神经工程学神经工程学 (7).pdf

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1、神经元的电生理特性静息电位（Resting Potential）生物电（Bioelectricity）生物电的发现生物电的早期发现-引申阅读（伽伐尼与伏打的争论）1786年，意大利波伦亚大学解剖学家（伽伐尼）Luigi Galvani 提出动物电的概念。1820年，由于电流计的发明，德国科学家 Du BoisReymond 测定了肌肉完好部位和损伤部位的电位差。损伤电位（Injury potential）：为负值。提示：细胞内外存在电位差？困难：细胞这么小，如何测定细胞内外的电位差？器官生物电器官水平的生物电临床应用：脑电图，心电图，肌电图，胃电图，视网膜电图等。诊断心脏起搏器、电除颤，电针理

2、疗等。治疗细胞生物电细胞在进行生命活动时伴有的电现象由带电离子（K+、Na+、Ca2+）跨细胞膜流动产生表现为跨膜电位（Transmembrane Potential）或膜电位（Membrane Potential）记录：细胞内方式静息电位（Resting Potential）概念细胞在安静时存在于膜两侧的电位差，内负外正。特点稳定的直流电位幅度范围不同细胞静息电位不同，范围在10100 mV。静息电位的测量1939年，英国 Hodgkin&Huxley 记录到枪乌贼巨大神经轴突内外电位差1976年诺贝尔生理学或医学奖静息电位产生机制前提1细胞膜两侧存在离子浓度差离子扩散驱动力化学驱动力（Ch

3、emical Force）电驱动力（Electrical Force）电化学驱动力（Electrochemical Force）骨骼肌细胞静息时膜内外各离子的浓度离子膜内浓度（mmol/L）膜外浓度（mmol/L）K+155 4.5Na+12 145Cl-4.2 116Ca2+0.00011.0平衡电位（Equilibrium Potential）：钾离子的平衡电位（EK）某种离子的平衡电位就是指当这种离子所受到的电化学驱动力为0，不再做跨膜移动时的膜电位的值。静息电位产生机制=+ERTZFkikkln0ECF=CF+EF=0K+的净跨膜移动为0则RP=EK前提2细胞膜对离子的通透性不同RP=

4、EK=-94 mV根据假设计算得=+ERTZFkikkln0科学假设：静息状态下细胞膜只对K+通透RP=-90 mV通过实验测得：验证实验Hodgkin&Huxley改变细胞外液中K+浓度，RP值随之改变；改变外液中Na+浓度，RP值变化不大。结论RP的形成可能是由于细胞膜只对K+的通透。即：膜对哪种离子的通透性大，RP也就越接近这种离子的平衡电位。静息电位产生机制静息电位影响因素影响静息电位水平的因素膜外钾浓度。如细胞外高钾可使静息电位减小。1膜对k+和Na+的相对通透性。如对K+的通透性增大，静息电位增大；如对Na+的通透性增大，则静息电位减小。2钠-钾泵活动的水平。活动增强，则静息电位增大。3=+ERTZFkikkln0静息电位产生机制安静状态下以K+外流为主的多种离子转运的综合结果。总结：总结生物电的发现及意义静息电位的概念及测量静息电位的产生机制及其影响因素