Aksiyon potansiyeli simülatörü
Bu benzetimdeki denklemler
| V | zar potansiyeli (iç eksi dış) | dinlenmede −65 mV; bir aksiyon potansiyeli onu bir milisaniyeliğine yaklaşık +40 mV’a çıkarır | |
|---|---|---|---|
| C_m | zar kapasitansı | 1 µF/cm²: ince lipit tabakası bir kondansatör gibi yük depolar | |
| I_stim | Uyarı akımı I_stim (µA/cm²) | atım sürdükçe verilir | |
| g_Na, g_K, g_L | en yüksek iletkenlikler | mürekkep balığı dev aksonunda 120, 36 ve 0,3 mS/cm², çalışan kanalların payıyla ölçeklenir | |
| I_Na, I_K | sodyum ve potasyum akımları | negatif içe doğrudur: yükselişte sodyum içeri hücum eder, inişte potasyum dışarı akar |
Mevcut değerlerle:
| E_Na | sodyum denge potansiyeli | Na⁺ dışarıda yaklaşık 8 kat daha derişiktir, bu yüzden iç taraf yaklaşık +50 mV olana dek içeri çekilir | |
|---|---|---|---|
| E_K | potasyum denge potansiyeli | K⁺ içeride yaklaşık 24 kat daha derişiktir, bu yüzden kanalları gerilimi −77 mV’a doğru çeker | |
| T | Sıcaklık T (°C) | RT ÷ F’yi biraz artırır ve her kapıyı her 10 °C için 3 kat hızlandırır |
Mevcut değerlerle:
| m | sodyum aktivasyon kapısı | gerilim yükseldikçe hızla açılır: aksiyon potansiyelini yaratan pozitif geri besleme | |
|---|---|---|---|
| h | sodyum inaktivasyon kapısı | daha yavaş kapanır ve birkaç ms kapalı kalır: refrakter dönem | |
| n | potasyum aktivasyon kapısı | yavaşça açılır ve gerilimi geri indirir, dinlenme değerinin altına taşar | |
| φ | sıcaklık çarpanı 3^((T − 6,3) ÷ 10) | Hodgkin ve Huxley 6,3 °C’de ölçtü |
| I_eşik | uyarılar denenerek bulunur | aksiyon potansiyeli ya hep ya hiçtir: eşiğin altında zar toparlanır, üstünde uyarı ne olursa olsun tam bir aksiyon potansiyeli oluşur |
|---|
Mevcut değerlerle:
Aksiyon potansiyeli simülatörü nasıl kullanılır
- Zar yaklaşık −65 mV’ta dinlenimde başlar ve bir uyarı darbesi alır. Sodyum kanalları (mavi) açılır, sarı Na⁺ iyonları içeri akar, gerilim sivrilir; sonra potasyum kanalları (turuncu) açılır ve mor K⁺ iyonları gerilimi geri indirmek için dışarı akar. Sivrilme sırasında zar şeridi kırmızı parlar.
- Uyarı akımını resmin altında gösterilen eşiğin altına indir ve «Uyar»a bas: gerilim biraz yükselir ve sivrilme olmadan geri düşer. Eşiğin üstünde, şiddeti ne olursa olsun her seferinde tam sivrilme oluşur. Bu, ya hep ya hiç yasasıdır.
- Refrakter dönemi görmek için «Uyarıyı tekrarla»yı işaretle ve hızı artır: saniyede birkaç yüz darbenin ötesinde zar her biri için ateşleyemez. Sodyum kanallarını (TTX) ya da potasyum kanallarını (TEA) engelle ya da zarı ısıt ve gerilim, kapı ve akım grafiklerinde sivrilmenin biçim değiştirdiğini izle.
Sık sorulan sorular
Aksiyon potansiyeline ne yol açar?
Gerilim kapılı sodyum kanalları. Küçük bir depolarizasyon birkaçını açar; sodyum içeri akar ve zarı daha da depolarize eder, bu da daha fazlasını açar: gerilimi sodyum denge potansiyeline, yaklaşık +50 mV’a doğru süren pozitif geri besleme. Bir milisaniye içinde sodyum kanalları inaktive olur ve daha yavaş potasyum kanalları açılır; potasyum dışarı akar ve gerilim kısa süreliğine dinlenimin altına kadar düşer.
Eşik nedir?
Sodyum girişinin ona karşı koyan potasyum ve sızıntı akımlarını geçtiği ve pozitif geri beslemenin devreye girdiği gerilim ya da uyarı. Burada, seçilen darbe süresi için bir sivrilme oluşturan en küçük uyarı akımı olarak verilir; daha kısa bir darbe daha güçlü bir akım ister.
Refrakter dönem nedir?
Bir sivrilmeden sonraki yaklaşık bir milisaniye boyunca, sodyum kanalları inaktive olduğundan (h kapısı kapalı) hiçbir uyarı yenisini oluşturamaz: mutlak refrakter dönem. Sonraki birkaç milisaniye, h toparlanırken ve potasyum kanalları hâlâ açıkken olağandan güçlü bir uyarı gerekir: göreli refrakter dönem. Bir nöronun ne kadar hızlı ateşleyebileceğini sınırlar ve sivrilmelerin akson boyunca tek yönde ilerlemesini sağlar.
Hodgkin–Huxley denklemleri nelerdir?
Alan Hodgkin ve Andrew Huxley’nin 1952’de mürekkep balığı dev aksonundaki ölçümlerine uydurdukları ve onlara Nobel Ödülü’nü paylaştıran model. Zarı, paralel sodyum, potasyum ve sızıntı iletkenlikleri olan bir kondansatör olarak ele alır; m, h ve n kapıları gerilime bağlı hızlarla açılıp kapanır. Simülasyon onların denklemlerini, özgün parametreleriyle, 0,01 ms’lik adımlarla entegre eder.
WebGL’nin kapalı olduğunu söylüyor.
3B görünüm, güncel her tarayıcıda bulunan WebGL’ye ihtiyaç duyar. Tarayıcı ayarlarında donanım hızlandırma kapatılmışsa ya da grafik sürücüsü çok eskiyse kapalı olabilir. Donanım hızlandırmayı aç ya da başka bir tarayıcı dene.
Bir şey yükleniyor mu?
Hayır. Simülasyonu WebGL ile kendi tarayıcın çizer; hiçbir yere hiçbir şey gönderilmez ve sayfa yüklendikten sonra çevrimdışı da çalışmaya devam eder.