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文档简介

1、轴突的神经传导的电学模型 00班 张顺 PB01203010 指导老师：程福臻 章江英内容安排神经细胞的构造用电缆模型来描绘轴突轴突对脉冲的传导和放大神经传导中的能量耗费一、神经细胞的构造神经细胞由树突和细长的轴突和细胞体相连，轴突由外面的细胞膜和里面的轴浆组成，有的轴突长达一米。高等动物的某些轴突被一个多层髓鞘所包围二、用电缆模型来描绘轴突把轴突等效于同轴电缆。轴浆看作电阻R，中有电流i（神经脉冲）通过。轴突膜很薄，两侧有电位差，（内负外正）故要考虑漏电电阻R和电容C 。Cm是单位面积电容（F/m2）， Rm是单位面积漏电电阻（ / m2）对一厘米轴突：R= 2.5 108 电阻竟有如此之大

2、，大自然竟用这种绝缘的导线，设计出高效的神经联络系统。参量有髓鞘轴突无髓鞘轴突轴浆电阻率 2 m2 mCm510-510-2Rm40 0.2半径r510-6米510-6米 细胞膜很薄，可看作平行板电容，C正比于面积S，因此不必求介电常数，若轴突长l，则C=Cm 2rl 膜电阻R却反比与S，因此R=Rm/2rl1cm无髓鞘轴突，C=3 10-9F，R=6.4 105 ，此值甚至小于轴浆电阻的1%，在1cm的路程内99%以上的电流都穿过细胞膜泄漏掉了。三、轴突对脉冲的传导和放大 在实验中，无髓鞘轴突受刺激，显现出类似行为，一根探针与电池连接在x=0的地方，Vi升到-60mV，随着x的增大，Vi 变

3、化减小，达到稳定的时间增大。 可以证明，当离子浓度C0，Ci满足方程q(Vi-V0)=KTlnC0/Ci时，离子处于平衡状态。测得膜内外的离子浓度，即可算得钠的平衡电势差为+66mV，钾为-98mV，66mV-90mV-98mV,所以，Na+由外向里，K+由里向外自由扩散 但当Vi|x=0增到-50mV以上，x0的某处电势会突增，稍后可看到，这是神经传导的关键。当电势突增时，细胞膜对Na+的透性也突增，造成Na+的急剧流入，使Vi从负到正，直至接近+66mV，Na+流变缓，此时对K+的透性也突增，K+急剧流出，Vi恢复。 以上过程虽复杂，却不耗费能量，真正耗费能量的是脉冲过后把多的Na+运出和少的K+运回的过程，轴突如果很粗，涌入的Na+和涌出的K+就会增多，要把它们运回去耗能也会增多。主动运输造成的Na+的迁移率为3 10*-7摩每秒*平方米，对1平米的细胞膜I=0.

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