Ar nervinis impulsas yra elektrinis impulsas ar ne?

Yra įvairių požiūrių: cheminių ir elektrinių. „Google“ rezultatai.

Dmitrijus. Kodėl nervai nėra laidai ir kodėl nervinis impulsas nėra srovė? (4.09.2013)

FIZINĖ ENCIKLOPEDIJA:

NERVINIS IMPULSAS - susijaudinimo banga, kraštai plinta išilgai nervinės skaidulos ir padeda perduoti informaciją iš periferinių. receptorių (jautrių) galūnių į nervų centrus, centro viduje. nervų sistema, o nuo jos iki vykdomojo aparato – raumenys ir liaukos. N. ir. lydimas pereinamojo elektros procesai, kuriuos galima fiksuoti tiek ekstraląsteliniais, tiek viduląsteliniais elektrodais... Išilgai nervinės skaidulos nervinis impulsas plinta elektrinės bangos pavidalu. potencialus. Sinapsėje pasikeičia sklidimo mechanizmas. Kai N. ir. pasiekia presinapsinį. galūnės, sinapsėje. tarpas išskiria aktyvią cheminę medžiagą. substancija - me d i a t o r. Siųstuvas difunduoja per sinapsę. tarpas ir keičia postsinapsinio pralaidumą. membrana, dėl kurios ant jos atsiranda potencialas, vėl generuojantis sklindantį impulsą. Taip veikia chemija. sinapsė. Yra ir elektrinis. sinapsė kai pėdsakas . neuronas sužadinamas elektra... Nervinės skaidulos ramybės būsena... stacionari dėl veikimo jonų siurbliai , o membranos potencialas atviros grandinės sąlygomis nustatomas nuo lygybės iki nulio sumos elektrinis dabartinis...
Nervinio sužadinimo procesas vystosi taip (taip pat žr Biofizika). Jei per aksoną praleidžiate silpnos srovės impulsą, dėl kurio atsiranda membranos depoliarizacija, tada pašalinus išorinį. poveikį, potencialas monotoniškai grįžta į pradinį lygį. Tokiomis sąlygomis aksonas elgiasi kaip pasyvus elektrinis grandinė, susidedanti iš kondensatoriaus ir nuolatinės srovės. pasipriešinimas.
Jeigu srovės impulsas viršija tam tikrą slenkstinę reikšmę, potencialas ir toliau kinta net ir išjungus trikdymą...

Nervų skaidulų membrana yra netiesinė joninis laidininkas , kurių savybės labai priklauso nuo elektros laukai.

ION PUMPS molekulinės struktūros, įmontuotos į biol. membranos ir įgyvendinimas jonų transportavimas link aukštesnės elektrocheminės potencialus

SEMENOVAS S.N. APIE NERVINIO IMPULSO FONONĄ PRIGIMTĘ IŠ EVOLIUCIJOS DINAMIKOS POZICIJOS. (29.05.2013)
Semenovas S.N. Fononas yra biologinės (ląstelinės) membranos kvantas.

BIOLOGINIŲ MEMBRANŲ STRUKTŪROS IR VEIKIMO MOLEKULINIS-MECHANINIS MODELIS
ĮVADAS Į KVANTINĖS FONONŲ MEMBRANŲ BIOLOGIJAS.
S.N. Semjonovas, Paskelbimo data: 2003 m. rugsėjo 8 d
Susisiekite su autoriumi: [apsaugotas el. paštas]

Nikolajevas L.A. "Metalai gyvuose organizmuose" - Maskva: Švietimas, 1986 - p.127
Mokslo populiarinimo forma autorius pasakoja apie metalų vaidmenį biocheminiuose procesuose, vykstančiuose gyvuose organizmuose. Knyga padės praplėsti mokinių akiratį.
Abu jonai (natrio ir kalio) dalyvauja sklindant elektriniams impulsams išilgai nervo.

Nervinių impulsų elektrinė prigimtis ir nervinės ląstelės jaudrumas.
Net XIX amžiaus išvakarėse Galvani eksperimentiškai įrodė, kad yra tam tikras ryšys tarp elektros energijos ir raumenų bei nervų funkcionavimo.
Skeleto raumenų sužadinimo elektrinio pobūdžio nustatymas paskatino šią savybę praktiškai pritaikyti medicinoje. Prie to labai prisidėjo olandų fiziologas Willernas Einthovenas. 1903 m. jis sukūrė ypač jautrų galvanometrą, tokį jautrų, kad juo būtų galima fiksuoti susitraukiančio širdies raumens elektrinio potencialo pokyčius. Per ateinančius trejus metus Einthovenas užfiksavo širdies potencialo pokyčius jos susitraukimo metu (šis įrašas vadinamas elektrokardiograma) ir palygino viršūnių ir slėnių ypatumus su įvairių tipų širdies patologijomis.
Nervinio impulso elektrinį pobūdį buvo sunkiau aptikti, iš pradžių buvo manoma, kad elektros srovės atsiradimą ir išplitimą išilgai nervinės skaidulos nulėmė cheminiai nervinės ląstelės pokyčiai. Tokio grynai spekuliatyvaus sprendimo priežastis buvo XIX amžiaus vokiečių fiziologo Emile'o Du Bois-Raymondo eksperimentų rezultatai, kuris, naudodamas labai jautrų galvanometrą, sugebėjo užregistruoti silpną elektros srovę nerve, kai jis buvo stimuliuojamas.
Tobulėjant technologijoms, nervinio impulso elektrinio pobūdžio tyrimai tapo vis elegantiškesni. Ant įvairių nervinės skaidulos dalių uždėję mažyčius elektrodus (mikroelektrodus), mokslininkai osciloskopu išmoko fiksuoti ne tik elektrinio potencialo, atsirandančio nervą sužadinant, dydį, bet ir jo trukmę, sklidimo greitį bei kitus elektrofiziologinius parametrus. Už darbą šioje srityje amerikiečių fiziologai Josephas Erlangeris ir Herbertas Spenceris Hesseris 1944 metais buvo apdovanoti Nobelio medicinos ir fiziologijos premija.
Jei nervinei ląstelei taikomi didėjančio stiprumo elektriniai impulsai, tai iš pradžių, kol impulso stiprumas nepasieks tam tikros reikšmės, ląstelė į šiuos impulsus nereaguos. Bet kai tik impulso stiprumas pasiekia tam tikrą vertę, ląstelė staiga susijaudina ir iškart sužadinimas pradeda skleistis palei nervinę skaidulą. Nervinė ląstelė turi tam tikrą sužadinimo slenkstį, o į bet kokį dirgiklį, viršijantį šį slenkstį, ji reaguoja tik tam tikro intensyvumo sužadinimu. Taigi nervinės ląstelės jaudrumas paklūsta dėsniui „viskas arba nieko“, o visose kūno nervinėse ląstelėse sužadinimo pobūdis yra vienodas.

http://med-000.ru/kak-funkcioniruet-nerv/elektrich...

Joninė nervinių impulsų teorija, kalio ir natrio jonų vaidmuo nerviniame sužadinime.

Pačios nervinės ląstelės sužadinimas yra dėl to jonų judėjimas per ląstelės membraną. Paprastai ląstelės viduje yra kalio jonų perteklius, o ląstelės išorėje yra natrio jonų perteklius. Ramybės būsenoje ląstelė neišskiria kalio jonų ir neįsileidžia į save natrio jonų, todėl šių jonų koncentracija abiejose membranos pusėse netaptų vienoda. Ląstelė palaiko jonų gradientą naudodama natrio siurblį, kuris išpumpuoja natrio jonus, kai jie patenka į ląstelę per membraną. Skirtingos natrio jonų koncentracijos abiejose ląstelės membranos pusėse sukuria apie 1/10 voltų potencialų skirtumą. Kai ląstelė yra stimuliuojama, potencialų skirtumas sumažėja, o tai reiškia, kad ląstelė yra susijaudinusi. Ląstelė negali reaguoti į kitą dirgiklį, kol vėl nebus atkurtas potencialų skirtumas tarp išorinės ir vidinės membranos pusių. Šis „poilsio“ laikotarpis trunka kelias tūkstantąsias sekundės dalis ir vadinamas ugniai atspariu periodu.
Ląstelę sužadinus, impulsas pradeda sklisti palei nervinę skaidulą. Impulso sklidimas – tai nuoseklių nervinės skaidulos fragmentų sužadinimo serija, kai ankstesnio fragmento sužadinimas sukelia kito sužadinimą ir taip iki pat skaidulos pabaigos. Impulsas sklinda tik viena kryptimi, nes ankstesnis fragmentas, kuris ką tik buvo sužadintas, negali būti iš karto sužadintas, nes jis yra „poilsio“ stadijoje.
Tai, kad nervinio impulso atsiradimą ir plitimą lemia nervinės ląstelės membranos joninio pralaidumo pasikeitimas, pirmieji įrodė britų neurofiziologai Alanas Lloydas Hodžkinas ir Andrew Fieldingas Huxley, taip pat australų tyrinėtojas Johnas Carewas Icclesas.

Veikimo potencialas arba nervinis impulsas, specifinis atsakas, kuris atsiranda sužadinimo bangos pavidalu ir teka visu nervo keliu. Ši reakcija yra atsakas į dirgiklį. Pagrindinė užduotis – perduoti duomenis iš receptoriaus į nervų sistemą, o po to ji šią informaciją nukreipia į norimus raumenis, liaukas ir audinius. Praėjus impulsui, paviršinė membranos dalis įkraunama neigiamai, o jos vidinė dalis išlieka teigiama. Taigi nervinis impulsas yra nuosekliai perduodamas elektrinis pokytis.

Jaudinantis efektas ir jo pasiskirstymas priklauso nuo fizikinės ir cheminės prigimties. Energija šiam procesui generuojama tiesiogiai pačiame nerve. Taip atsitinka dėl to, kad impulso praėjimas sukelia šilumos susidarymą. Jai pasibaigus, prasideda silpninimo arba atskaitos būsena. Kai tik sekundės dalį nervas negali atlikti dirgiklio. Greitis, kuriuo impulsas gali būti perduodamas, svyruoja nuo 3 m/s iki 120 m/s.

Pluoštai, per kuriuos praeina sužadinimas, turi specifinį apvalkalą. Grubiai tariant, ši sistema primena elektros kabelį. Membranos sudėtis gali būti mielininė arba nemielininė. Svarbiausias mielino apvalkalo komponentas yra mielinas, kuris atlieka dielektriko vaidmenį.

Pulso greitis priklauso nuo kelių veiksnių, pavyzdžiui, kuo jis storesnis, tuo greitis vystosi greičiau. Kitas veiksnys, didinantis laidumo greitį, yra pats mielinas. Tačiau tuo pačiu metu jis yra ne per visą paviršių, o dalimis, tarsi surištas. Atitinkamai, tarp šių sričių yra tų, kurios lieka „plikos“. Jie sukelia srovės nutekėjimą iš aksono.

Aksonas yra procesas, naudojamas duomenims perduoti iš vienos ląstelės į kitą. Šį procesą reguliuoja sinapsė – tiesioginis ryšys tarp neuronų arba neurono ir ląstelės. Taip pat yra vadinamoji sinaptinė erdvė arba plyšys. Kai į neuroną patenka dirginantis impulsas, reakcijos metu išsiskiria neurotransmiteriai (cheminės sudėties molekulės). Jie praeina pro sinapsinę angą ir galiausiai pasiekia neurono ar ląstelės, į kurią reikia perduoti duomenis, receptorius. Kalcio jonai yra būtini nerviniam impulsui perduoti, nes be to neuromediatorius neišsiskiria.

Autonominę sistemą daugiausia aprūpina nemielinizuoti audiniai. Jaudulys jais sklinda nuolat ir nenutrūkstamai.

Perdavimo principas pagrįstas elektrinio lauko atsiradimu, todėl atsiranda potencialas, kuris dirgina gretimos sekcijos membraną ir pan.

Tokiu atveju veikimo potencialas nejuda, o atsiranda ir išnyksta vienoje vietoje. Per tokius pluoštus perdavimo greitis yra 1-2 m/s.

Elgesio dėsniai

Medicinoje yra keturi pagrindiniai dėsniai:

• Anatominė ir fiziologinė vertė. Sužadinimas atliekamas tik tuo atveju, jei nepažeidžiamas paties pluošto vientisumas. Jei vienybė neužtikrinama, pavyzdžiui, dėl pažeidimo, narkotikų vartojimo, nervinio impulso laidumas yra neįmanomas.
• Izoliuotas dirginimo laidumas. Sužadinimas gali būti perduodamas išilgai nervinės skaidulos, neperduodamas į kaimynines.
• Dvišalis laidumas. Impulso laidumo kelias gali būti tik dviejų tipų – išcentrinis ir įcentrinis. Tačiau iš tikrųjų kryptis atsiranda viename iš variantų.
• Nesumažėjęs įgyvendinimas. Impulsai nenuslūgsta, kitaip tariant, jie vykdomi be mažėjimo.

Impulsų laidumo chemija

Dirginimo procesą taip pat kontroliuoja jonai, daugiausia kalio, natrio ir kai kurių organinių junginių. Šių medžiagų koncentracija yra skirtinga, ląstelė yra neigiamai įkrauta savo viduje, o teigiamai – paviršiuje. Šis procesas bus vadinamas potencialų skirtumu. Kai neigiamas krūvis svyruoja, pavyzdžiui, jam mažėjant, išprovokuojamas potencialų skirtumas ir šis procesas vadinamas depoliarizacija.

Neurono stimuliavimas reiškia natrio kanalų atidarymą stimuliacijos vietoje. Tai gali palengvinti teigiamo krūvio dalelių patekimą į ląstelę. Atitinkamai sumažėja neigiamas krūvis ir atsiranda veikimo potencialas arba nervinis impulsas. Po to natrio kanalai vėl užsidaro.

Dažnai nustatoma, kad būtent poliarizacijos susilpnėjimas skatina kalio kanalų atsivėrimą, kuris provokuoja teigiamo krūvio kalio jonų išsiskyrimą. Šis veiksmas sumažina neigiamą krūvį ląstelės paviršiuje.

Ramybės potencialas arba elektrocheminė būsena atkuriama įjungus kalio-natrio siurblius, kurių pagalba iš ląstelės išeina natrio jonai, o į ją patenka kalio jonai.

Dėl to galime teigti, kad atnaujinus elektrocheminius procesus atsiranda impulsai, kurie keliauja pluoštais.

Biologijos mokslų kandidatas L. Chailakhyanas, SSRS mokslų akademijos Biofizikos instituto mokslo darbuotojas

Žurnalo skaitytoja L. Gorbunova (Cibino kaimas, Maskvos sritis) mums rašo: „Mane domina signalo perdavimo per nervines ląsteles mechanizmas“.

1963 m. Nobelio premijos laureatai (iš kairės į dešinę): A. Hodžkinas, E. Huxley, D. Ecclesas.

Mokslininkų idėjos apie nervinių impulsų perdavimo mechanizmą pastaruoju metu smarkiai pasikeitė. Dar visai neseniai Bernsteino pažiūros dominavo moksle.

Žmogaus smegenys, be jokios abejonės, yra aukščiausias gamtos pasiekimas. Kilograme nervinio audinio yra viso žmogaus kvintesencija, pradedant gyvybinių funkcijų reguliavimu – širdies, plaučių, virškinamojo trakto, kepenų darbu – ir baigiant jo dvasiniu pasauliu. Čia yra mūsų mąstymo gebėjimai, visas mūsų pasaulio suvokimas, atmintis, protas, mūsų savimonė, mūsų „aš“. Žinoti smegenų veikimo mechanizmus reiškia pažinti save.

Tikslas puikus ir viliojantis, tačiau tyrimo objektas – neįtikėtinai sudėtingas. Juokauju, šis kilogramas audinių yra sudėtinga ryšio tarp dešimčių milijardų nervinių ląstelių sistema.

Tačiau pirmasis reikšmingas žingsnis siekiant suprasti, kaip veikia smegenys, jau žengtas. Tai gali būti vienas iš paprasčiausių, bet nepaprastai svarbus viskam, kas bus toliau.

Turiu omenyje nervinių impulsų – signalų, einančių palei nervus, tarsi laidais, – perdavimo mechanizmo tyrimą. Būtent šie signalai yra smegenų abėcėlė, kurios pagalba juslės į centrinę nervų sistemą siunčia informaciją-siuntimus apie įvykius išoriniame pasaulyje. Smegenys nerviniais impulsais koduoja savo nurodymus raumenims ir įvairiems vidaus organams. Galiausiai atskiros nervinės ląstelės ir nervų centrai kalba šių signalų kalba.

Nervų ląstelės – pagrindinis smegenų elementas – yra įvairaus dydžio ir formos, tačiau iš esmės jos turi vieną struktūrą. Kiekviena nervinė ląstelė susideda iš trijų dalių: kūno, ilgos nervinės skaidulos – aksono (jos ilgis pas žmogų svyruoja nuo kelių milimetrų iki metro) ir kelių trumpų šakotų procesų – dendritų. Nervų ląstelės yra izoliuotos viena nuo kitos membranomis. Tačiau ląstelės vis tiek sąveikauja viena su kita. Tai atsitinka ląstelių sandūroje; ši jungtis vadinama „sinapse“. Sinapsėje susitinka vienos nervinės ląstelės aksonas ir kitos ląstelės kūnas arba dendritas. Be to, įdomu tai, kad sužadinimas gali būti perduodamas tik viena kryptimi: iš aksono į kūną ar dendritą, bet jokiu būdu ne atgal. Sinapsė yra kaip kenotronas: ji perduoda signalus tik viena kryptimi.

Nervinio impulso ir jo sklidimo mechanizmo tyrimo problemoje galima išskirti du pagrindinius klausimus: nervinio impulso arba sužadinimo laidumo vienoje ląstelėje pobūdį - išilgai pluošto ir nervinio impulso perdavimo mechanizmą. iš ląstelės į ląstelę – per sinapses.

Koks yra signalų, perduodamų iš ląstelės į ląstelę išilgai nervinių skaidulų, pobūdis?

Žmonės ilgą laiką domėjosi šia problema, darė prielaidą, kad signalo sklidimas buvo susijęs su skysčių perpylimu per nervus, tarsi per vamzdelius. Niutonas manė, kad tai grynai mechaninis procesas. Kai atsirado elektromagnetinė teorija, mokslininkai nusprendė, kad nervinis impulsas yra analogiškas srovės judėjimui laidininku greičiu, artimu elektromagnetinių virpesių sklidimo greičiui. Galiausiai, tobulėjant biochemijai, atsirado požiūris, kad nervinio impulso judėjimas yra specialios biocheminės reakcijos sklidimas nerviniu pluoštu.

Tačiau nė viena iš šių idėjų nepasitvirtino.

Šiuo metu atskleista nervinio impulso prigimtis: tai stebėtinai subtilus elektrocheminis procesas, pagrįstas jonų judėjimu per ląstelės membraną.

Prie šios gamtos atradimo labai prisidėjo trijų mokslininkų darbai: Kembridžo universiteto biofizikos profesoriaus Alano Hodžkino darbai; Andrew Huxley, Londono universiteto fiziologijos profesorius, ir Johnas Ecclesas, fiziologijos profesorius, Kanberos universitetas, Australija. Jie buvo apdovanoti Nobelio medicinos premija už 1963 m.

Garsus vokiečių fiziologas Bernsteinas mūsų amžiaus pradžioje pirmasis pasiūlė nervinio impulso elektrocheminę prigimtį.

Dvidešimtojo amžiaus pradžioje apie nervinį sužadinimą buvo žinoma gana daug. Mokslininkai jau žinojo, kad nervinę skaidulą galima sužadinti elektros srove, o sužadinimas visada vyksta po katodu – po minusu. Buvo žinoma, kad sujaudinta nervo sritis yra neigiamai įkrauta, palyginti su nesujaudinta sritimi. Nustatyta, kad nervinis impulsas kiekviename taške trunka tik 0,001-0,002 sekundės, kad sužadinimo dydis nepriklauso nuo dirginimo stiprumo, kaip ir skambučio garsas mūsų bute nepriklauso nuo to, kaip stipriai spaudžiame. mygtukas. Galiausiai mokslininkai nustatė, kad gyvuose audiniuose elektros srovės nešėjai yra jonai; Be to, ląstelės viduje pagrindinis elektrolitas yra kalio druskos, o audinių skystyje - natrio druskos. Daugumos ląstelių viduje kalio jonų koncentracija yra 30-50 kartų didesnė nei kraujyje ir tarpląsteliniame skystyje, kuris plauna ląsteles.

Ir remdamasis visais šiais duomenimis, Bernsteinas pasiūlė, kad nervų ir raumenų ląstelių membrana yra speciali pusiau pralaidi membrana. Jis pralaidus tik K + jonams; visiems kitiems jonams, įskaitant neigiamo krūvio anijonus ląstelės viduje, kelias yra uždaras. Aišku, kad kalis, pagal difuzijos dėsnius, linkęs išeiti iš ląstelės, ląstelėje atsiranda anijonų perteklius, o potencialų skirtumas atsiras abiejose membranos pusėse: išorėje – pliusas (katijonų perteklius), viduje - minusas (anijonų perteklius). Šis potencialų skirtumas vadinamas ramybės potencialu. Taigi ramybės būsenoje, nesužadintoje būsenoje, ląstelės vidus visada yra neigiamai įkrautas, lyginant su išoriniu tirpalu.

Bernsteinas pasiūlė, kad nervinės skaidulos sužadinimo momentu paviršinėje membranoje įvyksta struktūriniai pokyčiai, jos poros tarsi padidėja, ji tampa pralaidi visiems jonams. Tokiu atveju natūralu, kad potencialų skirtumas išnyksta. Tai sukelia nervinį signalą.

Bernsteino membranų teorija greitai sulaukė pripažinimo ir egzistavo daugiau nei 40 metų, iki mūsų amžiaus vidurio.

Tačiau jau 30-ųjų pabaigoje Bernsteino teorija susidūrė su neįveikiamais prieštaravimais. 1939 m. jį sukrėtė subtilūs Hodžkino ir Huxley eksperimentai. Šie mokslininkai pirmieji išmatavo absoliučias nervinio pluošto membranos potencialo vertes ramybės ir sužadinimo metu. Paaiškėjo, kad sužadinus membranos potencialas ne tiesiog sumažėjo iki nulio, o peržengė nulį keliomis dešimtimis milivoltų. Tai yra, vidinė pluošto dalis pasikeitė iš neigiamos į teigiamą.

Tačiau neužtenka nuversti teoriją, turime ją pakeisti kita: mokslas netoleruoja vakuumo. Ir Hodžkinas, Huxley, Katzas 1949–1953 m. siūlo naują teoriją. Jis vadinamas natriu.

Čia skaitytojas turi teisę nustebti: iki šiol apie natrį nebuvo nė kalbos. Štai ir visa esmė. Mokslininkai pažymėtų atomų pagalba nustatė, kad perduodant nervinius impulsus dalyvauja ne tik kalio jonai ir anijonai, bet ir natrio bei chloro jonai.

Natrio ir chloro jonų organizme yra pakankamai, visi žino, kad kraujas yra sūrus. Be to, tarpląsteliniame skystyje natrio yra 5–10 kartų daugiau nei nervinėje skaiduloje.

Ką tai galėtų reikšti? Mokslininkai teigia, kad sužadinus pirmą kartą smarkiai padidėja membranos pralaidumas tik natriui. Pralaidumas tampa dešimtis kartų didesnis nei kalio jonų. O kadangi lauke yra 5-10 kartų daugiau natrio nei viduje, jis linkęs patekti į nervinę skaidulą. Ir tada pluošto vidus taps teigiamas.

Ir po kurio laiko – po sužadinimo – pusiausvyra atsistato: membrana pradeda leisti kalio jonus. Ir jie išeina į lauką. Taigi jie kompensuoja teigiamą krūvį, kurį į pluoštą įvedė natrio jonai.

Nebuvo lengva kilti iki tokių idėjų. Ir štai kodėl: natrio jonų skersmuo tirpale yra pusantro karto didesnis nei kalio ir chloro jonų skersmuo. Ir visiškai neaišku, kaip didesnis jonas praeina ten, kur mažesnis negali praeiti.

Reikėjo radikaliai pakeisti požiūrį į jonų perėjimo per membranas mechanizmą. Akivaizdu, kad argumentuoti vien apie poras membranoje čia nepakanka. Ir tada buvo iškelta mintis, kad jonai galėtų pereiti per membraną visai kitaip, kol kas padedant slaptiems sąjungininkams – specialioms organinių nešėjų molekulėms, paslėptoms pačioje membranoje. Tokios molekulės pagalba jonai gali kirsti membraną bet kur, ne tik per poras. Be to, šios taksi molekulės gerai išskiria savo keleivius, jos nepainioja natrio jonų su kalio jonais.

Tada bendras nervinio impulso sklidimo vaizdas atrodys taip. Ramybės būsenoje nešiklio molekulės, neigiamai įkrautos, membranos potencialo prispaudžiamos prie išorinės membranos ribos. Todėl natrio pralaidumas yra labai mažas: 10-20 kartų mažesnis nei kalio jonų. Kalis gali prasiskverbti pro membraną per poras. Artėjant sužadinimo bangai elektrinio lauko slėgis ant nešiklio molekulių mažėja; jie nusimeta elektrostatinius „pančius“ ir pradeda pernešti natrio jonus į ląstelę. Tai dar labiau sumažina membranos potencialą. Yra tam tikras grandininis membranos įkrovimo procesas. Ir šis procesas nuolat plinta palei nervinę skaidulą.

Įdomu tai, kad nervinės skaidulos savo pagrindiniam darbui – nervinių impulsų vedimui – praleidžia tik apie 15 minučių per dieną. Tačiau skaidulos tam pasiruošusios bet kurią sekundę: visi nervinės skaidulos elementai veikia be pertraukų – 24 valandas per parą. Nervinės skaidulos šia prasme yra panašios į perimtuvus orlaivius, kurių varikliai nuolat veikia momentiniam išskridimui, tačiau pats išvykimas gali įvykti tik kartą per kelis mėnesius.

Dabar susipažinome su pirmąja paslaptingo nervinio impulso perdavimo puse – išilgai vienos skaidulos. Kaip sužadinimas perduodamas iš ląstelės į ląstelę, per sandūras – sinapses? Šis klausimas buvo išnagrinėtas nuostabiuose trečiojo Nobelio premijos laureato Johno Eccleso eksperimentuose.

Sužadinimas negali tiesiogiai persikelti iš vienos ląstelės nervų galūnių į kitos ląstelės kūną ar dendritus. Beveik visa srovė teka per sinapsinį plyšį į išorinį skystį, o nedidelė jos dalis per sinapsę patenka į gretimą ląstelę, negalėdama sukelti sužadinimo. Taigi sinapsių srityje sutrinka nervinio impulso sklidimo elektrinis tęstinumas. Čia, dviejų ląstelių sandūroje, įsigali visai kitas mechanizmas.

Sužadinimui artėjant prie ląstelės galo, sinapsės vietos, į tarpląstelinį skystį išsiskiria fiziologiškai aktyvios medžiagos – mediatoriai, arba tarpininkai. Jie tampa informacijos perdavimo iš ląstelės į ląstelę grandimi. Mediatorius chemiškai sąveikauja su antrąja nervine ląstele, keičia jos membranos joninį pralaidumą – tarsi išmuša skylę, į kurią veržiasi daug jonų, tarp jų ir natrio jonai.

Taigi Hodžkino, Huxley ir Eccleso darbų dėka svarbiausias nervinės ląstelės būsenas – sužadinimą ir slopinimą – galima apibūdinti joniniais procesais, paviršinių membranų struktūriniais ir cheminiais pertvarkymais. Remiantis šiais darbais, jau galima daryti prielaidas apie galimus trumpalaikės ir ilgalaikės atminties mechanizmus, apie nervinio audinio plastines savybes. Tačiau tai pokalbis apie mechanizmus vienoje ar keliose ląstelėse. Tai tik smegenų ABC. Matyt, kitas etapas, ko gero, daug sunkesnis, yra dėsnių, pagal kuriuos kuriama tūkstančių nervinių ląstelių koordinuojanti veikla, atradimas, kalbos, kuria nervų centrai kalba tarpusavyje, atpažinimas.

Žinodami, kaip veikia smegenys, dabar esame tokio vaiko, kuris išmoko abėcėlės raides, bet nemoka jų sujungti žodžiais, lygyje. Tačiau jau ne už kalnų laikas, kai mokslininkai, pasitelkę kodą – nervinėje ląstelėje vykstančius elementarius biocheminius veiksmus, perskaitys žaviausią dialogą tarp smegenų nervinių centrų.

Išsamus iliustracijų aprašymas

Mokslininkų idėjos apie nervinių impulsų perdavimo mechanizmą pastaruoju metu smarkiai pasikeitė. Dar visai neseniai Bernsteino pažiūros dominavo moksle. Jo nuomone, ramybės būsenoje (1) nervinė skaidula įkraunama teigiamai išorėje, o viduje – neigiamai. Tai buvo paaiškinta tuo, kad per pluošto sienelėje esančias poras gali prasiskverbti tik teigiamai įkrauti kalio jonai (K +); Dideli neigiamo krūvio anijonai (A –) priversti likti viduje ir sukurti neigiamų krūvių perteklių. Sužadinimas (3) pagal Bernsteiną redukuojamas iki potencialų skirtumo išnykimo, kurį sukelia tai, kad porų dydis didėja, anijonai išsiskiria ir išlygina jonų pusiausvyrą: teigiamų jonų skaičius tampa lygus neigiamų jonų skaičiui. vieni. 1963 metų Nobelio premijos laureatų A. Hodžkino, E. Huxley ir D. Eccleso darbai pakeitė mūsų ankstesnes idėjas. Įrodyta, kad nerviniame sužadinime taip pat dalyvauja teigiami natrio jonai (Na +), neigiami chloro jonai (Cl –) ir neigiamą krūvį turinčios nešiklio molekulės. Ramybės būsena (3) formuojasi iš esmės taip pat, kaip manyta anksčiau: teigiamų jonų perteklius yra nervinės skaidulos išorėje, neigiamų – viduje. Tačiau nustatyta, kad sužadinant (4) įvyksta ne krūvių išlyginimas, o persikrovimas: lauke susidaro neigiamų jonų perteklius, o viduje – teigiamų jonų perteklius. Tai paaiškinama tuo, kad sužadintos nešiklio molekulės pradeda per sieną transportuoti teigiamus natrio jonus. Taigi nervinis impulsas (5) yra elektrinio dvigubo sluoksnio, judančio išilgai pluošto, papildymas. O iš ląstelės į ląstelę sužadinimą perduoda tam tikras cheminis „mušamasis avinas“ (6) - acetilcholino molekulė, padedanti jonams prasiskverbti pro gretimo nervinio pluošto sienelę.

TIRIAMASIS DARBAS

Nervinio impulso elektrinis pobūdis

3 įvadas

L. Galvani ir A. Volta eksperimentai 3

Biologinės srovės gyvuose organizmuose 4

Irzlumo poveikis. 5

Nervų ląstelių ir nervinių impulsų perdavimas 6

Nervinio impulso poveikis įvairioms kūno dalims 8

Elektrinės veiklos poveikis medicininiais tikslais 9

Reakcijos greitis 10

11 išvada

Literatūra 11

Taikymas

Įvadas

„Kad ir kokie nuostabūs būtų dėsniai ir reiškiniai

elektra,

pasirodo mums pasaulyje

neorganinių arba

negyva materija, palūkanos,

kuriuos jie

įsivaizduok, vargu ar gali

palygink su tuo

kuri būdinga tai pačiai jėgai

ryšium su nerviniais

sistema ir gyvenimas“

M. Faradėjus

Darbo tikslas: Nustatyti veiksnius, turinčius įtakos nervinio impulso sklidimui.

Šis darbas turėjo šias užduotis:

1. Išstudijuoti bioelektros mokslo raidos istoriją.

2. Apsvarstykite elektrinius reiškinius gyvojoje gamtoje.

3. Ištirti nervinių impulsų perdavimą.

4. Praktiškai patikrinkite, kas turi įtakos nervinio impulso perdavimo greičiui.

L. Galvani ir A. Voltos eksperimentai

Dar XVIII a. Italų gydytojas Luigi Galvani (1737-1787) atrado, kad jei varlės kūnas be galvos yra prijungtas prie elektros įtampos, pastebimi jos kojų susitraukimai. Taigi jis parodė elektros srovės poveikį raumenims, todėl jis pagrįstai vadinamas elektrofiziologijos tėvu. Kituose eksperimentuose jis pakabino išpjaustytos varlės koją ant žalvarinio kablio. Tą akimirką, kai siūbuojant letena palietė balkono, kuriame buvo atliekami eksperimentai, geležines grotas, vėl buvo pastebėtas letenos susitraukimas. Galvani pasiūlė potencialų skirtumą tarp nervo ir letenos - „gyvūnų elektros“. Raumens susitraukimą jis paaiškino elektros srovės, atsirandančios varlės audiniuose, veikimu, kai grandinė užsidaro per metalą.

Galvani tautietis Alessandro Volta (1745-1827) atidžiai ištyrė Galvani naudojamą elektros grandinę ir įrodė, kad joje yra du skirtingi metalai, kurie uždaromi per druskos tirpalą, t.y. atrodo kaip cheminis srovės šaltinis. Jis teigė, kad neuroraumeninis preparatas šiame eksperimente tarnauja tik kaip jautrus galvanometras.

Galvani negalėjo pripažinti pralaimėjimo. Įvairiomis sąlygomis jis užmetė nervą ant raumens, kad įrodytų, jog net ir be metalo galima susitraukti raumenis naudojant „gyvūninės kilmės“ elektros energiją. Vienam iš jo pasekėjų pagaliau pavyko. Paaiškėjo, kad elektros srovė atsiranda tais atvejais, kai nervas užmetamas ant pažeisto raumens. Taip buvo aptiktos elektros srovės tarp sveikų ir pažeistų audinių. Taip jie vadinosi -žalos srovės. Vėliau buvo įrodyta, kad bet kokią nervų, raumenų ir kitų audinių veiklą lydi elektros srovės generavimas.

Taigi įrodytas biosrovių buvimas gyvuose organizmuose. Šiais laikais jie fiksuojami ir tiriami jautriais instrumentais – osciloskopais.

Biosroves gyvuose organizmuose

Įdomi pirmoji informacija apie elektrinių reiškinių gyvojoje gamtoje tyrimą. Stebėjimo objektas buvo elektrinė žuvis. Atlikdamas eksperimentus su elektriniu dygliu Faradėjus nustatė, kad elektra, kurią sukuria specialus šios žuvies organas, yra visiškai identiška elektrai, gaunamai iš cheminio ar kitokio šaltinio, nors tai yra gyvos ląstelės veiklos produktas. Vėlesni stebėjimai parodė, kad daugelis žuvų turi specialius elektrinius organus, savotišką „bateriją“, kuri generuoja aukštą įtampą. Taigi milžinas erškėtis sukuria 50-60 V iškrovos įtampą, Nilo elektrinis šamas 350 V, o elektroforinis ungurys - virš 500 V. Tačiau pačiam žuvies kūnui ši aukšta įtampa jokios įtakos neturi!

Šių žuvų elektrinius organus sudaro raumenys, praradę galimybę susitraukti: raumenų audinys atlieka laidininko funkciją, o jungiamasis audinys - kaip izoliatorius. Nervai iš nugaros smegenų eina į organą, ir apskritai tai yra kintamų elementų smulki plokštelinė struktūra. Pavyzdžiui, ungurys turi nuo 6 000 iki 10 000 elementų, sujungtų nuosekliai, kad sudarytų koloną, ir apie 70 stulpelių kiekviename organe, esančiame palei kūną. Suaugusiesiems šis organas sudaro apie 40% viso kūno svorio. Elektrinių organų vaidmuo yra puikus, jie tarnauja gynybai ir puolimui, taip pat yra labai jautrios navigacijos ir vietos nustatymo sistemos dalis.

Irzlumo poveikis.

Viena iš svarbiausių organizmo funkcijų, vadinamadirglumas, - gebėjimas reaguoti į aplinkos pokyčius. Didžiausias dirglumas yra gyvūnams ir žmonėms, kurie turi specializuotų ląstelių, formuojančių nervinį audinį. Nervų ląstelės – neuronai – pritaikytos greitai ir konkrečiai reaguoti į įvairius dirgiklius, ateinančius iš išorinės aplinkos ir paties organizmo audinių. Dirginimo priėmimas ir perdavimas vyksta tam tikrais keliais sklindančių elektrinių impulsų pagalba.

Nervų ląstelių ir nervinių impulsų perdavimas

Nervinė ląstelė, neuronas, yra žvaigždės formos kūnas ir susideda iš plonų procesų – aksonų ir dendritų. Aksono galas pereina į plonas skaidulas, kurios baigiasi raumenimis arba sinapsėmis. Suaugusio žmogaus aksono ilgis gali siekti 1–1,5 m, o storis apie 0,01 mm. Ląstelės membrana vaidina ypatingą vaidmenį formuojant ir perduodant nervinius impulsus.

Faktas, kad nervinis impulsas yra elektros srovės impulsas, buvo tik įrodytavidurio, daugiausia A. Hodžkino grupės kūryba. 1963 m. A. Hodžkinas, E. Huxley ir J. Ecclesas buvo apdovanoti Nobelio fiziologijos ir medicinos premija „už atradimus, susijusius su joniniais mechanizmais, susijusiais su sužadinimu ir slopinimu nervinių ląstelių membranos periferiniuose ir centriniuose regionuose“. Eksperimentai buvo atlikti su milžiniškais neuronais (skersmuo 0,5 mm) – kalmarų aksonais.

Tam tikros membranos dalys turi puslaidininkių ir jonams selektyvių savybių – jos leidžia prasiskverbti to paties ženklo ar vieno elemento jonams. Membraninio potencialo, nuo kurio priklauso organizmo informacinių ir energiją transformuojančių sistemų darbas, atsiradimas yra pagrįstas šiuo atrankiniu gebėjimu. Išoriniame tirpale daugiau nei 90% įkrautų dalelių yra natrio ir chloro jonai. Ląstelės viduje esančiame tirpale didžioji dalis teigiamų jonų yra kalio jonai, o neigiami – dideli organiniai jonai. Natrio jonų koncentracija lauke yra 10 kartų didesnė nei viduje, o kalio jonų viduje yra 30 kartų didesnė nei išorėje. Dėl to ant ląstelės sienelės atsiranda elektrinis dvigubas sluoksnis. Kadangi ramybės būsenoje esanti membrana yra labai pralaidi, tarp vidinės dalies ir išorinės aplinkos susidaro 60-100 mV potencialų skirtumas, o vidinė dalis yra neigiamai įkrauta. Šis potencialų skirtumas vadinamaspoilsio potencialas.

Kai ląstelė stimuliuojama, elektrinis dvigubas sluoksnis iš dalies išsikrauna. Ramybės potencialui sumažėjus iki 15-20 mV, padidėja membranos pralaidumas, į ląstelę veržiasi natrio jonai. Pasiekus teigiamą potencialų skirtumą tarp abiejų membranų paviršių, natrio jonų srautas išdžiūsta. Tuo pačiu metu atsidaro kalio jonų kanalai, o potencialas pasislenka į neigiamą pusę. Tai savo ruožtu sumažina natrio jonų tiekimą ir potencialas grįžta į ramybės būseną.

Ląstelėje atsirandantis signalas sklinda palei aksoną dėl jo viduje esančio elektrolito laidumo. Jei aksonas turi specialią izoliaciją – mielino apvalkalą – tai elektros impulsas šiomis sritimis keliauja greičiau, o bendrą greitį lemia neizoliuotų plotų dydis ir skaičius. Impulso greitis aksone yra 100 m/s.

Kaip signalas perduodamas per tarpą? Paaiškėjo, kad sinapsės membrana yra nevienalytės struktūros - centriniuose regionuose joje yra mažo pasipriešinimo „langai“, o krašte atsparumas yra didelis. Membranos nevienalytiškumas sukuriamas ypatingu būdu: naudojant specialų baltymą – kopektiną. Šio baltymo molekulės sudaro ypatingą struktūrą – kopneksoną, kuris savo ruožtu susideda iš šešių molekulių ir turi kanalą viduje. Taigi sinapsė jungia dvi ląsteles su daugybe mažų vamzdelių, praeinančių baltymų molekulių viduje. Tarpas tarp membranų užpildomas izoliatoriumi. Paukščiuose baltymas mielinas veikia kaip izoliatorius.

Potencialų pokyčiui raumeninėje skaiduloje pasiekus elektriškai sužadinamos membranos sužadinimo slenkstį, joje atsiranda veikimo potencialas ir raumeninė skaidula susitraukia.

Nervinių impulsų poveikis įvairioms kūno dalims

Jau daugiau nei vieną tūkstantmetį žmonija mįslinga, kas vyksta kiekvieno žmogaus smegenyse. Dabar žinoma, kad smegenyse mintysegimsta veikiami elektros srovės, tačiau mechanizmas nebuvo ištirtas. Apmąstydamas cheminių ir fizikinių reiškinių sąveiką, Faradėjus sakė: „Kad ir kokie nuostabūs būtų elektros dėsniai ir reiškiniai, kuriuos stebėjome neorganinės medžiagos ir negyvosios gamtos pasaulyje, jų keliamą susidomėjimą vargu ar galima palyginti su tuo, kas yra kurią sukelia ta pati jėga kartu su gyvybe“.

Žmonėms taip pat buvo rastas elektromagnetinis laukas, kurį sukuria ląstelių paviršiuje esantys bioelektriniai potencialai. Sovietų išradėjui S.D. Kirlianui pavyko šį reiškinį paversti vaizdine tiesiogine to žodžio prasme. Jis pasiūlė fotografuoti žmogaus kūną pastatant jį tarp dviejų didelių metalinių sienų, prie kurių buvo tiekiama kintamoji elektros įtampa. Aplinkoje, kurioje yra padidėjęs elektromagnetinis laukas, ant žmogaus odos atsiranda mikrokrūvių, o nervinių galūnėlių atsiradimo vietos yra aktyviausios. Kirliano metodu darytose nuotraukose jie matomi mažų, ryškiai švytinčių taškelių pavidalu. Šie taškai, kaip paaiškėjo, yra būtent tose kūno vietose, kuriose akupunktūros gydymo metu rekomenduojama panardinti sidabrines adatas.

Taigi, naudojant smegenų biosrovių registravimą kaip grįžtamąjį ryšį, galima įvertinti paciento maldos panirimo laipsnį.

Dabar žinoma, kad tam tikros smegenų sritys yra atsakingos už emocijas ir kūrybinę veiklą. Galima nustatyti, ar tam tikra smegenų sritis yra susijaudinusi, tačiau šių signalų iššifruoti neįmanoma, todėl galime drąsiai teigti, kad žmonija greitai neišmoks skaityti minčių.

Žmogaus mintis yra smegenų produktas, susijęs su bioelektriniais reiškiniais jose ir kitose kūno dalyse. Būtent biosrovės, kylančios žmogaus, galvojančio sugniaužti pirštus į kumštį, pagautos ir sustiprintos atitinkama įranga, raumenyse, suspaudžia mechaninės rankos pirštus.

Akademinis psichiatrasVladimiras Michailovičius Bekhterevas ir biofizikasPiotras Petrovičius Lazarevas pripažino, kad tam tikromis ypatingomis sąlygomis, kurių mokslas dar tiksliai nežino, vienos smegenų elektros energija gali paveikti kito žmogaus smegenis per atstumą. Jie manė, kad jei šios smegenys yra atitinkamai „sureguliuotos“, jose galima sukelti „rezonansinius“ bioelektrinius reiškinius ir, kaip jų produktą, atitinkamas idėjas.

Elektros reiškinių organizme tyrimas atnešė didelės naudos. Išvardinkime garsiausius.

Elektrinės veiklos poveikis medicininiais tikslais

О Elektrochemija plačiai naudojama medicinoje ir fiziologijoje. Potencialų skirtumas tarp dviejų ląstelės taškų nustatomas naudojant mikroelektrodus. Jų pagalba galima išmatuoti deguonies kiekį kraujyje: į kraują įvedamas kateteris, kurio pagrindas yra platinos elektrodas, kartu su etaloniniu elektrodu įdėtas į elektrolito tirpalą, kuris atskiriamas nuo analizuojamo kraujo. akyta hidrofobinė teflono plėvelė; kraujyje ištirpęs deguonis pro tefloninės plėvelės poras pasklinda į platinos elektrodą ir ten redukuojamas.

O Gyvybės procese laikui bėgant kinta organo būklė, taigi ir elektrinis aktyvumas. Jų veikimo tyrimo metodas, pagrįstas elektrinio lauko potencialų registravimu kūno paviršiuje, vadinamas elektrografija. Elektrogramos pavadinimas nurodo tiriamus organus ar audinius: širdis – elektrokardiograma, smegenys – elektroencefalograma, raumenys – elektromiograma, oda – galvaninė odos reakcija ir kt.

O Medicinos praktikoje elektroforezė plačiai naudojama baltymams, aminorūgštims, antibiotikams ir fermentams atskirti, siekiant stebėti ligos eigą. Jonoforezė yra tokia pat įprasta.

O Gerai žinomas „dirbtinio inksto“ aparatas, prie kurio pacientas jungiamas esant ūminiam inkstų nepakankamumui, yra pagrįstas elektrodializės fenomenu. Kraujas teka siauru tarpu tarp dviejų membranų, nuplaunamas fiziologiniu tirpalu, o iš jo pašalinamos atliekos – medžiagų apykaitos ir audinių irimo produktai.

O JAV mokslininkai pasiūlė epilepsiją gydyti elektrine stimuliacija. Tam po oda viršutinėje krūtinės ląstos dalyje siuvamas mažytis įtaisas, užprogramuotas 5-15 minučių intervalais 30 valandų stimuliuoti klajoklio nervą. Jo poveikis buvo išbandytas JAV, Kanadoje ir Vokietijoje. Pacientams, kuriems vaistai nepadėjo, po 3 mėnesių priepuolių sumažėjo 25 proc., po 1,5 metų – 50 proc.

Greitoji reakcija

Viena iš smegenis apibūdinančių savybių yra jų reakcijos greitis. Jį lemia laikas, per kurį pirmasis impulsas juda iš dirginimą gavusio organo receptorių į organą, kuris sukelia organizmo reakciją. Iš mano atliktos apklausos matyti, kad reakcijos greičiui ir dėmesingumui įtakos turi daug veiksnių. Visų pirma jis gali sumažėti dėl šių priežasčių: neįdomios ir (ar) mokomosios medžiagos, kurią monotoniškai pateikia mokytojas; prasta drausmė klasėje; neaiškus tikslas ir pamokos planas; pasenęs patalpų oras; klasėje per karšta arba per šalta; pašalinis triukšmas; naujų nereikalingų privalumų buvimas, nuovargis dienos pabaigoje.

Taip pat yra individualių neatidumo priežasčių: išmokti medžiagą per lengva arba per sunku; nemalonūs šeimos įvykiai; liga, pervargimas; žiūrėti daug filmų; vėlai užmiega.

Išvada

Žodžiai turi didžiulę įtaką žmogaus nervinei veiklai. Kuo labiau klausytojai pasitiki kalbėtoju, tuo ryškesnis emocinis jų suvoktų žodžių koloritas ir stipresnis jų poveikis. Pacientas pasitiki gydytoju, mokinys – dėstytoju, todėl ypač atsargiai reikėtų rinktis žodžius, skatinančius antrąją signalų sistemą. Taigi skrydžio mokyklos kursantas, kuris jau buvo geras skrajūnas, staiga pradėjo patirti neįveikiamą baimę. Paaiškėjo, kad jam autoritetingas pilotų instruktorius išvykdamas paliko raštelį: „Tikiuosi greitai pasimatysime, bet būkite atsargūs su sukimu“.

Žodžiu galima ir sukelti ligą, ir sėkmingai ją išgydyti. Žodžių gydymas – logoterapija – yra psichoterapijos dalis. Kita mano patirtis yra tiesioginis to įrodymas. Paprašiau dviejų žmonių: tuo pačiu metu viena ranka sukamaisiais judesiais glostykite skrandį, o kita tiesia linija palieskite galvą. Paaiškėjo, kad tai padaryti buvo gana sunku – judesiai buvo arba sukamieji, arba linijiniai. Tačiau aš įvairiai paveikiau tiriamuosius: vienam sakiau, kad tuoj pasiseks, o kitam, kad nepasiseks. Po kurio laiko pirmai viskas pavyko, o kitam – niekas.

Asmeniniai rodikliai turėtų būti naudojami kaip orientyras renkantis profesiją. Jei reakcijos greitis mažas, tuomet verčiau nesirinkite profesijų, reikalaujančių daug dėmesio ir greitos situacijos analizės (pilotas, vairuotojas ir pan.).

Literatūra

Voronkovas G.Ya.Elektra chemijos pasaulyje. - M.: Žinios, 1987 m.

Tretjakova S.V.Žmogaus nervų sistema. - Fizika („PS“), Nr. 47.

Platonovas K.Įdomi psichologija. - M.: Litras, 1997 m.

Berkinblit M.B., Glagoleva E.G.Elektra gyvuose organizmuose. - M.: Nauka, 1988 m.

Nuovargio poveikis nerviniams elektriniams impulsams

Tikslas: patikrinti fizinio aktyvumo įtaką reakcijos greičiui.

Tyrimo eiga:Įprasta paprastos reakcijos laikas yra 100-200 ms šviesai, 120-150 ms garsui ir 100-150 ms elektroodiniam dirgikliui. Atlikau eksperimentą akademiko Platonovo metodu.Kūno kultūros pamokos pradžioje fiksavome reakcijos laiką gaudant kamuolį, vėliau patikrinome šią reakciją po fizinio krūvio.

Reakcijos laikas prieš fizinį aktyvumą

Reakcijos laikas po fizinio Kroviniai

Kocharyan Karen

0,13 sek

0,15 sek

Nikolajevas Valerijus

0,15 sek

0,16 sek

Kazakovas Vadimas

0,14 sek

0,16 sek

Kuzminas Nikita

0,8 sek

0,1 sek

Safiullinas Timūras

0,13 sek

0,15 sek

Tukhvatullin Rishat

0,9 sek

0,11 sek

Farafonovas Artūras

0,9 sek

0,11 sek

Išvada: užfiksavome reakcijos laiką prieš ir po fizinio aktyvumo. Padarėme išvadą, kad nuovargis lėtina reakcijos laiką.Remdamiesi tuo, galime patarti mokytojams, sudarant tvarkaraštį, didžiausio dėmesio reikalaujančius dalykus išdėstyti vidury mokyklos dienos, kai mokiniai dar nėra pavargę ir gali pilnavertiškai veikti.

NERVINIS IMPULSAS

NERVINIS IMPULSAS

Sužadinimo banga, briaunos, plinta išilgai nervinės skaidulos ir padeda perduoti informaciją iš periferijos. receptorių (jautrių) galūnių į nervų centrus, centro viduje. nervų sistema, o nuo jos iki vykdomojo aparato – raumenys ir liaukos. N. ir. lydimas pereinamojo elektros procesus, kurie gali būti registruojami tiek ekstraląsteliniais, tiek tarpląsteliniais elektrodais.

N. ir. atlieka nervų sistema. Pagrindinis Aukštesniųjų organizmų nervų sistemos struktūrinis elementas yra nervinė ląstelė arba neuronas, susidedantis iš ląstelės kūno ir daugybės. procesai – dendritai (1 pav.). Vienas iš neriferinių procesų. neuronai yra didelio ilgio - tai nervinė skaidula arba aksonas, kurio ilgis yra ~ 1 m, o storis - nuo 0,5 iki 30 mikronų. Yra dvi nervų skaidulų klasės: minkštos (mielinizuotos) ir nepulfatinės. Minkštimo pluoštuose yra mielino, kurį sudaro specialūs pluoštai. membrana, kraštai, kaip izoliacija, yra suvynioti ant aksono. Ištisinio mielino apvalkalo pjūvių ilgis svyruoja nuo 200 µm iki 1 mm, jas pertraukia vadinamieji. Ranvier mazgai 1 µm pločio. Mielino apvalkalas atlieka izoliacinį vaidmenį; nervinė skaidula šiose srityse yra pasyvi, elektra aktyvi tik Ranvier mazguose. Ne plaušienos pluoštai nėra izoliuoti. sklypai; jų struktūra yra vienoda per visą ilgį, o membrana yra elektrinė aktyvumas visame paviršiuje.

Nervinės skaidulos baigiasi ant kitų nervinių ląstelių kūnų ar dendritų, bet yra tarp jų atskirtos.

baisus ~10 nm plotis. Ši dviejų ląstelių sąlyčio sritis vadinama. sinapsė. Į sinapsę patenkanti aksono membrana vadinama presinapsinė, o atitinkama dendritų arba raumenų membrana yra postsinapsinė (žr. Ląstelių struktūros).

Normaliomis sąlygomis nervinių skaidulų serija nuolat eina palei nervinę skaidulą, atsirandanti ant dendritų arba ląstelės kūno ir plinta palei aksoną kryptimi nuo ląstelės kūno (aksonas gali vesti nervines skaidulas į abi puses). Šių periodinių dažnis išskyros turi informaciją apie jas sukėlusio dirginimo stiprumą; pvz., esant vidutiniam aktyvumui, dažnis ~ 50-100 impulsų/s. Yra ląstelių, kurios išsikrauna ~1500 impulsų/s dažniu.

N. plitimo greitis ir. u . priklauso nuo nervinės skaidulos tipo ir jos skersmens d, u . ~ d 1/2. Plonose žmogaus nervų sistemos skaidulose u . ~ 1 m/s, o storuose pluoštuose u . ~ 100-120 m/s.

Kiekvienas N. ir. atsiranda dėl nervinės ląstelės kūno ar nervinės skaidulos sudirginimo. N. ir. visada turi tas pačias charakteristikas (formą ir greitį), nepriklausomai nuo stimuliacijos stiprumo, t. nevyksta iš viso, bet kai viršija slenkstį, jis turi visą amplitudę.

Po sužadinimo prasideda ugniai atsparus laikotarpis, kurio metu sumažėja nervinės skaidulos jaudrumas. Yra abs. ugniai atsparus laikotarpis, kai pluoštas negali būti sužadintas jokiais dirgikliais, ir nurodo. ugniai atsparus laikotarpis, kai įmanoma, tačiau jo riba yra aukštesnė nei įprasta. Abs. ugniai atsparus periodas iš viršaus riboja N perdavimo dažnį ir. Nervinė skaidula turi akomodacijos savybę, tai yra, pripranta prie nuolatinės stimuliacijos, kuri išreiškiama laipsnišku jaudrumo slenksčio didėjimu. Dėl to sumažėja N. ir. ir net iki visiško jų išnykimo. Jei stimuliacija didėja lėtai, susijaudinimas gali nepasireikšti net pasiekus slenkstį.

1 pav. Nervinės ląstelės sandaros diagrama.

Išilgai nervinės skaidulos N. ir. plinta elektros pavidalu. potencialus. Sinapsėje pasikeičia sklidimo mechanizmas. Kai N. ir. pasiekia presinapsinį. galūnės, sinapsėje. tarpas išskiria aktyvią cheminę medžiagą. - M e d i a t o r. Siųstuvas difunduoja per sinapsę. tarpas ir keičia postsinapsinio pralaidumą. membrana, dėl kurios ji atsiranda ant jos ir vėl sukelia plitimą. Taip veikia chemija. sinapsė. Yra ir elektrinis. sinapsė, kai . neuronas sužadinamas elektra.

Jaudulys N. ir. Fizik. idėjos apie elektros išvaizdą. potencialai ląstelėse yra pagrįsti vadinamaisiais. membranos teorija. Ląstelių membranos atskiria skirtingos koncentracijos elektrolitą ir turi biratą. pralaidumas tam tikriems jonams. Taigi aksono membrana yra plonas lipidų ir baltymų sluoksnis, kurio storis ~7 nm. Jos elektrinis Atsparumas ramybės būsenoje ~ 0,1 Ohm. m2, o našumas ~ 10 mf/m2. Aksono viduje K + jonų koncentracija yra didelė, o Na + ir Cl - jonų koncentracija maža, o aplinkoje – atvirkščiai.

Ramybės būsenoje aksono membrana yra pralaidi K + jonams. Dėl koncentracijų skirtumo C 0 K . ext. ir C viduje tirpalų, ant membranos nustatomas kalio membranos potencialas

Kur T - abs. temp-pa, e - elektronų krūvis. Ant aksono membranos faktiškai stebimas ~ -60 mV ramybės potencialas, atitinkantis nurodytą vertę.

Na + ir Cl - jonai prasiskverbia pro membraną. Reikiamam nepusiausvyriniam jonų pasiskirstymui palaikyti ląstelė naudoja aktyvią transporto sistemą, kuri darbui sunaudoja ląstelės energiją. Todėl nervinio pluošto ramybės būsena nėra termodinamiškai pusiausvyra. Jis yra nejudantis dėl jonų siurblių veikimo, o membranos potencialas atviros grandinės sąlygomis nustatomas nuo visos elektros srovės lygybės iki nulio. srovė.

Nervinio sužadinimo procesas vystosi taip (taip pat žr Biofizika). Jei per aksoną praleidžiate silpnos srovės impulsą, dėl kurio atsiranda membranos depoliarizacija, tada pašalinus išorinį. poveikį, potencialas monotoniškai grįžta į pradinį lygį. Tokiomis sąlygomis aksonas elgiasi kaip pasyvi elektros srovė. grandinė, susidedanti iš kondensatoriaus ir nuolatinės srovės. pasipriešinimas.

Ryžiai. 2. Nervų sistemos veikimo potencialo ugdymaslocke: A- subslenkstis ( 1 ) ir viršslenkstį (2) dirginimas; b-membraninis atsakas; esant virš slenksčio stimuliacijai, atsiranda pilnas prakaitasveiksmų cial; V- teka jonų srovė membrana susijaudinus; G - aproksimacija jonų srovė paprastame analitiniame modelyje.

Jei srovės impulsas viršija tam tikrą slenkstinę vertę, potencialas ir toliau keičiasi net ir išjungus trikdžius; potencialas tampa teigiamas ir tik tada grįžta į ramybės lygį, o iš pradžių net šiek tiek pašoka (hiperpoliarizacijos sritis, 2 pav.). Membranos reakcija nepriklauso nuo trikdymo; šis impulsas vadinamas Veiksmo potencialas. Tuo pačiu metu membrana teka joninė srovė, pirmiausia nukreipta į vidų, o paskui į išorę (2 pav. V).

Fenomenologinis N. atsiradimo mechanizmo aiškinimas ir. 1952 m. pateikė A. L. Hodžkinas ir A. F. Huxley. Bendra jonų srovė susideda iš trijų komponentų: kalio, natrio ir nuotėkio srovės. Kai membranos potencialas pasislenka ribine verte j* (~ 20 mV), membrana tampa pralaidi Na + jonams. Na + jonai veržiasi į pluoštą, perkeldami membranos potencialą, kol jis pasiekia pusiausvyros natrio potencialą:

komponentas ~ 60 mV. Todėl visa veikimo potencialo amplitudė siekia ~120 mV. Iki to laiko maks. potencialas membranoje, pradeda vystytis kalis (o kartu mažėja natrio). Dėl to natrio srovė pakeičiama kalio srove, nukreipta į išorę. Ši srovė atitinka veikimo potencialo sumažėjimą.

Nustatyta empiriškai. natrio ir kalio srovių apibūdinimo lygtis. Membranos potencialo elgsena erdviškai vienodo pluošto sužadinimo metu nustatoma pagal lygtį:

Kur SU - membranos talpa, aš- jonų srovė, susidedanti iš kalio, natrio ir nuotėkio srovės. Šios srovės nustatomos pagal paštą. emf j K , j Na ir j l ir laidumas g K, g Na ir gl:

Dydis g l laikomas pastoviu, laidumu g Na ir g K aprašomas naudojant parametrus m, h Ir P:

g Na, g K - konstantos; galimybės t, h Ir P tenkinti tiesines lygtis

Koeficiento priklausomybė a . ir b iš membranos potencialo j (3 pav.) atrenkami iš geriausiai tinkančių sąlygų

Ryžiai. 3. Koeficientų priklausomybėa. Irbiš membranųdidelis potencialas.

skaičiuojamos ir išmatuotos kreivės aš(t). Parametrų pasirinkimą lėmė tie patys sumetimai. Stacionarių verčių priklausomybė t, h Ir P nuo membranos potencialo parodyta fig. 4. Yra modelių su daugybe parametrų. Taigi nervinio pluošto membrana yra netiesinis joninis laidininkas, kurio savybės labai priklauso nuo elektros galios. laukai. Sužadinimo generavimo mechanizmas yra menkai suprantamas. Hodžkino-Huxley lygtis pateikia tik sėkmingus empirinius įrodymus. reiškinio, kuriam nėra specifinio fizinio, aprašymas. modeliai. Todėl svarbus uždavinys – ištirti elektros srauto mechanizmus. srovė per membranas, ypač valdoma elektros srovė. lauko jonų kanalai.

Ryžiai. 4. Stacionarių verčių priklausomybė t, h Ir P nuo membranos potencialo.

Paskirstymas N. ir. N. ir. gali plisti išilgai pluošto be slopinimo ir nuolatinės srovės. greitis. Taip yra dėl to, kad signalui perduoti reikalinga energija ateina ne iš vieno centro, o imama lokaliai, kiekviename pluošto taške. Pagal dviejų tipų pluoštus yra du N. ir. perdavimo būdai: tęstinis ir sūrus (spazminis), kai impulsas juda iš vieno Ranvier mazgo į kitą, peršokdamas per mielino izoliacijos sritis.

Esant nemielinizuotoms pluošto membranos potencialas j( x,t) nustatoma pagal lygtį:

Kur SU - membranos talpa pluošto ilgio vienetui, R- išilginių (tarpląstelinių ir tarpląstelinių) pasipriešinimų pluošto ilgio vienetui suma, aš- jonų srovė, tekanti per vienetinio ilgio pluošto membraną. Elektrinis srovė aš yra potencialo j funkcionalumas, kuris priklauso nuo laiko t ir koordinates X.Šią priklausomybę lemia (2) - (4) lygtys.

Funkcionalumo tipas aš būdingas biologiškai sužadinamai aplinkai. Tačiau (5) lygtis, jei nepaisysime tipo aš, yra bendresnio pobūdžio ir apibūdina daugelį fizinių. reiškiniai, pavyzdžiui degimo procesas. Todėl N. perdavimo ir. prilygintas parako virvelės deginimui. Jei bėgančioje liepsnoje uždegimo procesas vyksta dėl šilumos laidumo, tai N. ir. sužadinimas vyksta vadinamųjų pagalba. vietinės srovės (5 pav.).

Ryžiai. 5. Vietinės srovės, kurios užtikrina sklidimąnervinio impulso praradimas.

Hodžkino-Hukslio lygtis sklaidai N. ir. buvo išspręstos skaičiais. Gauti tirpalai kartu su sukauptais eksperimentais. duomenys parodė, kad plinta N. ir. nepriklauso nuo sužadinimo proceso detalių. Kokybė N. plitimo vaizdas ir. galima gauti naudojant paprastus modelius, kurie atspindi tik bendras sužadinimo savybes. Šis metodas leido apskaičiuoti N formą ir. vienalyčiame pluošte, jų pokytis esant nehomogeniškumui ir net sudėtingiems sužadinimo sklidimo režimams aktyvioje terpėje, pavyzdžiui. širdies raumenyje. Yra keli matematika. tokio tipo modeliai. Paprasčiausias iš jų yra toks. Jonų srovė, tekanti per membraną, praeinant azotui, yra kintamo ženklo: pirmiausia ji teka į pluoštą, o paskui išeina. Todėl jį galima aproksimuoti pagal gabalų konstantos funkciją (2 pav., G). Sužadinimas įvyksta, kai membranos potencialas pasislenka slenkstinės reikšmės j*. Šiuo metu atsiranda srovė, nukreipta į pluoštą ir vienodo dydžio j". Po t" srovė pasikeičia į priešingą, lygią j". Tai tęsiasi kurį laiką ~ t ". Panašų į (5) lygties sprendimą galima rasti kaip kintamojo funkciją t = x/ u , kur tu - N plitimo greitis ir. (2 pav., b).

Realiuose pluoštuose laikas t" yra gana ilgas, todėl tik jis lemia greitį u , šiam tipui galioja ši formulė: . Atsižvelgiant į tai j" ~ ~d, R~d 2 ir SU~ d, Kur d- pluošto skersmuo, sutinkame su eksperimentu, kad u ~d 1/2 . Taikant dalinį pastovų aproksimaciją, randama veikimo potencialo forma.

(5) lygtis skleisti N. ir. iš tikrųjų leidžia du sprendimus. Antrasis sprendimas pasirodo nestabilus; tai suteikia N. ir. su žymiai mažesniu greičiu ir potencialia amplitude. Antrojo, nestabilaus tirpalo buvimas turi analogiją degimo teorijoje. Kai liepsna plinta su šonine šilumos kriaukle, taip pat gali atsirasti nestabilus režimas. Paprasta analitinė modelis N. ir. galima patobulinti, atsižvelgiant į papildomas detales.

Pasikeitus skerspjūviui ir išsišakojus nervinėms skaiduloms, N. pasažas ir. gali būti sudėtinga arba net visiškai užblokuota. Besiplečiančiame pluošte (6 pav.) artėjant prie plėtimosi impulso greitis mažėja, o išsiplėtus pradeda didėti, kol pasiekia naują stacionarią reikšmę. Lėtinant N. ir. kuo stipresnis, tuo didesnis skerspjūvių skirtumas. Pakankamai smarkiai išsiplėtus N. ir. sustoja. Yra kritinis pluošto išsiplėtimas, dėl kurio vėluoja N. ir.

Atvirkščiai judant N. ir. (nuo plataus pluošto iki siauro) blokavimas nevyksta, tačiau greičio pokytis yra priešingo pobūdžio. Artėjant prie susiaurėjimo, greitis N. ir. padidėja, o vėliau pradeda mažėti iki naujos stacionarios vertės. Greičio grafike (6 pav A) gaunama savotiška histerezės kilpa.

Rie. 6. Nervinių impulsų praėjimas plečiasiprie pluošto: A - pulso greičio pokytis priklausomai nuo jo krypties; b- schematiškai besiplečiančio pluošto vaizdas.

Kitas heterogeniškumo tipas yra skaidulų išsišakojimas. Atšakos mazge galimi įvairūs tipai. impulsų perdavimo ir blokavimo parinktys. Taikant nesinchroninį metodą, N. ir. blokavimo sąlyga priklauso nuo laiko poslinkio. Jei laikas tarp impulsų yra mažas, jie padeda vienas kitam prasiskverbti į platų trečiąjį pluoštą. Jei pamaina pakankamai didelė, tai N. ir. trukdyti vienas kitam. Taip yra dėl to, kad N. ir., kurie priėjo pirmas, bet nesugebėjo sužadinti trečiojo pluošto, dalinai perkelia mazgą į ugniai atsparią būseną. Be to, atsiranda sinchronizacijos efektas: N. artėjant ir. link mazgo jų atsilikimas vienas kito atžvilgiu mažėja.

Sąveika N. ir. Nervinės skaidulos kūne sujungiamos į ryšulius arba nervinius kamienus, suformuojant kažką panašaus į daugiagyslį kabelį. Visi pluoštai pluošte yra nepriklausomi. ryšio linijos, tačiau turi vieną bendrą „laidą“ - tarpląstelinį. Kai N. ir eina palei bet kurį iš skaidulų, tarpląsteliniame skystyje susidaro elektros srovė. , kuris veikia gretimų skaidulų membranos potencialą. Paprastai tokia įtaka yra nereikšminga ir ryšio linijos veikia be tarpusavio trukdžių, tačiau pasireiškia patologiškai. ir menai. sąlygos. Gydant nervinius kamienus specialiais chem. medžiagų, galima stebėti ne tik abipusius trukdžius, bet ir sužadinimo perdavimą į gretimus pluoštus.

Yra žinomi eksperimentai dėl dviejų nervinių skaidulų, esančių ribotame išoriniame tūryje, sąveikos. sprendimas. Jei N. ir eina išilgai vienos skaidulos, tai tuo pat metu keičiasi ir antrojo pluošto jaudrumas. Pokyčiai vyksta trimis etapais. Iš pradžių mažėja antrojo pluošto jaudrumas (padidėja sužadinimo slenkstis). Šis jaudrumo sumažėjimas atsiranda prieš veikimo potencialą, einantį palei pirmąjį pluoštą, ir trunka maždaug tol, kol pirmojo pluošto potencialas pasiekia maksimumą. Tada jaudrumas didėja, šis etapas sutampa su pirmojo pluošto potencialo mažėjimo procesu. Jaudrumas vėl sumažėja, kai pirmajame pluošte įvyksta nedidelė membranos hiperpoliarizacija.

Tuo pačiu metu pravažiuojant N. ir. naudojant du pluoštus kartais buvo galima pasiekti jų sinchronizavimą. Nepaisant to, kad savo greitis N. ir. skirtinguose pluoštuose yra skirtingi, kai jie yra vienu metu. susijaudinimas galėtų kilti kolektyvinis N. ir. Jei nuosavas greičiai buvo vienodi, tada kolektyvinis impulsas turėjo mažesnį greitį. Su pastebimu turto skirtumu. greičiu, kolektyvinis greitis turėjo tarpinę reikšmę. Sinchronizuoti galėjo tik N. ir, kurių greičiai per daug nesiskyrė.

Matematika. Šio reiškinio aprašymas pateiktas dviejų lygiagrečių skaidulų j 1 ir j 2 membranos potencialų lygčių sistemoje:

Kur R 1 ir R 2 - pirmojo ir antrojo pluošto išilginis atsparumas, R 3 - išorinės aplinkos išilginė varža, g = R 1 R 2 + R 1 R 3 . + R 2 R 3 . Joninės srovės aš 1 ir aš 2 galima apibūdinti vienu ar kitu nervinio sužadinimo modeliu.

Kai naudojamas paprastas analitinis modelio sprendimas veda į tai. paveikslėlį. Sužadinus vieną skaidulą, gretimoje indukuojamas kintamasis membranos potencialas: pirmiausia pluoštas yra hiperpoliarizuojamas, tada depoliarizuojamas ir galiausiai vėl hiperpoliarizuojamas. Šios trys fazės atitinka skaidulų jaudrumo sumažėjimą, padidėjimą ir naują sumažėjimą. Esant normalioms parametrų reikšmėms, membranos potencialo poslinkis antroje fazėje link depoliarizacijos nepasiekia slenksčio, todėl sužadinimo perkėlimas į gretimą skaidulą nevyksta. Tuo pačiu metu dviejų skaidulų sužadinimas, sistema (6) leidžia jungtis savaime panašų sprendimą, kuris atitinka du N. ir., juda tuo pačiu greičiu stotyje. atstumu vienas nuo kito. Jei priekyje yra lėtas N.I, tada jis sulėtina greitą impulsą, nepaleisdamas jo į priekį; abu juda palyginti nedideliu greičiu. Jei priekyje laukia greitas II. ir., tada jis traukia lėtą impulsą už savęs. Pasirodo, kolektyvinis greitis yra artimas vidiniam greičiui. greitas impulsų greitis. Sudėtingose ​​nervinėse struktūrose atsiranda automatinė valia.

Jaudinanti medija. Nervų ląstelės organizme yra sujungtos į neuroninius tinklus, kurie, priklausomai nuo skaidulų šakojimosi dažnio, skirstomi į retas ir tankias. Retame tinkle dep. yra sužadinami nepriklausomai vienas nuo kito ir sąveikauja tik šakų mazguose, kaip aprašyta aukščiau.

Tankiame tinkle sužadinimas vienu metu apima daug elementų, todėl jų detali struktūra ir būdas, kaip jie yra vienas su kitu, yra nesvarbūs. Tinklas elgiasi kaip nuolatinė žadinanti terpė, kurios parametrai lemia sužadinimo atsiradimą ir sklidimą.

Jaudinanti terpė gali būti trimatė, nors dažniau ji laikoma dvimačiu. Jaudulys, kilęs k.-l. tašku paviršiuje, sklinda visomis kryptimis žiedinės bangos pavidalu. Sužadinimo banga gali lenktis aplink kliūtis, bet neatsispindėti nuo jų ir neatsispindėti nuo terpės ribos. Kai bangos susiduria viena su kita, jos yra abipusiai sunaikinamos; Šios bangos negali praeiti viena per kitą, nes už sužadinimo fronto yra ugniai atspari sritis.

Jaudinamos aplinkos pavyzdys yra širdies neuromuskulinis sincitas – nervų ir raumenų skaidulų susijungimas į vieną laidžią sistemą, galinčią perduoti sužadinimą bet kuria kryptimi. Neuroraumeninė sincitija susitraukia sinchroniškai, paklusdama sužadinimo bangai, kurią siunčia vienas valdymo centras – širdies stimuliatorius. Vienodas ritmas kartais sutrinka, atsiranda aritmijų. Vienas iš šių režimų vadinamas. prieširdžių plazdėjimas: tai yra savarankiški susitraukimai, kuriuos sukelia, pavyzdžiui, sužadinimo cirkuliacija aplink kliūtį. viršutinė ar apatinė vena. Kad toks režimas atsirastų, kliūties perimetras turi viršyti sužadinimo bangos ilgį, kuris žmogaus atriume yra ~ 5 cm Su plazdėjimu vyksta periodiškas judėjimas. prieširdžių susitraukimas 3-5 Hz dažniu. Sudėtingesnis sužadinimo būdas yra širdies skilvelių virpėjimas, kai skyrius. širdies raumens elementai pradeda trauktis be išorinės įtakos. komandas ir be ryšio su kaimyniniais elementais ~ 10 Hz dažniu. Dėl virpėjimo sutrinka kraujotaka.

Spontaniškos veiklos atsiradimas ir palaikymas jaudinamoje aplinkoje yra neatsiejamai susijęs su bangų šaltinių atsiradimu. Paprasčiausias bangų šaltinis (spontaniškai susijaudinusios ląstelės) gali teikti periodines. aktyvumo pulsavimas, taip veikia širdies stimuliatorius.

Sužadinimo šaltiniai taip pat gali atsirasti dėl sudėtingų erdvių. pavyzdžiui, sužadinimo režimo organizavimas. besisukančios spiralinės bangos tipo reverberatorius, atsirandantis paprasčiausioje jaudinamoje terpėje. Kitas aidėjimo tipas atsiranda terpėje, kurią sudaro dviejų tipų elementai su skirtingais sužadinimo slenksčiais; reverberatorius periodiškai sužadina vienus ar kitus elementus, keisdamas savo judėjimo kryptį ir generuodamas plokštumas.

Trečiasis šaltinio tipas yra pirmaujantis centras (aido šaltinis), atsirandantis terpėje, kuri yra nevienalytė atsparumo ugniai arba sužadinimo slenksčiui. Tokiu atveju ant nehomogeniškumo atsiranda atsispindėjusi banga (aidas). Tokių bangų šaltinių buvimas lemia sudėtingų sužadinimo režimų atsiradimą, tirtų autobangų teorijoje.

Lit.: Hodžkinas A., Nervinis impulsas, vert. iš anglų k., M., 1965; Katz B., Nervai, raumuo ir sinapsė, trans. iš anglų k., M., 1968; Chodorov B.I., Jaudrumo problema, L., 1969; Tasaki I., Nervinis susijaudinimas, vert. iš anglų k., M., 1971; Markin V.S., Pastušenko V.F., Chizmadzhev Yu.A., Sužadinamos terpės teorija, M., 1981. V. S. Markinas.

NERNSTO TEOREMA- tokspat Trečiasis termodinamikos dėsnis.

NERNST EFEKTAS(išilginis galvanotermomagnetinis efektas) – atsiradimas laidininke, kuriuo teka srovė j , esantis magnetinėje lauke H | j , temperatūros gradientas T , nukreiptas palei srovę j ; temperatūros gradientas nesikeičia ženklo, kai keičiasi lauko kryptis N į priešingą (lyginį efektą). 1886 m. atrado V. G. Nernstas (W. N. Nernst). atsiranda dėl to, kad srovės perdavimą (krūvio nešiklio srautą) lydi šilumos srautas. Tiesą sakant, N. e. atstovauja Peltier efektas sąlygomis, kai temperatūrų skirtumas, atsirandantis bandinio galuose, kompensuoja šilumos srautą, susijusį su srove j , šilumos srautas dėl šilumos laidumo. N. e. stebimas ir nesant magnetizmo. laukai.

NERNST-ETTINGSHAUSEN EFEKTAS- elektros atsiradimas laukai E ne laidininke, kuriame yra temperatūros gradientas T , magnetui statmena kryptimi. lauke N . Yra skersinis ir išilginis poveikis.

Skersinis H.-E. e. susideda iš elektros atsiradimo. laukai E ne | (galimas skirtumas V ne | ) statmena kryptimi N Ir T . Nesant magnetinio termoelektriniai laukai laukas kompensuoja temperatūrinio gradiento sukuriamą krūvininkų srautą, o kompensacija vyksta tik bendrajai srovei: elektronai, kurių energija didesnė už vidutinę (karštą), juda iš karšto bandinio galo į šaltą, elektronai su energijos mažesnė nei vidutinė (šalta) – priešinga kryptimi. Lorenco jėga nukreipia šias nešėjų grupes statmena kryptimi T ir mag. lauke, įvairiomis kryptimis; įlinkio kampas (Halės kampas) nustatomas pagal tam tikros nešėjų grupės relaksacijos trukmę t, t.y., skiriasi karštų ir šaltų nešėjų, jei t priklauso nuo energijos. Šiuo atveju šaltų ir karštų nešėjų srovės skersine kryptimi ( | T Ir | N ) negali vienas kito kompensuoti. Dėl to susidaro laukas E | ne , kurios reikšmė nustatoma iš sąlygos, kad bendra srovė lygi 0 j = 0.

Lauko dydis E | ne priklauso nuo T, N ir medžiagos savybės, apibūdinamos koeficientu. Nernsta-Etingša-užena N | :

IN puslaidininkiai Esant įtakai T skirtingų ženklų krūvininkai juda viena kryptimi, ir magnetine kryptimi. laukai nukrypsta į priešingas puses. Dėl to Nernst-Ettingshausen lauko kryptis, kurią sukuria skirtingų ženklų krūviai, nepriklauso nuo nešėjų ženklo. Tai žymiai išskiria skersinį Š.-E. e. iš salės efektas, kur Halės lauko kryptis yra skirtinga skirtingų ženklų krūviams.

Kadangi koeficientas N | yra nulemtas nešiklio atsipalaidavimo laiko t priklausomybės nuo jų energijos, tada N.-E. e. jautrus mechanizmui krūvininkų sklaida. Krūvininkų sklaida sumažina magnetinio lauko įtaką. laukai. Jei t ~ , tada at r> 0 karštųjų nešėjų išsisklaido rečiau nei šaltieji ir lauko kryptis E | ne nustatoma pagal deformacijos kryptį mag. karšto nešiklio laukas. At r < 0 направление E | ne yra priešinga ir yra nulemta šalčio nešiotojų.

IN metalai, kur srovę neša elektronai, kurių energija yra diapazone ~ kT Uždaryti Fermi paviršius, dydžio N | pateikiamas išvestiniu d t /d. ant Fermi paviršiaus = const (dažniausiai metalams N | > 0, bet, pavyzdžiui, variui N | < 0).

Išmatavimai N.-E. e. puslaidininkiuose leidžia nustatyti r, y., atkurti funkciją t(). Paprastai nekilnojamojo turto teritorijoje esant aukštai temperatūrai. puslaidininkių laidumas N | < 0 dėl nešėjų išsibarstymo optiniais įrenginiais. fononai. Kai temperatūra nukrenta, atsiranda sritis su N | > 0, atitinkantis priemaišų laidumą ir nešėjų sklaidą ch. arr. fononuose ( r< < 0). При ещё более низких T dominuoja jonizacijos sklaida. priemaišų su N | < 0 (r > 0).

Silpnoje mag. laukai (w su t<< 1, где w с - ciklotrono dažnis vežėjai) N | nepriklauso nuo H. Stipriuose laukuose (w c t >> 1) koeficientas N | proporcingas 1/ H 2. Anizotropiniuose laidininkuose koeficientas. N | - tenzoras. Pagal sumą N | paveikti elektronų įsisavinimą fotonais (padidėja N | ), Fermio paviršiaus anizotropija ir kt.

Išilginis H.-E. e. susideda iš elektros atsiradimo laukai E || ne (potencialus skirtumas V || ne) kartu T dalyvaujant H | T . Nes kartu T yra termoelektrinis. lauke E a = a T , kur a yra koeficientas. termoelektrinis-trichas. laukuose, tada išvaizda papildys vienas kitą. laukai išilgai T yra tolygus lauko pakeitimui E a . taikant magnetinį laukai:

Magn. laukas, lenkdamas elektronų trajektorijas (žr. aukščiau), sumažina jų vidutinį laisvąjį kelią l kryptimi T . Kadangi laisvos kelionės laikas (atsipalaidavimo laikas t) priklauso nuo elektronų energijos, tai mažėjimas l yra ne tas pats karšto ir šalto nešiotojams: tai grupei mažiau, tam tikram tipui mažiau. Taigi, mag. laukas keičia greitųjų ir lėtųjų nešėjų vaidmenį energijos perdavime ir termoelektrinį. turi pasikeisti laukas, užtikrinantis krūvio nebuvimą energijos perdavimo metu. Tuo pačiu koeficientas N || taip pat priklauso nuo nešiklio sklaidos mechanizmo. Termoelektrinis srovė didėja, jei m mažėja didėjant nešiklio energijai (kai nešiklius išsklaido akustiniai fononai), arba mažėja, jei m didėja didėjant (kai išsklaidoma priemaišų). Jei skirtingos energijos elektronai turi vienodą t, efektas išnyksta ( N|| = 0). Todėl metaluose, kur perdavimo procesuose dalyvaujančių elektronų energijos diapazonas yra mažas (~ kT), N || keletas: puslaidininkyje su dviejų tipų nešikliais N ||~ ~ g/kT. Esant žemoms temperatūroms N|| gali padidėti ir dėl fononų elektronų traukos įtakos. Stipriame magnetiniame laukai pilni termoelektriniai. magnetinis laukas laukas yra „prisotintas“ ir nepriklauso nuo nešiklio sklaidos mechanizmo. Feromagnetinėje metalai N.-E. e. turi savybių, susijusių su spontanišku įmagnetinimu.

Sužadinimo banga, kuri plinta palei nervinę skaidulą ir pasireiškia elektra. (veikimo potencialas), joninis, mechaninis, terminis. ir kiti pakeitimai. Teikia informacijos perdavimą iš periferinių įrenginių. receptorių galūnės į nervų centrus viduje. ... Biologinis enciklopedinis žodynas

Nervinis impulsas- Pamatykite veikimo potencialą. Psichologija. Žodyno žinynas / Vertimas. iš anglų kalbos K. S. Tkačenka. M.: SĄŽININGA SPAUDA. Mike'as Cordwellas. 2000... Puiki psichologinė enciklopedija

Nervinis impulsas yra elektrinis impulsas, einantis palei nervinę skaidulą. Perduodant nervinius impulsus, informacija keičiasi tarp neuronų ir informacija perduodama iš neuronų į kitų kūno audinių ląsteles. Nervingas... ... Vikipedija

Sužadinimo banga, sklindanti išilgai nervinės skaidulos, reaguojant į neuronų dirginimą. Užtikrina informacijos perdavimą iš receptorių į centrinę nervų sistemą ir iš jos į vykdomuosius organus (raumenis, liaukas). Nervų vedimas...... enciklopedinis žodynas

Nervinis impulsas- sužadinimo banga, kuri, reaguodama į neuronų dirginimą, plinta išilgai nervinių skaidulų ir nervų ląstelių kūno ir padeda perduoti signalą iš receptorių į centrinę nervų sistemą, o iš jos - į vykdomuosius organus (raumenis,... ... Šiuolaikinio gamtos mokslo pradžia

nervinis impulsas- nervinis impulsas statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Jaudinimo banga, plintanti nerviniu audiniu. Atsiranda padirginus ląsteles. Perduoda signalą iš jautrių periferinių miesto galūnių (receptorių) į centrinę… … Sporto terminodynas

Matyti nervinį impulsą... Didžioji sovietinė enciklopedija

NERVINIS IMPULSAS- Žiūrėkite impulsą (4) ... Aiškinamasis psichologijos žodynas