Minčių lietaus veiklos klasėje

Trumpai apie talpą ir kondensatorius: Kondensatoriai ir kondensatoriaus talpa (youmath.it)

Trumpai apie varžą ir rezistorius: Rezistoriai, elektrinė varža ir elektrinis laidumas (youmath.it)

Aksonas panašus į koaksialinį kabelį. Vidinė aksono dalis yra centrinė kabelio laidininkė šerdis.

Jo stiprumas didelis, daugiausia dėl mažo skerspjūvio. Norint apibūdinti citoplazmos elektrines savybes, įvedama vienetinio ilgio varža ri.
Išorinė aksono dalis taip pat yra laidininkas, tačiau išorinis skerspjūvis yra daug didesnis nei vidinis, todėl tarpląstelinio skysčio varža yra nereikšminga, palyginti su vidine. Izoliuojanti membrana sudaro kondensatorių, nes aksono vidus ir išorė elgiasi kaip dvi laidžios plokštės, kaupiančios priešingų ženklų krūvius. Lygiagrečiai kondensatoriui reikia apsvarstyti ir varžą, kuri atspindi jonų srautą per pačią membraną. Norint schematizuoti membranos elektrinį elgesį, įvedamos dvi reikšmės: vienetinio ilgio talpa cm ir vienetinio ilgio membranos laidumas σμ (iš kurio išvedama membranos varža vienam metrui rm).

Aksonas gali būti schematizuotas kaip grandinė, sudaryta iš nuosekliai sujungtų rezistorių ir kondensatorių tinklo.

Stimulo potencialas priklausys nuo laiko ir vietos aksono atžvilgiu. Jis iš tiesų apibūdinamas dviem parametrais: laiko konstanta τ ir erdvės konstanta λ. Grandinės matematinis modelis leidžia išvesti potencialo kitimą tiek laiko, tiek padėties atžvilgiu. Pirmuoju atveju turėsime:

kur Vsmax yra didžiausia potencialo reikšmė, o τ =rmcm.

Laiko konstanta τ (milisekundžių eilės) yra laiko intervalas, per kurį stimulo potencialas pasiekia 63% savo maksimalios vertės: tai matas, kaip greitai neuronas reaguoja.

Tolstant nuo taško, kuriame jis generuojamas, stimulo potencialas mažėja su atstumu dėl ri ir rm varžų bendro poveikio.
Stimulo potencialas mažėja pagal dėsnį:

kur Vsmax0 yra stimulo potencialas kilmės vietoje, o λ – erdvės konstanta.

Erdvės konstanta λ (milimetrų eilės) yra atstumas, per kurį pradinis potencialo skirtumas sumažėja iki 37% maksimalios vertės.

 
Tai matas, kiek toli srovė gali tekėti aksonu, kol išsisklaido dėl nuotėkio srovių.
Taigi, nuėjus λ atstumą, signalas sumažėja iki maždaug 1/3, o po 2 λ – iki maždaug 1/7 pradinio signalo ir nebegali sukelti veikimo potencialo. Iš tikrųjų, stimuliacijos keliauja žymiai didesnius atstumus, poros metrų eilės, dėl kitų mechanizmų, kurių čia nesvarstome. Matematiškai erdvės konstanta aprašoma taip:

Pagrindinis veiksnys, lemiantis vidinę varžą ri, yra aksono spindulys: didelio diametro aksonai turi mažesnę varžą išilginiam srovės tekėjimui ir, todėl, mažesnę ašine varžą; atitinkamai jie turės mažesnę aksono ra.

ryšys, kuris atitinka eksperimentinius rezultatus.

Pagalvokime kartu: Modelio sąvoka – tai reiškinio reprezentacija, kartais supaprastinta, galinti paaiškinti, kaip jis veikia. Fizikinio modelio panaudojimas biologiniam reiškiniui interpretuoti ir suprasti atitinka poreikį, kurį pabrėžė daugelis neuromokslų tyrėjų, pašalinti barjerus tarp skirtingų disciplinų, pilnai panaudojant įvairių sričių išteklius ir technikas