神經纖維直徑越粗,內阻越小,傳遞速度越快,那麼內阻接近於零時,神經傳遞速度可以接近光速嗎?

時間 2021-05-29 22:46:09

1樓:

動作電位是通過區域性電流誘導順次爆發的,內阻只影響區域性電流強度,動作電位本身消耗的時間是省不掉的。

有髓纖維通過髓鞘剔除了大部分動作電位,強迫以離子流替代,這才有效節省了傳導時間。

而這都跟光速沒什麼關係。

2樓:

最高贊答案是什麼回事?結論是對的??

我自學的大學生理學和普通生物學,神經衝動的傳導在同一神經元傳導是靠膜電位,主要是離子幫浦對離子的通過改變膜電位。這個過程就遠比光速慢了。

另外神經突觸間傳遞靠神經遞質,這是個類化學擴散過程,比光速甚至慢了n個數量級。

所以你的反應是毫秒量級的,不是1/光速,10ns量級

3樓:真空的球形王宇航

內阻和傳遞速度有啥關係呢?內阻再大的電線傳播電訊號的速度仍然是光速呀

當然,神經中訊號不是電訊號,高中生物裡面提到受到刺激會形成乙個小電位。可以把這個小電位產生的電勢差看作是振幅,由這個振幅可以寫出波動方程,得到波動方程就知道了波速

這個波速應該與膜內外離子滲透速率、通道分布的疏密等情況有關,和電阻等電學性質沒有關係

4樓:霍華德

太可怕了,很多生物醫學學生都來質疑這個理論,這是寫入教科書的東西,好嗎!

世界頂尖醫學大學約翰霍普金斯生物系的課程:Systems Biology II: Neural Systems (580.422):http://www.

shadmehrlab.org/Courses

/physfound_files/Eric_5.pdf

英國華威大學的課程:Introduction to Theoretical Neuroscience:https://

www2.warwick.ac.uk/fac/

sci/systemsbiology/staff/richardson/teaching/ma4g4/ITN_LN3.pdf

有人覺得,我在扯淡,特此更新。

日常你所能見的電與磁,沒可能逃出麥克斯韋的智慧型

沃茲基碩德

在生物物理學裡,用傳輸線的電報方程來描述電訊號的傳遞,稱作cable theory,其電路模型如下圖所示:

其中考慮的引數有: 膜內外電容,膜電阻和縱向電阻。神經纖維的電報方程如下:

其中 是動作電壓,是時間常數, 由膜電阻和膜電容決定。

是特徵長度,由膜電阻和縱向電阻決定:

時間常數和特徵長度可以用用於理解電訊號的傳導速度。時間常數隨著膜電阻和膜電容增加而增加。隨著電容增加,需要更多的電荷傳遞才能產生跨膜電壓(Q=CV)。

隨著電阻增加,單位時間內能傳遞的電荷減少,即電流減小會使得系統回覆變慢。同樣的,如果橫向電阻減小,特徵長度會變大,動作電位的傳遞速度會變快。如果膜電阻增大,會降低穿過膜的「漏電」,使得特徵長度變大,從而增加傳遞速度。

綜上所述,動作電位傳遞速度表示為:

膜電阻,縱向電阻,膜電容和神經纖維半徑 的關係如下:

將以上關係帶入,動作電位速度公式:

由公式可知,動作電位速度正比於神經纖維半徑的平方根。這也是有實驗證明的。如下圖,是在小喵咪的神經纖維上做的實驗。發現有髓鞘的軸突的電位速度正比於神經纖維的直徑,與方程非常吻合。

綜上所述,神經纖維越粗的確動作電位的傳遞速度越快。

Reference:

Cable theory - Wikipedia

Action potential

5樓:耿許

之前我也想過這個問題,我覺得上面的人回答都沒有答到點子上。

首先,對於無髓神經來說,確實是存在著直徑越大傳導越快的現象,這從蚯蚓的腹神經、烏賊的神經等都可以看出來。但是這個只是乙個現象,造成這個現象的原因我覺得可能是和動作電位時在某一段的細胞膜的電場強度有關。

先看有髓鞘的神經,在傳遞衝動時電訊號是相當於在郎飛氏節間跳躍,所以速度很快。其原理是在上乙個點處動作電位產生的電場讓下乙個節達到了閾值,這樣一來省去了中間的

一段不斷的「去極化-復極化-超極化」的迴圈那麼,現在設想一下,如果把有髓神經的髓鞘突然摘掉,那它是不是還可以傳這麼快呢?我覺得從原理上看是可以的。實際上,普通的無髓神經傳遞時也是通過類似的產生電場影響附近鈉通道來進行的,快慢與否就取決於電場影響的範圍。

現在再來看一下神經粗細的影響,神經越粗,表面積就越大,上面的離子通道也一般越多(當然這個與細胞骨架也有很大關係,但是考慮起來會很複雜。。其實是我也不會),那在去極化時產生的場強也就越大,就越能在更遠的地方引發動作電位,所以也就傳的越快。所以,理論上講,如果你能在樹突出產生乙個巨大的電場以至於讓軸突興奮,那確實可以達到光速。

已經很久不學這個了,當時得出的結論是這個,不知道對不對,望懂行的指正。

6樓:渝海微

在平滑的無髓鞘神經纖維中,動作電位的傳導速度是與它們直徑的平方根成正比。神經衝動出現的較高速度的傳導(20~30m/s)則就是由這類神經纖維的變粗來實現。正是這個原因,一些無脊椎動物的巨軸突具有100~1000lam大的直徑。

但脊椎動物的大衝動傳導諫度是通過包裹著神經纖維的醢鞘存在來得到的,在髓鞘神經纖維中,Na+只在郎飛氏結處進入到纖維中。

神經纖維的直徑越大,由於其內阻越低,區域性電流的強度和擴布範圍越大,因而傳導速度越快。有髓纖維的傳導速度與纖維直徑成正比,其大致關係為:傳導速度(m/s)=6X纖維直徑(/an)。

溫度降低時,傳導速度減慢;溫度過低時將發生傳導阻滯。

龐小峰編著,生物物理學,電子科技大學出版社,2013.04,第70頁樊小力主編,人體機能學,北京醫科大學出版社,2023年09月第1版,第330頁

7樓:GB18871

講道理內阻和光速是啥子關係呢?光速不應該是折射率的函式麼?

如果吧神經想象成導體,那傳輸速率應該和神經周圍的物質有關,畢竟是電磁場傳到。

不管怎樣都和神經是否大條沒關係吧。

我瞎說的。

8樓:珞珈山野豬精

題主對神經衝動傳遞原理理解有誤,神經纖維不是電線。

具體的原理參見高中生物課本。離子幫浦製造動作電位→動作電位產生的電場擴散觸發臨近細胞膜(無髓鞘神經)/下乙個郎飛氏結(有髓鞘神經)的離子幫浦→被觸發的離子幫浦繼續製造動作電位這一套過程中,只有第二步是光速。只要神經纖維還依靠離子幫浦來產生動作電位,就不可能達到光速。

————修改————

神經的電氣效能確實會影響神經衝動的傳遞,但這是通過影響訊號強度來間接影響的。

離子幫浦的激發需要一定強度的動作電位,如果上乙個動作電位形成的電場在傳播過程中衰減太多,激發的離子幫浦數目可能不足,這會減慢神經衝動的傳遞速度。

另外,即使在電線裡,內阻的大小也不影響電訊號的傳播速度,只會影響訊號衰減的程度。

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