Simulator Potensial Aksi
Persamaan dalam simulasi ini
| V | potensial membran (dalam dikurangi luar) | istirahat pada −65 mV; potensial aksi membawanya ke sekitar +40 mV selama satu milidetik | |
|---|---|---|---|
| C_m | kapasitansi membran | 1 µF/cm²: lapisan lipid tipis menyimpan muatan seperti kapasitor | |
| I_stim | Arus stimulus I_stim (µA/cm²) | disuntikkan selama pulsa berlangsung | |
| g_Na, g_K, g_L | konduktansi maksimum | 120, 36 dan 0,3 mS/cm² pada akson raksasa cumi-cumi, dikalikan bagian kanal yang bekerja | |
| I_Na, I_K | arus natrium dan kalium | negatif berarti ke dalam: natrium masuk saat naik, kalium keluar saat turun |
Dengan nilai saat ini:
| E_Na | potensial kesetimbangan natrium | Na⁺ sekitar 8 kali lebih pekat di luar, jadi tertarik masuk sampai bagian dalam mencapai sekitar +50 mV | |
|---|---|---|---|
| E_K | potensial kesetimbangan kalium | K⁺ sekitar 24 kali lebih pekat di dalam, jadi kanalnya menarik tegangan ke −77 mV | |
| T | Suhu T (°C) | menaikkan RT ÷ F sedikit dan mempercepat tiap gerbang 3 kali per 10 °C |
Dengan nilai saat ini:
| m | gerbang aktivasi natrium | terbuka cepat saat tegangan naik: umpan balik positif yang membuat potensial aksi | |
|---|---|---|---|
| h | gerbang inaktivasi natrium | menutup lebih lambat dan tetap tertutup beberapa ms: periode refrakter | |
| n | gerbang aktivasi kalium | terbuka perlahan dan menurunkan tegangan kembali, sampai melewati di bawah istirahat | |
| φ | faktor suhu 3^((T − 6,3) ÷ 10) | Hodgkin dan Huxley mengukur pada 6,3 °C |
| I_ambang | ditemukan dengan mencoba stimulus | potensial aksi bersifat semua atau tidak sama sekali: di bawah ambang membran pulih, di atasnya potensial aksi penuh terjadi berapa pun kuat stimulusnya |
|---|
Dengan nilai saat ini:
Cara memakai simulator potensial aksi
- Membran mulai dalam keadaan istirahat, sekitar −65 mV, dan menerima satu pulsa stimulus. Kanal natrium (biru) terbuka, ion Na⁺ kuning menyerbu masuk, tegangan melonjak, lalu kanal kalium (jingga) terbuka dan ion K⁺ ungu mengalir keluar dan menurunkannya kembali. Pita membran menyala merah selama potensial aksi.
- Turunkan arus stimulus di bawah ambang yang tertera di bawah gambar dan tekan Rangsang: tegangan naik sedikit dan turun lagi tanpa potensial aksi. Di atasnya, potensial aksi penuh terjadi setiap kali, berapa pun kuatnya. Itulah hukum semua atau tidak sama sekali.
- Centang Ulangi stimulus dan naikkan frekuensinya untuk melihat periode refrakter: di atas beberapa ratus pulsa per detik membran tidak bisa menembak untuk setiap pulsa. Blokir kanal natrium (TTX) atau kanal kalium (TEA), atau hangatkan membran, dan lihat bentuk potensial aksi berubah pada grafik tegangan, gerbang dan arus.
Pertanyaan umum
Apa yang menyebabkan potensial aksi?
Kanal natrium bergerbang tegangan. Depolarisasi kecil membuka beberapa di antaranya; natrium masuk dan mendepolarisasi membran lebih jauh, yang membuka lebih banyak lagi: umpan balik positif yang mendorong tegangan menuju potensial kesetimbangan natrium, sekitar +50 mV. Dalam satu milidetik kanal natrium terinaktivasi dan kanal kalium yang lebih lambat terbuka, sehingga kalium keluar dan tegangan turun, sesaat di bawah istirahat.
Apa itu ambang?
Tegangan, atau stimulus, saat aliran masuk natrium melampaui arus kalium dan arus bocor yang melawannya, sehingga umpan balik positif mengambil alih. Di sini ambang diberikan sebagai arus stimulus terkecil yang memicu potensial aksi untuk panjang pulsa yang dipilih; pulsa yang lebih pendek butuh arus yang lebih kuat.
Apa itu periode refrakter?
Selama sekitar satu milidetik setelah potensial aksi, tidak ada stimulus yang bisa memicu potensial aksi lagi, karena kanal natrium terinaktivasi (gerbang h tertutup): periode refrakter absolut. Selama beberapa milidetik berikutnya dibutuhkan stimulus yang lebih kuat dari biasa, sementara h pulih dan kanal kalium masih terbuka: periode refrakter relatif. Periode ini membatasi seberapa cepat neuron bisa menembak dan membuat potensial aksi merambat satu arah sepanjang akson.
Apa itu persamaan Hodgkin-Huxley?
Model yang dicocokkan Alan Hodgkin dan Andrew Huxley pada pengukuran mereka di akson raksasa cumi-cumi tahun 1952, yang membuat mereka berbagi Hadiah Nobel. Model ini memperlakukan membran sebagai kapasitor dengan konduktansi natrium, kalium dan bocor yang paralel, dengan gerbang m, h dan n yang membuka dan menutup dengan laju yang bergantung pada tegangan. Simulasi ini mengintegrasikan persamaan mereka, dengan parameter aslinya, dalam langkah 0,01 ms.
Katanya WebGL dimatikan.
Tampilan 3D memerlukan WebGL, yang dimiliki semua browser terkini. WebGL bisa nonaktif jika akselerasi perangkat keras dimatikan di pengaturan browser, atau karena driver grafis yang sangat lama. Nyalakan akselerasi perangkat keras, atau coba browser lain.
Apakah ada yang diunggah?
Tidak. Simulasi digambar oleh browser Anda sendiri dengan WebGL; tidak ada yang dikirim ke mana pun, dan simulasi tetap berjalan offline setelah halaman dimuat.