神经轴突的神经传导的电学模型

问题1：神经轴突的神经传导的电学模型神经细胞的构造：由细胞体、树突和轴突组成；轴突模型神经纤维的电缆模型如图所示：•Ri为单位长度电缆轴心电阻•R0为细胞外介质单位长度电阻•Rm为单位长度膜电阻•Cm为单位长度膜电容考虑郎飞结的电缆模型由于神经元之间电位传导速度的差异，当2类不同的神经元通过突触连接时，根据达朗贝尔原理，必定存在惯性或相应动能改变，并造成一定的能量损失．假设信号电流在细胞内传导时，满足膜体均匀、截面恒定、膜外电位相等，并以电流方式进行．这样产生方程：上式右边四项等同于HH方程轴突对脉冲的传导和放大•结果表明：兴奋在有髓神经纤维上的传导速度随膜电容的增加而减小，这种趋势在动作电位的各阶段都不会改变，直径较大的A类有髓神经纤维，其膜电容的值较小，而传导速度更快．横向跨膜电流的动态二阶齐次微分方程神经传导中的能量耗费•动作电位时细胞受到刺激时细胞膜产生的一次可逆的、可传导的电位变化.产生的机制为①阈刺激或阈上刺激使膜对Na+的通透性增加,Na+顺浓度梯度及电位差内流,使膜去极化,形成动作电位的上升支.②Na+通道失活,而K+通道开放,K+外流,复极化形成动作电位的下降支.③钠泵的作用,将进入膜内的Na+泵出膜外,同时将膜外多余的K+泵入膜内,恢复兴奋前是离子分布的浓度.这两种转变都需要能量问题2：鸽子仅依靠磁场导航吗?磁性物质的作用•鸟类指南针是基于磁力线的倾斜度（倾角），而不是基于磁场极性，也就是不同于人类所使用的指南针。•地球磁力线的倾斜度（地球磁力线与地球表面的交叉角度）并非一成不变：从在每个磁极的垂直角度变到平行于地球表面的磁赤道（无倾线）。鸟类竟然能探察到这种倾斜，区分“两极方向”和“赤道方向”。•鸟类通过感受磁力线强度变化（由地壳中磁性矿物质引起的异常）来创建一张磁地图。如果鸟儿能识别这些热点，就可能把它们用作路标。（假设）还需要什么辅助装置•鸟类可能具备两种不同类型的磁感应：一只内置的“指南针”和一张学来的“磁地图”。•鸟儿指南针的一种潜在感应结构，可能是位于喙或内耳的一簇磁铁微粒。而感知一张视觉上的磁地图，则可能是鸟儿独有的另一种能力，这种能力是基于眼中的光敏量子效应.证据•20世纪70年代，海底细菌被发现包含与地球磁场倾斜度一致的磁铁矿微粒。在此过程中，磁铁矿让微生物朝向它们偏好的栖居地——泥泞的海底。于是，科学家开始寻找鸟儿体内的类似微粒。•1998年，在动物眼睛里新发现一种蓝光受体蛋白——隐花色素。2000年科学家联合暗示，隐花色素具备鸟类指南针所需的一切特性。鸽子能看见磁场吗•证据显示，隐花色素蛋白质可能是鸟类指南针感应的背后机制。隐花色素位于点缀于虹膜周围的光感应器细胞内。•在稳定的隐花色素内，电子以偶数在固定轨道上环绕原子核，而电子对以相反方向绕自己的轴自转。但是，当光线击中蛋白质时，电子被转轨到分子的不同部分，或者去绑定辅基，形成自由基。•在这种瞬态下，自由基对的自旋行为被弱磁场影响•取决于每次定向所花的相对时间的不同，自由基对反应的化学场也不同。因此，通过调节自旋行为的反转，地球磁场就会影响反应结果。•不同的反应产物可能改变隐花色素上的某些结合位点的构象性质，干扰光敏通道（而隐花色素自己正是这种通道的一部分）•精确的信号机制目前未明，但由于隐花色素的改变可能会干扰光感受器的光敏度，鸟类也许看得见磁场。如何证明•需要记录脑细胞中与隐花色素有关的电活动，或许还要记录包含隐花色素的虹膜细胞中与隐花色素有关的电活动，证明这些电活动是由磁刺激引起的。•如果真的能消除鸟类的隐花色素，并且观察鸟类的哪些行为效应会消失。•信鸽身上尚未发现磁性细胞，但2012年科学家发现信鸽的与内耳相连的大脑区域中的神经元会被磁场激活，这暗示内耳中可能存在磁感应器细胞。•如果是这样，当包含磁铁矿的结构与磁场（相对于鸟儿头部）的方向改变对齐时，它就会旋转，并且对细胞膜施加机械性压力。这会打开离子通道，从而改变细胞膜表面的电位，并且激发神经脉冲。静磁场疗法：•磁感应强度：200～500高斯（GS）•主治：消炎、消肿、镇痛、镇静、止泻、促进骨折愈合等•贴磁法：使用磁片或磁条或磁珠经消毒后直接贴敷皮肤或穴位，或间接贴在需要的内衣里、帽子内，穿戴在身上进行的磁疗。一般贴片后3~7日取下磁片复查，10~30次为1个疗程。动磁场疗法：•旋磁法：利用一只微型电动机带动2～4块永磁体旋转而产生变化的磁场，同名极配置时产生的是脉动磁场，异名极配置时产生的是交磁场。•强度：500~1200高斯•一般每个穴位或部位治疗5～15分钟，每人每次20～30分钟为宜。•治疗范围与经磁场疗法基本相同：包括外科系统的软组织挫伤、外伤性血肿、骨质疏松、骨折；内科系统的风湿、神经性头痛、婴幼儿腹泻以及耳鸣、神经衰弱等。动磁场疗法：•电磁法：•低频交变磁疗法：利用低频交变磁疗机产生5~100Hz的低频交变磁场。磁头表面的磁场强度可达0.1~0.2T以上，一般每次治疗时间为20~30分钟，每天治疗一次。•脉冲磁疗法：按频率分为低频脉冲电磁场（1000Hz以下），中频脉冲电磁场（1000-1000000Hz）和高频脉冲电磁场（1MHz以上）。一般治疗采用低频脉冲电磁场，强度为0.15~0.8T，一般每次治疗时间为20~30分钟，每天治疗一次。•研究认为，人体的穴位具有电磁特性，它是磁场的聚焦点。经络是实现生物放大效应的主要渠道，人体生物电荷失去平衡可导致一些，疾病的发生。磁疗法是通过磁场对经络穴位的作用，调节机体生物电磁的平衡，从而达到治疗疾病的目的。