Modelos de potencial de ação

Nesse vídeo eu quero falar sobre padrões de potencial de ação. A informação de estímulos ao neurônio é convertida para o tamanho, duração e direção de membranas potenciais graduadas nos dentritos e no soma, de forma que um pequeno estímulo a um dentrito, digamos, normalmente gera um potencial excitatório gradual, também chamado de despolarização. E um estímulo excitatório maior normalmente gera um potencial excitatório maior. E o mesmo se aplica para estímulos inibidores. Um pequeno estímulo inibitório normalmente gera uma pequena hiperpolarização ou potencial inibitório. E um estímulo inibitório maior geralmente gera uma hiperpolarização maior ou potencial inibitório. Os neurônios processam essa informação através da soma de potenciais graduados na zona de gatilho para determinar se um potencial de ação será disparado ao longo do axônio. Potenciais de ação, no entanto, têm consistentemente o mesmo tamanho e duração de qualquer neurônio, de forma que a informação contida no potencial graduado seja, ao contrário, convertida em um padrão temporal ou na temporização de potenciais de ação sendo disparados ao longo do axônio. Então aqui eu desenhei algumas linhas para representar o tempo. E vamos observar os padrões temporais ou a temporização de potenciais de ação que podem ocorrer para transmitir tipos diferentes de informações ao longo dos axônios de tipos diferentes de neurônios. Alguns neurônios não disparam potenciais de ação até que exista estímulo suficiente. E então o tamanho e a duração da despolarização além do limiar é convertido em frequência e duração de uma série, que também é chamada de trem de potenciais de ação. Então digamos que esse seja um desses neurônios que não disparam qualquer potencial de ação em descanso. E então ele recebe estímulo excitatório suficiente para despolarizar a área de gatilho além do limiar bem aqui, então vemos um pequeno trem de potenciais de ação. E vamos desenhar uma pequena linha aqui, que é muitas vezes chamado de pico para representar um potencial de ação. E esse neurônio vai disparar um pequeno trem, uma pequena série de potenciais de ação até o ponto que a despolarização estiver além do potencial limiar. E então quando a despolarização terminar ou quando cair para baixo do limiar na zona de gatilho, o trem de potencial de ação pára, e então o neurônio se acalma novamente. Não está disparando nenhum potencial de ação. Então esse é um método muito utilizado por muitos neurônios no sistema nervoso. Por exemplo, os neurônios motores que fazem a sinapse no músculo esquelético, eles tendem a disparar poucos ou nenhum potencial de ação até que estejam excitados o suficiente. E então irão disparar um trem de potenciais de ação, e então se acalmam novamente. Outros neurônios, no entanto, na verdade disparam potenciais de ação num padrão regular na ausência de estímulos. E a razão pela qual eles fazem isso é que eles têm diferenças em seus canais de vazamento e/ou seus canais de voltagem fechados que na verdade despolarizam espontaneamente a membrana ao limiar num intervalo regular, o qual é muito parecido com o funcionamento do marcapasso no coração. E com esses tipos de neurônios, o estímulo excitatório faz com que eles disparem potenciais de ação mais frequentemente durante o período de tempo em que estão excitados. E então, quando a excitação acaba, eles voltam ao padrão regular de disparo. Um estímulo inibitório terá o efeito contrário. Isso vai reduzir o disparo durante o período inibitório. E então, quando acaba, eles voltam ao seu padrão regular de disparo novamente. E há neurônios ainda mais complicados que, na ausência de estímulos, disparam pequenas explosões de potenciais de ação, seguidos por um pequeno espaço. E então tem outra pequena explosão regular de potenciais de ação. Com esses tipos de neurônios, os estímulos excitatórios podem causar que pequenas explosões aconteçam com mais frequência. Ele pode causar pequenas alterações na explosão, e pode causar mudanças ao espaçamento entre as explosões. Mas quando o estímulo acaba, eles voltam às suas explosões regulares. E o contrário acontece com o estímulo inibitório. Ele pode diminuir a frequência dessas explosões. A vantagem desses tipos de sistema onde neurônios disparam em padrões regulares espontanemente ou em explosões, é que informações passadas às células alvo podem ser afinadas em qualquer direção, porque com um neurônio como esse, que está calmo em repouso, a informação só pode fluir em uma direção. Ela só pode ir de nenhum potencial de ação sendo disparado para trens de potenciais de ação de frequências e durações diferentes. Mas se há mais estímulo inibitório para esses tipos de neurônios, essa informação não pode ser passada à frente. Mas com esses tipos de neurônios, a informação de ambos estímulos excitatórios e inibitórios podem ser passados à frente de uma forma mais diluída. Os diferentes padrões temporais de potenciais de ação são então convertidos aos valores e padrões temporais da liberação dos neurotransmissores na sinapse. E células alvo podem ser estabelecidas em várias formas para responder à esses padrões temporais e valores de liberação de neurotransmissores. LEGENDADO POR GABRIELA MORITZ