Neuron: điện thế hoạt động và dẫn truyền xung

Mô phỏng phục vụ bài Cảm ứng ở động vật (Sinh học 11): điện thế nghỉ, điện thế hoạt động và sự lan truyền xung thần kinh trên sợi trục. Điện thế màng không được vẽ theo đường cong cho sẵn mà tính từ mô hình Hodgkin–Huxley với kênh Na⁺ và kênh K⁺ phụ thuộc điện thế cùng dòng rò, sợi trục chia thành 100 đoạn nối với nhau bằng phương trình cáp. Kích thích dưới ngưỡng chỉ làm điện thế nhích lên rồi tắt; từ ngưỡng trở lên, kênh Na⁺ mở ồ ạt gây khử cực rồi đảo cực tới khoảng +40 mV, sau đó kênh Na⁺ bị bất hoạt, kênh K⁺ mở gây tái phân cực và siêu phân cực, và xung có biên độ như nhau dù kích thích mạnh hay yếu (tất cả hoặc không). Kích thích liên tiếp trong chừng vài ms không tạo được xung thứ hai vì thời kì trơ, cũng là lí do xung chỉ lan theo một chiều. Phóng to màng ở điểm quan sát để thấy từng kênh, ion và bơm Na⁺–K⁺; bật hiện điện tích để thấy mặt trong màng đổi dấu, hiện nồng độ để thấy số ion đi qua mỗi xung rất nhỏ so với lượng ion trong tế bào. Điện thế nghỉ của mô hình là −65 mV theo quy ước của Hodgkin–Huxley trên sợi trục mực ống; SGK thường ghi khoảng −70 mV. Dẫn truyền ở đây là trên sợi không có bao myelin; chưa mô phỏng lan truyền nhảy cóc. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao Na⁺ đi vào tế bào khi kênh Na⁺ phụ thuộc điện thế mở, và điều gì làm xung dừng đi lên? – Vì sao kích thích mạnh hơn không làm xung cao hơn nhưng kích thích quá yếu thì không có xung? – Vì sao xung thần kinh chỉ lan theo một chiều dọc sợi trục dù được kích thích ở giữa sợi?