Kann ein einzelnes Axon mehrere gleichzeitige Aktionspotentiale ausbreiten?

Ich konnte keine Forschungsergebnisse ausfindig machen, die zeigen, ob ein einzelnes Axon eines Neurons oder einer Nervenzelle mehrere gleichzeitige (dh räumlich getrennte) Aktionspotentiale leiten kann. Mir ist bewusst, dass Refraktärzeiten in vielen Neuronen diese Möglichkeit ausschließen würden, jedoch sind in einigen Fällen Verzögerungen entlang von Axonen groß genug.

Ist dies der Fall? Können Sie mir Zitate nennen, die Ihre Antwort stützen?

Ja, aber es gibt eine Obergrenze für die maximale Energiemenge pro Axon. Es gibt keinen empirischen Beweis dafür, was das genaue Energiespektrum ist, das jedes Axon aufnehmen kann. Dies würde Ihnen auch zeigen, welche Aktionspotentiale ein Axon ausbreiten oder halten kann. Es gibt dort offen keine ausreichende Bildgebungstechnologie, die für einen Teil der Forschung verwendet werden könnte.

Antworten (2)

Wenn Sie mehrere gleichzeitige Aktionspotentiale sagen, gehe ich davon aus, dass sich die Reize für alle zeitlich überlappen. In diesem Fall kann ein Neuron die verschiedenen Reize integrieren und ein Aktionspotential auslösen. Von den multiplen Stimuli können einige anregend sein, während andere hemmend sein können. Die Nettoantwort wäre eine Integration aller Signale [ ref ] .

Wenn es jedoch eine Lücke in den Stimuli gibt, reagiert die Zelle möglicherweise nicht so, wie sie es in ihrer Refraktärzeit wäre (die sich ergibt, bis die Ionenspiegel wieder ihren ursprünglichen Zustand erreicht haben und das Membranpotential wiederhergestellt ist).

Es kann zu langen Verzögerungen kommen, die von verschiedenen Faktoren wie Ionenmangel, ATP-Mangel (ATP wird von Na + /K + ATPase benötigt) oder neuropathologischen Zuständen abhängen. Im Falle einer nervösen Signalübertragung über viele Neuronen können Synapsen unter synaptischer Ermüdung leiden , die aus der Erschöpfung von Neurotransmittern resultiert.

BEARBEITEN :

Maximale AP-Ausbreitungsgeschwindigkeit/Nervenleitungsgeschwindigkeit = ~120 m/s (Originalquelle nicht auffindbar. Aus Wikipedia )

Längstes myelinisiertes Axon (Ischiasnerv beim Menschen) = ~ 1m

Erforderliche Zeit zum Erreichen der Synapse = ~8 ms

Erforderliche Zeit für die Repolarisation = ~5 µs

Es sind also mehrere Aktionspotentiale (~160) möglich (nennen wir es Situation-X).

Das Tintenfisch-Riesenaxon ist ~500 µm groß. Ich glaube, es ist auch nicht myelinisiert. Wenn in diesem Fall NCV weniger als 100 m/s beträgt, kann Situation-X eintreten. NCV kann bis auf 0,5 m/s sinken (wiederum ist die Referenz Wikipedia, da ich die Originalquelle nicht finden kann).

Allerdings kann Situation-X auch zu synaptischer Ermüdung führen, wenn die Feuerrate (AP-Frequenz) einen bestimmten Wert überschreitet. Dieser Wert würde davon abhängen, wie viel Neurotransmitter pro AP freigesetzt wird, wie viel gespeichert ist und von der Aufnahmerate.

"Stimuli für alle überlappen sich zeitlich" ... das ist nicht die richtige Idee. es geht nicht um die Summierung von Stimuli, sondern um die Produktion von APs in kurzer Folge, die gleichzeitig in derselben Zelle (offensichtlich mit einem gewissen räumlichen Abstand) propagiert werden. Auch Refraktärzeiten werden in der Frage diskutiert.
@watsonic Ahh. Sie meinen, was ist, wenn in einem langen Axon das erste AP die Synapse nicht erreicht hat, aber die soma/dendritische Region bereits repolarisiert ist?
ja zum beispiel. oder ein AP auf dem Axon proximal zum Soma und ein distales.
@watsonic siehe die Bearbeitung. Ich hoffe, es beantwortet Ihre Frage.

Ich verstehe nicht, warum nicht, sobald die Natrium- und Kaliumkanäle entlang des Axons in ihren Ruhezustand zurückgekehrt sind. Aber ein hartes Zitat ist mir nicht bekannt. Ich würde vorschlagen, in der neueren optogenetischen Literatur nachzuschauen, wo Forscher Axone und axonale Endigungen mit Channelrhodopsin aufregen. Menschen haben höchstwahrscheinlich quantifizierte Aktionspotentiale für unterschiedliche Beleuchtungsdauern und -intensitäten, und Sie können möglicherweise anhand der maximalen Feuerrate beurteilen, wie machbar mehrere gleichzeitige Spikes wären.

Außerdem ist es höchstwahrscheinlich möglich, einen antidromischen Spike auszulösen, während das Neuron einen orthodromischen Spike abfeuert. Nicht ganz das, was Sie gefragt haben, aber nah dran.

Antidrome elektrisch evozierte Potentiale plus normale physiologische Reaktionen :) - Gut gedacht!
Kann ein einzelnes Axon mehrere gleichzeitige Aktionspotentiale ausbreiten?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v