生物物理 BioPhy2.ppt

第二节 静息电位 一、离子的通透性和膜电位 Ion concentrations 结论 第五节、神经元间的通讯方式——突触 突触（synapse）是一个神经元的动作电位传到另一个神经元或传到另一细胞间的相互接触的结构。突触是神经元之间在功能上发生联系的部位，也是信息传递的关键部位。 突触的动力学模拟 作业 1、查阅相关资料，阐述突触的结构、分类以及信号传导过程。 Characteristic correlation time: where the autocorrelation C(t) function is [ Phys. Rev. Lett. 78, (1997)775 ] 在考虑通道噪声的基础上，我们考虑了热噪声（温度）对自发动作电位的影响。研究发现，增加膜片的温度会导致钠离子和钾离子通道的平均打开率降低，脉冲的平均持续时间也会降低，这与实验(Correa et al., 1992; Benndorf and Koopmann, 1993)的结果是吻合的。 在膜片尺寸中等的时，平均脉冲间间隔有极小值存在。通过定义一个相干因子β，我们发现随着膜片尺寸和温度存在相干共振现象。特征关联时间的计算也验证了相干共振现象的存在。 1 Hodgkin –Huxley 神经元模型 膜电位 某种粒子或过程处于正确位置时才能打开钾通道的概率 钠通道活化过程参数， 钠通道失活化过程参数 根据 Hodgkin-Huxley 模型，编程模拟动作电位 Vm 和门控参数 n、m、h 随时间 t 的变化，并作图显示: 上述“文献和计算机模拟程序”见： /（生物物理研究所） 教学资源 → 生物物理 → 文献与程序 → 神经细胞电生理理论 → 下载文献与程序 → 计算 → 利用数据文件（*.dat）作图。 第四节：离子通道随机性诱发的自发动作电位的温度效应 Outline I. Structure of Neuron and Action potential II. Stochastic Kinetic of ion Channel III. Effects of Temperature on Spontaneous Action Potentials due to Channel Fluctuations I. Structure of Neuron and Action potential Structure of Neuron 树突 轴突 髓鞘 突触前终末 Basic Neural Processes Signal 树突 轴突 突触前终末 Ion Channels The voltage-gated channels for Na+ , K+ , and Ca2+ ions all share the same basic structural themes. Lai et al. Nature Reviews Neuroscience 7, 548–562 (July 2006) | doi:10.1038/nrn1938 Hodgkin-Huxley Equation (1952) 大量通道的统计平均 100 ms 4 pA Closed Open Single channel record ? Permeation: How do ions go through an open channel? ? Gating: How do channels open and close? II. Stochastic(随机的) Kinetic(动力学) of ion Channel Closed Movement of a “gate”: Out In Hyperpolarized Closed Global conformational change: Open Depolarized Open What is “gating”? 100 ms 4 pA Closed Open Open closed time distributions Open times # events duration (ms) Closed times # events duration (ms) A: View of the four subunits, all in the resting position B: One subunit in the active position C: Two subunits in the active position D: Three subunits in the active positi