
【医】 neuropotential
【医】 neuro-electricity
digit; location; place; potential; throne
【计】 D
【化】 bit
【医】 P; position
【经】 bit
神经电位(Neural Potential)是神经科学中的核心概念,指神经元细胞膜内外的电势差,反映神经细胞在静息或兴奋状态下的电化学活动特性。根据生理状态可分为以下两类:
静息电位(Resting Potential)
指神经元未受刺激时的稳定膜电位,通常为-70毫伏(mV)。该电位由细胞内外离子浓度梯度(如K⁺外流、Na⁺-K⁺泵活动)维持。英国生理学家霍奇金(Alan Hodgkin)与赫胥黎(Andrew Huxley)通过枪乌贼巨轴突实验首次量化了这一现象。
动作电位(Action Potential)
当神经元受足够强度刺激时,膜电位快速去极化至+40mV并复极化的短暂电脉冲。此过程依赖电压门控钠通道和钾通道的级联反应,遵循“全或无”定律。美国国立卫生研究院(NIH)将其定义为神经信号传导的生理基础。
神经电位研究为癫痫诊疗、脑机接口技术提供了理论依据。2023年《自然》子刊研究表明,特定脑区电位异常与帕金森病运动障碍存在相关性。
神经电位是神经细胞(神经元)在静息或活动时产生的电化学变化,是神经系统信息传递的基础。以下是关键概念的解释:
静息电位 神经元未受刺激时的跨膜电位差,约-70mV(内负外正)。主要由细胞内外钾离子浓度差和钠钾泵维持未搜索到相关网页。静息状态时,细胞膜对K⁺通透性较高,K⁺外流形成电位差。
动作电位 神经元受刺激时产生的快速、短暂(约1ms)电脉冲,可达+30mV。分为三个阶段:
动作电位遵循"全或无"定律,刺激强度达阈值才会触发,信号沿轴突无衰减传导。
分级电位 发生在树突或胞体的局部电位变化(如突触后电位),其强度随刺激强度变化,可进行空间和时间总和,未达阈值时逐渐衰减。
电生理机制 依赖离子通道的电压门控特性,可用Nernst方程和Goldman方程描述: $$ E{ion} = frac{RT}{zF} ln frac{[ion]{out}}{[ion]_{in}} $$ $$ V_m = frac{RT}{F} ln left( frac{P_K[K^+]o + P{Na}[Na^+]o + P{Cl}[Cl^-]_i}{P_K[K^+]i + P{Na}[Na^+]i + P{Cl}[Cl^-]_o} right) $$
这些电位变化构成了神经编码的基础,不同放电模式(如持续放电、簇状放电)对应不同信息传递需求。研究神经电位对理解神经退行性疾病、癫痫等具有重要意义。
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