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Propagación del impulso (teoría de cable y conducción saltatoria)

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La propagacion del impulso nervioso a lo largo del axon se describe mediante la teoria de cable, que trata el axon como un circuito distribuido con resistencia axial interna, resistencia de membrana y capacitancia de membrana por unidad de longitud. La razon entre resistencia de membrana y resistencia axial define la constante de longitud (lambda), que determina cuanto se atenua espacialmente una senal pasiva, mientras que el producto de resistencia y capacitancia de membrana define la constante de tiempo (tau_m) heredada de E1. En fibras no mielinizadas la velocidad de conduccion escala aproximadamente con la raiz del diametro axonal, mientras que en fibras mielinizadas la conduccion es saltatoria (el impulso salta de nodo de Ranvier a nodo de Ranvier), lo que hace que la velocidad escale linealmente con el diametro y sea mucho mayor para un mismo calibre. El factor de seguridad de la conduccion compara la corriente disponible generada en un nodo activo con la corriente umbral necesaria para excitar el siguiente segmento, garantizando la propagacion fiable del potencial de accion descrito en E2.

>Modelo

ID:('ky', 1523)


Ecuación de cable

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$c_m\frac{\partial V_m}{\partial t}=\frac{1}{r_i}\frac{\partial^2V_m}{\partial x^2}-\frac{V_m}{r_m}+I_{ext}$

$I_{ext}$
Corriente externa por longitud
$A/m$
$c_m$
Capacitancia por longitud
$F/m$
$r_i$
Resistencia axial por longitud
$?/m$
$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$x$
Posición axonal
$m$
$r_m$
Resistencia de membrana por longitud
$?·m$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13512)


Constante de longitud

Storyboard



$\lambda=\sqrt{r_m/r_i}$

$r_i$
Resistencia axial por longitud
$?/m$
$lambda$
Constante de longitud
$m$
$r_m$
Resistencia de membrana por longitud
$?·m$



>Modelo

ID:('gm', 13513)


Constante de tiempo

Storyboard



$\tau_m=r_mc_m$

$c_m$
Capacitancia por longitud
$F/m$
$r_m$
Resistencia de membrana por longitud
$?·m$
$ au_m$
Constante de tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13514)


Decaimiento espacial

Storyboard



$V_m(x)=V_{m0}e^{-|x|/\lambda}$

$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$V_{m0}$
Potencial inicial/local
$V$
$lambda$
Constante de longitud
$m$
$x$
Posición axonal
$m$



>Modelo

ID:('gm', 13515)


Velocidad no mielinizada

Storyboard



$\theta=k_1\sqrt d$

$\theta$
Velocidad no mielinizada
$m/s$
$d$
Diámetro axonal
$m$
$k_1$
Constante no mielinizada
$m¹?²/s$



>Modelo

ID:('gm', 13516)


Velocidad mielinizada

Storyboard



$\theta_m=k_2d$

$k_2$
Constante mielinizada
$1/s$
$\theta_m$
Velocidad mielinizada
$m/s$
$d$
Diámetro axonal
$m$



>Modelo

ID:('gm', 13517)


Tiempo internodal

Storyboard



$t_{node}=L_{node}/\theta_m$

$\theta_m$
Velocidad mielinizada
$m/s$
$L_{node}$
Distancia internodal
$m$
$t_{node}$
Tiempo internodal
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13518)


Resistencia axial

Storyboard



$r_i=\rho_i/[\pi(d/2)^2]$

$r_i$
Resistencia axial por longitud
$?/m$
$d$
Diámetro axonal
$m$
$\r ho_i$
Resistividad axial
$?·m$



>Modelo

ID:('gm', 13519)


Capacitancia lineal

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$c_m=C_m^{spec}\pi d$

$c_m$
Capacitancia por longitud
$F/m$
$C_m^{spec}$
Capacitancia específica
$F/m²$
$d$
Diámetro axonal
$m$



>Modelo

ID:('gm', 13520)


Factor de seguridad

Storyboard



$SF=I_{disponible}/I_{umbral}$

$SF$
Factor de seguridad
$1$
$I_{disponible}$
Corriente disponible
$A$
$I_{umbral}$
Corriente umbral
$A$



>Modelo

ID:('gm', 13521)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$SF$
SF
Factor de seguridad
1
$k_2$
k2
Constante mielinizada
1/s
$I_{disponible}$
I_disponible
Corriente disponible
A
$I_{umbral}$
I_umbral
Corriente umbral
A
$I_{ext}$
I_ext
Corriente externa por longitud
A/m
$c_m$
c_m
Capacitancia por longitud
F/m
$C_m^{spec}$
Cm_spec
Capacitancia específica
F/m²
$\theta_m$
theta_m
Velocidad mielinizada
m/s
$\theta$
theta
Velocidad no mielinizada
m/s
$r_i$
r_i
Resistencia axial por longitud
?/m
$V_m$
Vm
Potencial de membrana
V
$V_{m0}$
Vm0
Potencial inicial/local
V
$lambda$
lambda
Constante de longitud
m
$d$
d
Diámetro axonal
m
$L_{node}$
L_node
Distancia internodal
m
$x$
x
Posición axonal
m
$k_1$
k1
Constante no mielinizada
m¹?²/s
$r_m$
r_m
Resistencia de membrana por longitud
?·m
$\r ho_i$
rho_i
Resistividad axial
?·m
$ au_m$
tau_m
Constante de tiempo
s
$t$
t
Tiempo
s
$t_{node}$
t_node
Tiempo internodal
s

ID:(0, 1523)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile