Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Bởi: ĐH Bách Khoa Y Sinh K50 Hầu hết mô hình miêu tả cấu trúc kích thích màng tế bào mô hình nhận biết điện tử màng tế bào theo lý thuyết Hodgkin – Huxley (Hodgkin and Huxley, 1952) Trong phần sau, có hai mô hình quan tâm Mô hình màng tế bào Lewis Edwin R Lewis đưa vài mô hình điện tử mà chúng chủ yếu dựa theo công thức Hodgkin – Huxley Các độ dẫn Na, K, liên kết kỳ tiếp hợp chức khác mô hình xây dựng với transitors rời rạc cách linh kiện kết hợp khác Tất mạch điện mạch mắc song song nút đặc trưng cho phần bên bên màng tế bào Chúng ta xem xét mô hình mà Lewis đưa năm 1964 Lewis độ dẫn Na K sử dụng phần cứng điện tử với lọc tích cực, thể sơ đồ khối hình 10.1 Do đầu mô hình điện áp truyền màng tế bào Vm nên dòng điện ion K tính cách nhân điện áp tương ứng Gk với (Vm - VK) Hình 10.1 mô hình tương đương vật lý xác công thức Hodgkin – Huxley đáp ứng đầu điện áp Vm đầu tương ứng mà mô tả công thức Hodgkin – Huxley Mạch điện tử mạng noron thần kinh Lewis (Lewis neuromime) cung cấp để chèn (và thay đổi) không với số GK max, GNa max, VK, VNa, VCl, số tạo nên công thức Hodgkin-Huxley, mà có τh, τm, τn, cho phép điều chỉnh công thức Hodgkin-Huxley Mục đích nghiên cứu Lewis mô đặc tính mạng nơron thần kinh, bao gồm noron ghép, mà noron mô neuromime, đưa phần sau chương Để nhận biết mặt điện tử điện áp màng tế bào nhân với 100 để cung cấp cho mạch điện tử Trong giá trị định lượng khác giá trị ban đầu màng tế bào sinh học sử dụng Tiếp theo sau thành phần mô hình phân tích riêng rẽ 1/7 Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Sơ đồ khối mô hình màng tế bào Lewis Độ dẫn điện K Mạch điện mô độ dẫn ion K+ hình 10.2 Hàm dẫn điện GK(Vm,t) tạo từ điện áp màng tế bào mô thông qua lọc tích cực phi tuyến theo mô hình Hodgin-Huxley Tại có biến trở lọc cung cấp trình điều khiển suốt thời gian trễ, thời gian tăng thời gian giảm Các giá trị độ dẫn K điều chỉnh với thiết bị đo điện mà điều chỉnh biên độ nhân Mạch nhân tạo hàm GK(Vm,t)•vK, với vK giá trị chênh lệch điện kênh K (VK) (Vm) điện nghỉ màng tế bào Bộ nhân dựa hàm số bình phương hai diot Độ dẫn điện Na Trong mạch điện mô độ dẫn Na, Lewis bỏ qua nhân sở điện áp cân ion Na+ khoảng 120mV so với điện áp nghỉ Do quan tâm tới thay đổi nhỏ điện áp màng tế bào nên thay đổi nồng độ ion Na+ coi số hình 10.3 Hằng số thời gian trình khử hoạt tính định nghĩa theo biến trở (varistor) Quá trình khử hoạt tính giảm cách đều với trình khử cực, giảm xấp xỉ mô hình Hodgkin-Huxley 2/7 Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Xung hoạt động kích thích Thông qua việc kết nối với thành phần mô hình màng tế bào hình 10.4 thông qua trình kích thích mô hình tuơng tự sợi dây thần kinh thực mô hình tạo xung hoạt động màng tế bào Xung hoạt động mô thực giống xung hoạt động thực xác Hình 10.5A miêu tả xung kích hoạt đơn tạo mô hình màng tế bào Lewis hình 10.5B chuỗi xung hoạt động Mạch mô độ dẫn điện K mô hình màng tế bào Lewis 3/7 Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Mạch mô độ dẫn điện Na mô hình màng tế bào Lewis Mô hình màng tế bào Lewis đầy đủ 4/7 Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Xung hoạt động đơn, and (B) chuỗi xung hoạt động tạo mô hình màng tế bào Lewis Mô hình màng tế bào Roy Guy Roy công bố mô hình màng tế bào điện tử vào năm 1972 (Roy, 1972) đặt cho tên "Neurofet." Mô hình ông, tương tự Lewis dựa mô hình Hodgkin-Huxley Roy sử dụng transistor trường FET để mô độ dẫn Na K Các transistor trường FET biết đến dẫn điều chỉnh Do mạch nhân Lewis kết hợp với phần tử FET đơn lẻ (xem hình 10.6) Trong mô hình Roy độ dẫn điều khiển mạch bao gồm mạch khuyếch đại, tụ điện điện trở Mạch thiết kế để tạo độ dẫn tác động tương đương mô hình Hodgkin-Huxley Mục đích Roy nhằm đạt mô hình đơn giản để mô cách xác mô hình HodgkinHuxley Tuy thế, kết đo từ mô hình chúng, hình 10.7 10.8, gần với kết thu đuợc Hodgkin-Huxley Hình 10.7 mô tả giá trị trạng thái ổn định độ dẫn Na K hàm số điện áp cung cấp Chú ý độ d K giá trị trạng thái ổn định Đối với Na gía trị mô tả ; giá trị mà độ dẫn Na thu nhân h trì mức độ nghỉ (h0) (Giá trị độ dẫn điện Na K Hodgkin Huxley từ tương ứng bảng 2, 1952) Mô hình màng tế bào đầy đủ thu thông qua việc kết nối độ dẫn Na K nối tiếp với nguồn điện tương ứng điện dung màng tế bào mô với giá trị tụ điện 4.7 nF mộ độ dẫn dòng rò với điện trở có giá trị 200 Ωk Kết trình mô xung hoạt động miêu tả hình 10.8 5/7 Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Mạch điện mô độ dẫn điện (A) K (B) mô hình màng tế bào Roy Các giá trị trạng thái ổn định (A) GK (B) G'Na coi hàm kẹp điện áp màng tế bào mô hình Roy, so sánh với kết Hodgkin and Huxley (dots) Vm, điện truyền màng, có liên quan đến giá trị nghỉ kẹp điện áp ứng (Xem chữ để biết thêm chi tiết) 6/7 Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Các giá trị kẹp điện áp độ dẫn (A) K+ (B) Na+ mô hình màng tế bào Roy Bậc điện áp 20, 40, 60, 80, và100 mV (C) xung hoạt động sử dụng hình Roy 7/7 ... hình 10.5B chuỗi xung hoạt động Mạch mô độ dẫn điện K mô hình màng tế bào Lewis 3/7 Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Mạch mô độ dẫn điện Na mô hình màng tế bào Lewis Mô hình màng tế. .. tế bào Lewis đầy đủ 4/7 Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Xung hoạt động đơn, and (B) chuỗi xung hoạt động tạo mô hình màng tế bào Lewis Mô hình màng tế bào Roy Guy Roy công bố mô hình. . .Các mô hình mô tả hàm biểu diễn màng tế bào Sơ đồ khối mô hình màng tế bào Lewis Độ dẫn điện K Mạch điện mô độ dẫn ion K+ hình 10.2 Hàm dẫn điện GK(Vm,t) tạo từ điện áp màng tế bào mô thông