিয়াম ভেতরে আসে আর পর্দাটিকে আরও বিভবহীন করে, যা আরও নালি খুলে দেয়: এমন একটি ধনাত্মক ফিরতি সাড়া, যা বিভবটিকে সোডিয়ামের সাম্যাবস্থার বিভব, প্রায় +50 mV-র দিকে ঠেলে তোলে। এক মিলিসেকেন্ডের মধ্যেই সোডিয়াম নালিগুলো নিষ্ক্রিয় হয়ে যায় আর ধীর পটাশিয়াম নালিগুলো খুলে যায়, তাই পটাশিয়াম বেরিয়ে যায় আর বিভবটি নেমে আসে, একটু সময়ের জন্য বিশ্রামের নিচেও।
সীমা কী?
সেই বিভব, কিংবা সেই উদ্দীপনা, যেখানে সোডিয়ামের ভেতরে আসা তার বিপক্ষের পটাশিয়াম আর চুইয়ে যাওয়া প্রবাহকে ছাড়িয়ে যায়, তাই ধনাত্মক ফিরতি সাড়াটিই দখল নিয়ে নেয়। এখানে তা দেওয়া হয়েছে সেই সবচেয়ে ছোট উদ্দীপনার প্রবাহ হিসেবে, যা বেছে নেওয়া পালসের দৈর্ঘ্যে একটি চূড়া ছোড়ে; ছোট পালসে আরও জোরালো প্রবাহ লাগে।
প্রতিবর্তহীন সময় কী?
একটি চূড়ার পরে প্রায় এক মিলিসেকেন্ড ধরে কোনো উদ্দীপনাই আরেকটি ছুড়তে পারে না, কারণ সোডিয়াম নালিগুলো নিষ্ক্রিয় (h দরজা বন্ধ): এটিই পরম প্রতিবর্তহীন সময়। তারপর আরও কয়েক মিলিসেকেন্ড চলতির চেয়ে জোরালো একটি উদ্দীপনা লাগে, যতক্ষণ h সামলে ওঠে আর পটাশিয়াম নালি এখনো খোলা: এটিই আপেক্ষিক প্রতিবর্তহীন সময়। এটি একটি নিউরন কত দ্রুত ছুটতে পারে তা বেঁধে দেয় আর একটি অ্যাক্সন বরাবর চূড়াগুলোকে এক দিকেই চলতে বাধ্য করে।
হজকিন–হাক্সলি সমীকরণ কী?
1952 সালে অ্যালান হজকিন আর অ্যান্ড্রু হাক্সলি স্কুইডের বিশাল অ্যাক্সনে নিজেদের মাপের সঙ্গে যে মডেলটি মিলিয়েছিলেন, আর যার জন্য তাঁরা নোবেল পুরস্কার ভাগ করে নিয়েছিলেন। এটি পর্দাটিকে একটি ধারক ধরে, যার সঙ্গে সমান্তরালে সোডিয়াম, পটাশিয়াম আর চুইয়ে যাওয়ার পরিবাহিতা আছে, আর m, h ও n দরজাগুলো বিভব-নির্ভর হারে খোলে-বন্ধ হয়। সিমুলেশনটি তাঁদের আদি পরামিতি নিয়েই তাঁদের সমীকরণগুলো 0.01 ms ধাপে সমাকলন করে।
বলছে WebGL বন্ধ আছে।
3D দৃশ্যটির জন্য WebGL দরকার, যা আজকের প্রতিটি ব্রাউজারেই আছে। ব্রাউজারের সেটিংসে হার্ডওয়্যার ত্বরণ বন্ধ থাকলে, কিংবা গ্রাফিক্সের ড্রাইভার খুব পুরোনো হলে তা বন্ধ হয়ে থাকতে পারে। হার্ডওয়্যার ত্বরণ চালু করুন, কিংবা অন্য একটি ব্রাউজার দিয়ে দেখুন।
কিছু কি আপলোড হয়?
না। সিমুলেশনটি আপনার নিজের ব্রাউজারই WebGL দিয়ে আঁকে; কিছুই কোথাও পাঠানো হয় না, আর পাতাটি একবার লোড হয়ে গেলে তা অফলাইনেও চলতে থাকে।