الخلية العصبية – جهد الفعل وانتقال السيال العصبي
الأحياءفسيولوجيا الإنسان والحيوان16–17 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلنبّه خلية عصبية وشاهد السيال العصبي ينتقل على طول المحور العصبي. اسحب الدائرة لتختار نقطة رصد: يُكبَّر الغشاء عندها ليُظهر أيونات Na⁺ وK⁺، وقنوات Na⁺ وK⁺ المبوبة بالجهد وهي تنفتح وتنغلق، والقنوات المسرّبة، ومضخة Na⁺–K⁺، بينما يسجل منحنى جهد الغشاء (mV مقابل ms) إزالة الاستقطاب والانعكاس وإعادة الاستقطاب وفرط الاستقطاب. غيّر شدة المنبه لتجد العتبة وقانون الكل أو لا شيء، ونبّه مرتين متتاليتين بسرعة لترى فترة الجموح، واعرض الأيونات والشحنات والتراكيز والموصليات، وأوقف مؤقتًا أو تقدم خطوة أو أبطئ أو أسرع. يُحسب الجهد بنموذج هودجكن–هكسلي والانتقال بمعادلة الكبل. مبنية على محاكاة "Neuron" من PhET Interactive Simulations، جامعة كولورادو بولدر (CC BY 4.0)؛ وأعيدت كتابتها.
الدرس: السيال العصبي والجهاز العصبي
ماذا تعرض
في الراحة يكون داخل غشاء الخلية العصبية سالبًا (نحو −65 mV في هذا النموذج) لأن قنوات التسريب تسمح بخروج K⁺ وتحافظ مضخة Na⁺–K⁺ على فروق التركيز. إذا رفع المنبه الجهد إلى العتبة (نحو −55 mV) انفتحت قنوات Na⁺ المبوبة بالجهد فتدفق Na⁺ إلى الداخل وأصبح الداخل موجبًا. ثم تُثبَّط قنوات Na⁺ وتنفتح قنوات K⁺ فيخرج K⁺ ويعود الجهد، بل ينخفض قليلًا دون مستوى الراحة. يتبع جهد الفعل قانون الكل أو لا شيء، ويمنع فترة الجموح تنبيهًا جديدًا مباشرة، وينتقل على طول المحور العصبي لأن كل جزء يزيل استقطاب الجزء المجاور.
طريقة الاستخدام
اضغط «تنبيه الخلية العصبية» وتابع السيال على المحور العصبي. اسحب الدائرة أو منزلق «نقطة الرصد:» لترى المقطع المكبر للغشاء ومنحنى الجهد عند تلك النقطة. غيّر «شدة المنبه (نبضة 1 ms):» فوق العتبة ودونها، ثم نبّه مرتين بسرعة. استخدم «إيقاف مؤقت» و«خطوة» و«بطيء»، وفعّل «عرض الأيونات» و«التراكيز» لمتابعة حركة Na⁺ وK⁺.
المعاملات القابلة للتغيير
- شدة المنبه الابتدائية (نبضة 1 ms) 0–40 µA/cm²
- موضع التنبيه بداية المحور العصبي, عند نقطة الرصد
- نقطة الرصد الابتدائية (رقم القطعة من 100) 3–96
- سرعة المحاكاة بطيء, عادي, سريع
- عرض أيونات Na⁺ وK⁺
- عرض الشحنات على جانبي الغشاء
- عرض تراكيز الأيونات
- عرض الموصليتين gNa وgK على المنحنى
أسئلة للاستكشاف
- لماذا لا يزداد ارتفاع جهد الفعل عندما تضاعف شدة منبه أعلى من العتبة؟
- لماذا لا يُطلق التنبيه الثاني سيالًا جديدًا إذا جاء مباشرة بعد الأول؟
- لماذا لا يغيّر سيال عصبي واحد تراكيز Na⁺ داخل الخلية إلا تغيرًا ضئيلًا؟
