Kann jemand den eigentlichen Mechanismus hinter der F-Welle erklären? Unterscheidet es sich wirklich von einer H-Reflex-Reaktion oder hat es aus historischen Gründen nur einen anderen Namen? Der H-Reflex (Hoffmann-Reflex) ist eine motorische Reflexreaktion, die durch afferente sensorische Nervensignale ausgelöst wird. Soweit ich finden konnte, beschreibt die Literatur die F-Welle als eine motorische Reaktion, die durch "nach hinten losgehende" Motorfasern ausgelöst wird, die durch Stimulation antidrom aktiviert wurden. Mir ist unklar, wie eine solche Fehlzündung mit den Konzepten der Refraktärperioden und der normalen axonalen Signalübertragung vereinbar ist.
Dies ist eine großartige Frage, und ich hatte Probleme, eine maßgebliche Studie zu finden. Da F-Wellen hauptsächlich als diagnostisches Werkzeug verwendet werden, scheinen sie auf mechanistischer Ebene nicht viel untersucht worden zu sein. Die einzigen nicht-klinischen Anwendungen scheinen in pharmakologischen Experimenten an intakten Organismen (insbesondere Menschen) zu liegen, bei denen die Menschen nicht hineingehen und Whole-Cell-Patch-Clamp im Rückenmark durchführen.
Dieses Papier:
Balbi, P., Martinoia, S., & Massobrio, P. (2015). Axon-somatische Rückausbreitung in detaillierten Modellen spinaler Alpha-Motoneuronen. Frontiers in Computational Neuroscience, 9, 15.
hat einige relevante Simulationen, obwohl sie Ihre Frage nicht vollständig beantworten. Ich denke jedoch, dass ihre Ergebnisse ausreichen, um einige gute Vermutungen anzustellen. Ohne meine eigenen Simulationen zu entwickeln, muss ich jedoch größtenteils von Hand winken, nachdem ich einige Schlüsselfakten ermittelt habe.
Axone sind klein, daher sind nicht so viele Ionen erforderlich, um einen Axonabschnitt bis zur Schwelle zu depolarisieren. Der Axonhügel hat viele Natriumkanäle, um das Aktionspotential das Axon hinunter zu „starten“, aber das ist in einem Kontext, in dem der Rest des Somas bereits depolarisiert ist.
Bei einem sich rückwärts ausbreitenden Aktionspotential treffen die Ionen, die in kleine Kompartimente fließen, schließlich auf das Soma: Das Soma ist groß, und daher ist die Anzahl der Ionen, die benötigt werden, um das Soma auf den Schwellenwert zu depolarisieren, groß (viel Kapazität in der Membran zum Aufladen): Der Axonhügel bringt das Soma möglicherweise nicht sofort an die Schwelle. Dies wird als "Impedanzfehlanpassung" bezeichnet und ist auch an Synapsen wichtig (wo die Axonenden größer sind als die Axone).
Und nun zur Handbewegungskomponente ... Ich kann nicht mit Sicherheit sagen, welche Kanäle beteiligt sind, aber es ist möglich, dass das antidrome Aktionspotential das Soma nur ein wenig depolarisiert, genug, um einige spannungsgesteuerte Kanäle zu öffnen, aber nur wenige genug, dass es einige Zeit dauert, bis die Anstiegsphase eintritt. Könnte andere Ionen beinhalten, die kein Natrium sind, wie Kalzium; könnte auch die proximalen Dendriten betreffen. Aufgrund der unterschiedlichen Spannungsempfindlichkeiten verschiedener Kanäle in verschiedenen Kompartimenten hatte der proximale Teil des Axons zu dem Zeitpunkt, an dem das gesamte Soma ausreichend depolarisiert ist, genug Zeit, sich zu erholen, damit es erneut spitzen kann.
Ein weiterer Beweis für diesen Mechanismus ist, dass die Anzahl der Zellen, die nach der antidromischen Spitze einen orthodromischen Spike in der F-Welle auslösen, gering und variabel ist – das heißt, es ist ein kleiner Bruchteil, und dieser Bruchteil variiert von Puls zu Puls . Das scheint darauf hinzudeuten, dass die spezifischen Bedingungen des Soma und der nahe gelegenen Prozesse eine Rolle spielen, also muss es einen ziemlich engen Parameterbereich geben, der es ermöglicht, dass eine orthodromische Spitze folgt.
Der H-Reflex ist eine reflektorische Muskelreaktion, die durch die Stimulation sensorischer (afferenter) Nervenfasern des Typs Ia ausgelöst wird . Die Stimulation sollte von kurzer Dauer und kleiner Amplitude sein.
Wenn die Stimulation supramaximal ist, können wir das antidrome Aktionspotential durch die motorischen (efferenten) Nervenfasern beobachten ( ). Das ist die F-Welle.
Siehe: H-Reflex Wikipedia und Kapitel F-Welle .
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