IJPR Volume 15 Issue 4 Pages 347-371
IJPR Volume 15 Issue 4 Pages 347-371
IJPR Volume 15 Issue 4 Pages 347-371
۱
ﺭﺿﺎ ﺧﺎﻧﺒﺎﺑﺎﻳﻲ۱ﻭ ۲ﻭ ﻣﻬﺴﺎ ﺗﺎﺑﺶ
.۱ﮔﺮﻭﻩ ﻓﻴﺰﻳﮏ ،ﺩﺍﻧﺸﮕﺎﻩ ﺻﻨﻌﺘﻲ ﻧﻮﺷﻴﺮﻭﺍﻧﻲ ﺑﺎﺑﻞ ،ﺑﺎﺑﻞ
.۲ﺩﺍﻧﺸﮑﺪﺓ ﻓﻴﺰﻳﮏ ،ﺩﺍﻧﺸﮕﺎﻩ ﺍﺗﺎﻭﺍ ،ﮐﺎﻧﺎﺩﺍ
ﺍﺯ ﻳﮏ ﮐﺎﻧﺎﻝ ﺗﻨﻬﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ﺗﻮﺳﻂ ﺑﻴﻮﻓﻴﺰﻳﮑﺪﺍﻧﻲ ﺑﻨـﺎﻡ ﻧِﻬِـﺮ ٢ﻭ ﻳـﮏ
ﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮﮊﻳﺴﺖ ﺑﻨﺎﻡ ﺳَﮑﻤﻦ ٣ﺭﺍﻩ ﺑﺮﺍﻱ ﮐﺸﻒ ﺟﺰﺋﻴﺎﺕ ﮐﺎﻧـﺎﻝﻫـﺎﻱ
ﺗﺒﺎﺩﻝ ﻳﻮﻧﻲ ﻫﻤﻮﺍﺭ ﺷﺪ ] ۱۲ﻭ .[۱۳ﻫﻢ ﺍﮐﻨﻮﻥ ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ﺭﻭﺵﻫـﺎﻱ
ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﻲ ﺣﺘﻲ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﻣﻌﺎﺩﻻﺕ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ ﺍﻳﻦ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎ ﺭﺍ
ﺑﻪ ﺩﺳﺖ ﺁﻭﺭﺩ ] .[۱۴ﺑﺎ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺕ ﻳﮏ ﺑﻴﻮﻓﻴﺰﻳﮑﺪﺍﻥ ﺩﻳﮕـﺮ ﺑـﻪ ﻧـﺎﻡ
ﺑﺮﻧﺎﺭﺩ ﮐﺘﺰ ٤ﺩﺭ ﻣﻮﺭﺩ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫـﺎ ﺭﺍﻩ ﺑـﺮﺍﻱ ﺍﺭﺍﺋـﺔ ﻧﻈﺮﻳـﺔ ﺣﺎﻓﻈـﻪ
ﻫﻤﻮﺍﺭ ﺷﺪ ].[۱۷-۱۵
ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﺗﻮﺻﻴﻒ ﺳـﺎﺩﻩ ﺳـﺎﺧﺘﺎﺭ ﻓﻴﺰﻳﮑـﻲ ﻣﻐـﺰ ﻭ
ﺍﻋﺼﺎﺏ ،ﺑﻪ ﻣﻌﺮﻓﻲ ﻗﻮﺍﻧﻴﻦ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﺣﺎﮐﻢ ﺑﺮ ﺁﻥ ﻣـﻲﭘـﺮﺩﺍﺯﻳﻢ .ﺑـﻪ ﺷﮑﻞ .١ﻃﺮﺡ ﻧﻤﺎﺩﻳﻦ ﻣﻐﺰ ﻫﻤﺮﺍﻩ ﺑﺎ ﻳﮏ ﻣﺮﮐﺰ ﻧﻮﺭﻭﻧﻲ ،ﻳـﮏ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﻭ
ﺩﻧﺒﺎﻝ ﺁﻥ ﺑﺎ ﻣﻌﺮﻓﻲ ﺍﻧﻮﺍﻉ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫﺎ ،ﻣﺒﻨﺎﻱ ﺷﮑﻞﮔﻴﺮﻱ ﺣﺎﻓﻈـﻪ ﺭﺍ ﻳﮏ ﮐﺎﻧﺎﻝ ﻳﻮﻧﻲ.
ﻣﻮﺭﺩ ﺑﺮﺭﺳﻲ ﻗﺮﺍﺭ ﻣﻲﺩﻫﻴﻢ.
ﺗﺸﺮﻳﺢ ﺷﺪﻩ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪ ،ﻋﻤﻼً ﻓﻴﺰﻳﮏ ﻭﺍﺭﺩ ﺗﺤﻘﻴﻘـﺎﺕ ﻋﻠـﻮﻡ
.۱ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﻣﻐﺰ ﻭ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺍﺯ ﺩﻳﺪﮔﺎﻩ ﻓﻴﺰﻳﮏ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺷﺪ ] .[۲ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﺍﺧﺘﺮﺍﻉ ﻣﻴﮑﺮﻭﺳﮑﻮﭖ ،ﻋﻠﻮﻡ ﺍﻋﺼـﺎﺏ
ﮐﺎﺭ ﺍﺻﻠﻲ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺑﺮﻗﺮﺍﻱ ﺍﺭﺗﺒﺎﻁ ﻭ ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﺍﻃﻼﻋـﺎﺕ ﻭﺍﺭﺩ ﻓﺎﺯ ﺟﺪﻳﺪﻱ ﺷﺪ .ﺩﺭ ۶۰ﺳﺎﻝ ﺍﺧﻴﺮ ﻭ ﺑﻪ ﺧﺼﻮﺹ ﺑﻌـﺪ ﺍﺯ
ﺍﺳﺖ ] .[۳ﺑﻪ ﻋﻨـﻮﺍﻥ ﻣﺜـﺎﻝ ﻭﻗﺘـﻲ ﮐﺘـﺎﺑﻲ ﺭﺍ ﻣﻄﺎﻟﻌـﻪ ﻣـﻲﮐﻨـﻴﻢ ﺷﮑﻞﮔﻴﺮﻱ ﻧﻈﺮﻳﺔ ﻧﻮﺭﻭﻥ ،ﺑﻪ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﻭﺍﺣﺪ ﺑﻨﻴﺎﺩﻱ ﻋﻤﻠﮕـﺮ ﻣﻐـﺰ
ﺍﻃﻼﻋﺎﺕ ﺑﻴﻨﺎﻳﻲ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ﭼﺸﻢ ﻭ ﻳﺎﺧﺘﻪﻫﺎﻱ ﺩﺭﻳﺎﻓﺖﮐﻨﻨﺪﻩ ﻧﻮﺭ ﻭ ﺗﺄﻳﻴﺪ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻫﻲ ﺁﻥ ،ﻭ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﮔﺰﺍﺭﺵ ﺗﺤﺮﻳـﮏﭘـﺬﻳﺮﻱ
ﺩﺭ ﺷﺒﮑﻴﻪ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﭘﻴﺎﻡﻫﺎﻱ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺭﻣﺰﮔﺬﺍﺭﻱ ﺷﺪﻩ ﻭ ﺑـﻪ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﻭ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺁﻥ ﺑﺮ ﺣﺎﻟـﺖ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎﻱ ﻣﺠـﺎﻭﺭ
ﻗﺴﻤﺖﻫﺎﻱ ﺧﺎﺻﻲ ﺩﺭ ﻣﻐﺰ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻣﻲﺷـﻮﺩ .ﺍﻳـﻦ ﺍﻃﻼﻋـﺎﺕ ﺩﺭ ﻓﻴﺰﻳﮏﺩﺍﻧﺎﻥ ﺯﻳﺎﺩﻱ ﺑﻪ ﺍﻳﻦ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻋﻼﻗـﻪﻣﻨـﺪ ﺷـﺪﻧﺪ ] ۳ﻭ .[۴
ﻣﺮﮐﺰﻫﺎﻱ ﻧﻮﺭﻭﻧﻲ ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﺷﺪﻩ ﻭ ﺩﺭ ﻧﻬﺎﻳـﺖ ﻣﻨﺠـﺮ ﺑـﻪ ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﻭﺭﻭﺩ ﺑﻴﻮﻓﻴﺰﻳﮏﺩﺍﻧﺎﻧﻲ ﭼـﻮﻥ ﻫـﺎﺟﮑﻴﻦ ﻭ ﻫﺎﮐﺴـﻠﻲ ١ﺑـﻪ
ﺗﻔﺴﻴﺮ ﺧﺎﺻـﻲ ﺍﺯ ﺁﻥ ﺟﺴـﻢ ﻣـﻲﺷـﻮﺩ ،ﮐـﻪ ﻣـﺎ ﺁﻥ ﺭﺍ »ﺩﻳـﺪﻥ« ﺍﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺕ ،ﻋﻠﻮﻡ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﮐﻪ ﺗﺎ ﺁﻥ ﺯﻣﺎﻥ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑـﻪ ﺻـﻮﺭﺕ
ﻣﻲﮔﻮﻳﻴﻢ ] .[۱۸ﻣﻐﺰ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺁﻥ ﺗﻔﺴـﻴﺮ ،ﺩﺳـﺘﻮﺭﺍﺕ ﻻﺯﻡ ﺭﺍ ﺷﺎﺧﻪﺍﻱ ﺍﺯ ﺭﻭﺍﻧﺸﻨﺎﺳﻲ ﺑﺤﺚ ﻣﻲﺷﺪ ﺷﮑﻠﻲ ﺑﻨﻴـﺎﺩﻱ ﻫﻤـﺮﺍﻩ ﺑـﺎ
ﺑﻪ ﻗﺴﻤﺖﻫﺎﻱ ﺣﺮﮐﺘﻲ ﺩﺍﺩﻩ ﻭ ﺑﻪ ﺍﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺑﺎ ﻣﺤـﻴﻂ ﺍﻃـﺮﺍﻑ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩﮔﻴﺮﻱ ﻭ ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺕ ﺑﻪ ﺧﻮﺩ ﮔﺮﻓﺖ .ﺑﻪ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﻣﺜﺎﻝ ﻗـﻮﺍﻧﻴﻦ
ﺧﻮﺩ ﺍﺭﺗﺒﺎﻁ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭ ﻣﻲﮐﻨﺪ .ﺩﻗﺖ ﺩﺭ ﺩﺭﻳﺎﻓﺖ ،ﺍﺭﺳﺎﻝ ﻭ ﺗﺠﺰﻳـﻪ ﮔﺬﺭﺩﻫﻴﻴﻮﻥﻫﺎ ﻭ ﺑﺎﺯ ﻭ ﺑﺴﺘﻪ ﺷﺪﻥ ﺩﺭﻭﺍﺯﺓ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫـﺎﻱ ﻳـﻮﻧﻲ ﮐـﻪ
ﻭ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﺍﻳﻦ ﭘﻴﺎﻡﻫﺎ ﺟﻬﺖ ﺑﻘﺎ ﻭ ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻣﺎﻳﺤﺘﺎﺝ ﺭﻭﺯﺍﻧـﻪ ﺑﺴـﻴﺎﺭ ﺣﺪﻭﺩ ۵۰ﺳﺎﻝ ﻣﻮﺿﻮﻉ ﺗﺤﻘﻴﻖ ﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮﮊﯼ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺑﻮﺩ ﺗﻮﺳﻂ
ﻣﻬﻢ ﻭ ﺣﻴـﺎﺗﻲ ﺍﺳـﺖ .ﺑـﻪ ﻫﻤـﻴﻦ ﺗﺮﺗﻴـﺐ ﺍﻃﻼﻋـﺎﺕ ﺷـﻨﻮﺍﻳﻲ، ﺍﻳ ـﻦ ﺩﻭ ﻧﻔــﺮ ﺑــﻪ ﺻــﻮﺭﺕ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸــﮕﺎﻫﻲ ﻫﻤــﺮﺍﻩ ﺑــﺎ ﻣﻌــﺎﺩﻻﺕ
ﺑﻮﻳﺎﻳﻲ ،ﭼﺸﺎﻳﻲ ﻭ ﻻﻣﺴﻪ ﻧﻴﺰ ﺩﺭ ﻗﺴﻤﺖﻫـﺎﻱ ﻣﺮﺑﻮﻃـﻪ ﺩﺭ ﻣﻐـﺰ ﺩﻳﻔﺮﺍﻧﺴﻴﻞ ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺗﻲ ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﺷﺪ ].[۹ -۵
ﺗﺠﺰﻳﻪ ﻭ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﺍﻳـﻦ ﻣﺮﺍﮐـﺰ ﻧـﻮﺭﻭﻧﻲ ﺷـﺎﻣﻞ ﺗﻌـﺪﺍﺩ ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﻣـﺪﻝ ﻓﻴﺰﻳﮑـﻲ -ﺭﻳﺎﺿـﻲ ﻫـﺎﺟﮑﻴﻦ -ﻫﺎﮐﺴـﻠﻲ ﻋﻠـﻮﻡ
ﺯﻳﺎﺩﻱ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ ﻧﻈﻢ ﺧﺎﺻﻲ ﺑـﺎ ﻳﮑـﺪﻳﮕﺮ ﺍﺭﺗﺒـﺎﻁ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺑﺎ ﺷﺘﺎﺏ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﺯﻳﺎﺩﻱ ﺭﺷﺪ ﮐﺮﺩﻩ ﻭ ﺑﻪ ﺻـﻮﺭﺕ ﻳﮑـﻲ ﺍﺯ
ﺩﺍﺭﻧﺪ ﺷﮑﻞ ۱ﻭﺍﺣﺪﻫﺎﻱ ﺳﺎﺧﺘﺎﺭﻱ ﺑﻨﻴﺎﺩﻱ ﺍﻳﻦ ﻣﺮﺍﮐﺰ ﻧـﻮﺭﻭﻧﻲ، ﻭﺳﻴﻊﺗﺮﻳﻦ ﺭﺷﺘﻪﻫﺎﻱ ﺑﻴﻦ ﺭﺷـﺘﻪﺍﻱ ﺩﺭﺁﻣـﺪﻩ ﺍﺳـﺖ .ﺩﺭ ﺍﻳـﻦ ﺑـﻴﻦ
ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺑﺪﻥ ﻣﺎ ﺣـﺪﻭﺩ ۱۰۱۲ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﻓﻴﺰﻳﮏ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺧﻮﺩ ﺑـﻪ ﮔـﺮﺍﻳﺶﻫـﺎﻱ ﻣﺨﺘﻠﻔـﻲ ﺍﻋـﻢ ﺍﺯ ﻓﻴﺰﻳـﮏ
ﺩﺍﺷــﺘﻪ ﻭ ﺩﺭ ﻫــﺮ ﻣﻴﻠــﻲ ﻣﺘــﺮ ﻣﮑﻌــﺐ ﺍﺯ ﻣــﺎﺩﺓ ﻣﻐــﺰﻱ ﺣــﺪﻭﺩ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺗﺠﺮﺑﻲ ،ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺗﻲ ،ﺁﻣﺎﺭﻱ ﻭ ﻓﻠﺴﻔﻲ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﺷـﺪﻩ ﺍﺳـﺖ
____________________________________________ ] ۱۰ﻭ .[۱۱ﺑﺎ ﺍﺑﺪﺍﻉ ﻳﮏ ﺭﻭﺵ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﺑﺮﺍﻱ ﺛﺒﺖ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﮔﺬﺭﻧـﺪﻩ
2. Neher
3. Sekmen ____________________________________________
4. Bernard Katz 1 Hodgkin and Huxley
۳۴۹ ﻓﯿﺰﯾﮏ ﮐﺎرﺑﺮدي :1 -ﻣﻘﺪﻣﻪاي ﺑﺮ ﻓﯿﺰﯾﮏ اﻋﺼﺎب ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴
ﺍﻃﻼﻋـﺎﺕ ﺭﺍ ﺗﺠﺰﻳـﻪ ﻭ ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﮐــﺮﺩﻩ ﻭ ﺑـﻪ ﻭﺳـﻴﻠﺔ ﭘﻴـﺎﻡﻫــﺎﻱ ۱۰۵ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ] .[۱۹ﺑﺮﺧﻼﻑ ﺳـﺎﻳﺮ ﻳﺎﺧﺘـﻪﻫـﺎﻱ ﺑـﺪﻥ،
ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﻭ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺑﻪ ﺳﺎﻳﺮ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻣﻲﮐﻨﺪ .ﺳـﺎﺧﺘﺎﺭ ﻣﺪﺕ ﮐﻮﺗﺎﻫﻲ ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﺗﻮﻟﺪ ،ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻳﺎﺧﺘـﻪﺍﯼ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ ﻣﺘﻮﻗـﻒ
ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﻣﺘﺸﮑﻞ ﺍﺯ ﺳﻪ ﻗﺴﻤﺖ ﺍﺻﻠﻲ ﺍﺳـﺖ :ﺩﻧـﺪﺭﻳﺖ ،ﺑﺪﻧـﺔ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ ﺩﻟﻴﻞ ﺑﺮﺧﻲ ﻗﺴﻤﺖﻫﺎﻱ ﻣﻐﺰ ﺩﺭ ﺩﻭﺭﺍﻥ ﮐـﻮﺩﮐﻲ
ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻭ ﺁﮐﺴﻮﻥ )ﺷﮑﻞ .(۲ﭘﻴﺎﻡ ﺍﺯ ﻃﺮﻳـﻖ ﺩﻧـﺪﺭﻳﺖ ﺑـﻪ ﺑﺪﻧـﺔ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫـﺎﻱ ﺑﻴﺸـﺘﺮﻱ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪ ﺩﻭﺭﺍﻥ ﺑﺰﺭﮔﺴـﺎﻟﻲ
ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻣﻲﺭﺳﺪ ﻭ ﺩﺭ ﺁﻧﺠﺎ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﺮﺍﻳﻂ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﻨﺠﺮ ﺑـﻪ ﺍﺳﺖ ،ﺯﻳﺮﺍ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎﻱ ﻣﺮﺩﻩ ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﻧﻤﻲﺷﻮﻧﺪ .ﺍﻣـﺎ ﺩﺭ ﻋـﻮﺽ
ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻳﺎ ﻋﺪﻡ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﻣﻲﺷـﻮﺩ .ﺩﺭ ﺻـﻮﺭﺕ ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﺩﺭ ﺗﻤﺎﻡ ﻃﻮﻝ ﺯﻧﺪﮔﻲ ،ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺩﺭ ﺣﺎﻝ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﺍﺭﺗﺒﺎﻃﺎﺕ ﺟﺪﻳﺪﻱ
ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ،ﺍﻳﻦ ﭘﻴﺎﻡ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ﺁﮐﺴﻮﻥ ﺑﻪ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫـﺎﻱ ﺩﻳﮕـﺮ ﺑﺎ ﻳﮑﺪﻳﮕﺮ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ ﺍﻳﻦ ﻧﻘـﺺ ﺭﺍ ﺟﺒـﺮﺍﻥ ﻣـﻲﮐﻨـﺪ ] ۲۰ﻭ .[۲۱
ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻣﻲﺷﻮﺩ ] ۲۳ﻭ.[۲۴ ﺧﺎﺻﻴﺖ ﺍﺻﻠﻲ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺩﺭ ﺗﺤﺮﻳﮏﭘﺬﻳﺮ ﺑﻮﺩﻥ ﺁﻧﻬﺎ ﺍﺳﺖ .ﺑﻪ ﺍﻳﻦ
ﻣﻌﻨﻲ ﮐﻪ ﻫﺮﮔﺎﻩ ﺗﺤﺮﻳﮑﻲ ﺑﻪ ﺍﻳﻦ ﻳﺎﺧﺘﻪﻫـﺎﻱ ﻣﻐـﺰﻱ ﻭﺍﺭﺩ ﺷـﻮﺩ ﺍﺯ
.۱.۱.۲ﺁﮐﺴﻮﻥ ﺧﻮﺩ ﭘﻴﺎﻡ )ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ (١ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﮐﻨﻨﺪ .ﺑﻌﻀـﻲ ﺍﺯ ﻳﺎﺧﺘـﻪﻫـﺎﻱ
ﺁﮐﺴﻮﻥ ﺯﺍﺋﺪﻩﺍﻱ ﺑﺎﺭﻳﮏ ﻭ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﻠﻨﺪ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﻧﻘـﺶ ﺧﺮﻭﺟـﻲ ﺭﺍ ﺩﻳﮕﺮ ﺑﺪﻥ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﻳﺎﺧﺘﻪﻫﺎﻱ ﻋﻀـﻼﻧﻲ )ﺍﺯ ﺟﻤﻠـﻪ ﻗﻠـﺐ( ﻭ ﻏـﺪﺩ
ﺩﺭ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺩﺍﺷﺘﻪ ﻭ ﭘﻴﺎﻡﻫﺎﻱ ﻋﺼﺒﻲ ﺭﺍ ﺑﻪ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎﻱ ﺑﻌﺪﻱ ﻫـﺪﺍﻳﺖ ﺩﺭﻭﻥﺭﻳﺰ ،ﻭ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻳﺎﺧﺘﻪﻫﺎﻱ ﮔﻴﺎﻫﻲ ﻧﻴﺰ ﺗﺤﺮﻳﮏﭘـﺬﻳﺮ ﻫﺴـﺘﻨﺪ
ﻣﻲﮐﻨﺪ .ﺁﮐﺴﻮﻥ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﻳﮏ ﺳﺎﺧﺘﺎﺭ ﻟﻮﻟـﻪﺍﻱ ﺑـﺎ ﻗﻄـﺮ ﺗﻘﺮﻳﺒـﺎً ﺛﺎﺑـﺖ ﻭﻟﻲ ﻳﺎﺧﺘﻪﻫﺎﻱ ﺗﺤﺮﻳﮏﭘﺬﻳﺮ ﺍﺻﻠﻲ ﻫﻤﺎﻥ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﻫﺴـﺘﻨﺪ ].[۲۲
ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﻃﻮﻝ ﺁﻥ ﺍﺯ ﭼﻨﺪ ﻣﻴﻠﻲﻣﺘﺮ ﺗﺎ ۲ﻣﺘﺮ ﺩﺭ ﺑﻌﻀﻲ ﻣـﻮﺍﺭﺩ ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﺍﻳﻦ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞﻫﺎﻱ ﻋﻤﻞ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ﺷﺎﺧﮏﻫـﺎﻱ ﻭﺭﻭﺩﻱ ﻭ ﺧﺮﻭﺟـﻲ
ﻣﻲﮐﻨﺪ .ﺁﮐﺴﻮﻥﻫﺎ ﺑـﻪ ﺩﻭ ﮔـﺮﻭﻩ ﻣﻴﻠـﻴﻦﺩﺍﺭ ﻭ ﺑـﺪﻭﻥ ﻣﻴﻠـﻴﻦ ﺗﻘﺴـﻴﻢ ﻣﺨﺼﻮﺻﻲ ﺑﻪ ﻧﺎﻡ ﺩﻧﺪﺭﻳﺖ ٢ﻭ ﺁﮐﺴﻮﻥ ٣ﺑﻪ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎﻱ ﺩﻳﮕﺮ ﻣﻨﺘﻘﻞ
ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﻣﻴﻠﻴﻦ ﻳﮏ ﻣﺎﺩﺓ ﭘﺮﻭﺗﺌﻴﻨﻲ ﻭ ﭼﺮﺑـﻲ ﻓﺴـﻔﺮﺩﺍﺭ ﺳـﻔﻴﺪﺭﻧﮕﻲ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﺟﺰﺋﻴﺎﺕ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﮐـﻪ ﻋﺎﻣـﻞ ﺍﺻـﻠﻲ
ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻌﻀﻲ ﺍﺯ ﺁﮐﺴﻮﻥﻫﺎ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺻـﻮﺭﺕ ﻳـﮏ ﻏـﻼﻑ ﻧﺎﭘﻴﻮﺳـﺘﻪ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﭘﻴﺎﻡﻫﺎﻱ ﻋﺼﺒﻲ ﺑﻴﻦ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺍﺳﺖ ﺩﺭ ﺍﺩﺍﻣﻪ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺁﻣﺪ.
ﻣﻲﭘﻮﺷﺎﻧﺪ .ﻫﻤﻴﻦ ﻣﺎﺩﻩ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﺭﻧﮓ ﺳﻔﻴﺪ ﺑﺮﺧـﻲ ﺍﻋﺼـﺎﺏ
.۱.۲ﺳﺎﺧﺘﺎﺭ ﻧﻮﺭﻭﻥ
ﻭ ﺑﻌﻀﻲ ﺍﺯ ﻧﻮﺍﺣﻲ ﻣﻐﺰ ﻭ ﻧﺨﺎﻉ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﻣﻴﻠﻴﻦ ﺑﺎ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﻧﺎﺭﺳـﺎﻧﺎﻳﻲ
ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻳﺎ ﻳﺎﺧﺘﻪ ﻋﺼﺒﻲ ،ﻭﺍﺣﺪ ﺑﻨﻴﺎﺩﻱ ﺳﺎﺯﻧﺪﺓ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﺍﻋﺼـﺎﺏ
ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑـﺮ ﺭﻭﻱ ﺳـﻄﺢ ﺗﺎﺭﻫـﺎﻱ ﻋﺼـﺒﻲ ﺑﺎﻋـﺚ ﺍﻓـﺰﺍﻳﺶ ﺭﺳـﺎﻧﺎﻳﻲ
ﻣﺮﮐﺰﻱ (CNS) ٤ﺷﺎﻣﻞ ﻣﻐﺰ ،ﻧﺨـﺎﻉ ﻭ ﺍﻋﺼـﺎﺏ ﺟـﺎﻧﺒﻲ ﺍﺳـﺖ.
ﭘﻴﺎﻡﻫﺎﻱ ﻋﺼﺒﻲ ﺩﺭ ﻃﻮﻝ ﺭﺷﺘﻪﻫﺎﻱ ﻋﺼﺒﻲ ﻣﻲﺷﻮﺩ ﻭ ﻋﻼﻭﻩ ﺑـﺮ ﺁﻥ
ﻳﮏ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻳـﮏ ﻳﺎﺧﺘـﺔ ﺗﺤﺮﻳـﮏﭘـﺬﻳﺮ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ ﺍﺳـﺖ ﮐـﻪ
ﻭﻇﻴﻔﺔ ﻧﮕﻬﺪﺍﺭﻱ ﺍﺯ ﻳﺎﺧﺘﻪﻫـﺎﻱ ﻋﺼـﺒﻲ ﺭﺍ ﺑـﻪ ﻋﻬـﺪﻩ ﺩﺍﺭﺩ .ﺍﺯ ﻧﻈـﺮ
____________________________________________
ﻋﻤﻠﮑﺮﺩ ،ﺁﮐﺴﻮﻥ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﭘﻴﺎﻡﻫﺎ ﺭﺍ ﺍﻧﺘﻘـﺎﻝ ﻣـﻲﺩﻫـﺪ ﺩﺭ ﺣـﺎﻟﻲ ﮐـﻪ 1. Action potential
ﺩﻧﺪﺭﻳﺖﻫﺎ ﭘﻴﺎﻡﻫﺎ ﺭﺍ ﺩﺭﻳﺎﻓﺖ ﻣﻲﮐﻨﻨـﺪ .ﺑـﺎ ﺍﻳـﻦ ﺣـﺎﻝ ﺍﺳـﺘﺜﻨﺎﺀ ﻫـﻢ 2. Dendrite
3. Axon
ﻭﺟــﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ .ﺑﻌﻀــﻲ ﺍﺯ ﻧــﻮﺭﻭﻥﻫــﺎ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﺁﮐﺴــﻮﻥ ﻧﻴﺴــﺘﻨﺪ ﻭ
)4. Central Nervous system (CNS
ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴ رﺿﺎ ﺧﺎﻧﺒﺎﺑﺎﺋﯽ و ﻣﻬﺴﺎ ﺗﺎﺑﺶ ۳۵۰
ﺷﮑﻞ.٤ﻗﺴﻤﺘﻲ ﺍﺯ ﻏﺸﺎﺀ ﺩﻭﻻﻳﻪﺍﻱ ﺑﺪﻧﺔ ﻧﻮﺭﻭﻥ )ﺳﻮﻣﺎ(. ﺷﮑﻞ .٣ﺍﺳﭙﺎﻳﻦ ﺩﺭ ﺍﻧﺘﻬﺎﻱ ﺩﻧﺪﺭﻳﺖﻫﺎ.
ﺣﻞ ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﺩﺭ ﻣﺤﻴﻂ ﺁﺑﻲ ،ﺍﻳـﻦ ﻣﻮﻟﮑـﻮﻝﻫـﺎ ﺑـﻪ ﻃـﻮﺭ ﻃﺒﻴﻌـﻲ ﺟﺎﻟﺐ ﺍﻳﻨﺠﺎﺳﺖ ﮐﻪ ﻗﺎﺩﺭﻧﺪ ﭘﻴـﺎﻡ ﺭﺍ ﺍﺯ ﻃﺮﻳـﻖ ﺩﻧـﺪﺭﻳﺖ ﺍﻧﺘﻘـﺎﻝ
ﺗﺸﮑﻴﻞ ﺳﺎﺧﺘﺎﺭ ﺩﻭﻻﻳﻪ ﻣﻲﺩﻫﻨﺪ ،ﺑﻪ ﻃﻮﺭﻱ ﮐﻪ ﺳﺮ ﻗﺎﺑـﻞ ﺣـﻞ ﺩﺭ ﺩﻫﻨﺪ .ﻣﺤﻠﻲ ﮐﻪ ﺁﮐﺴﻮﻥﻫﺎ ﺑﻪ ﻳﺎﺧﺘﻪﻫﺎﻱ ﺑﻌﺪﻱ ﻣﺘﺼﻞ ﻣﻲﺷـﻮﻧﺪ
ﭼﺮﺑﻲ ﺍﻳﻦ ﻣﻮﻟﮑﻮﻝﻫﺎ )ﻫﻴﺪﺭﻭﻓﻮﺑﻴﮏ(٣ﺩﺭ ﻭﺳﻂ ﺳـﺎﻧﺪﻭﻳﭻ ﺷـﺪﻩ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﻧﺎﻡ ﺩﺍﺭﺩ ،ﮐـﻪ ﺩﺭ ﻗﺴـﻤﺖ ﻫـﺎﻱ ﺑﻌـﺪﻱ ﺑـﻪ ﺁﻥ ﺍﺷـﺎﺭﻩ
ﻭ ﺳﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﺣﻞ ﺩﺭ ﺁﺏ )ﻫﻴﺪﺭﻭﻓﻴﻠﻴﮏ( ٤ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﻴﺮﻭﻥ ﻣـﻲﺭﻭﺩ ﻣﻲﮐﻨﻴﻢ ] ۳ﻭ.[۴
].[۳
ﺩﺭ ﺳﺮﺗﺎﺳﺮ ﺍﻳﻦ ﻏﺸـﺎﺀ ﮐﺎﻧـﺎﻝﻫـﺎﻱ ﻳـﻮﻧﻲ ﻭﺟـﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ )ﺷـﮑﻞ .(۵ .۲.۱.۲ﺩﻧﺪﺭﻳﺖ
ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ﺍﺯ ﭘﺮﻭﺗﺌﻴﻦﻫﺎﻳﻲ ﺗﺸﮑﻴﻞ ﺷﺪﻩﺍﻧﺪ ﮐﻪ ﺩﺭﻭﻥ ﻭ ﺑﻴـﺮﻭﻥ ﺩﻧﺪﺭﻳﺖ ﺗﺤﺮﻳﮏﻫﺎﻱ ﺍﻟﮑﺘﺮﻭﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺭﺳﻴﺪﻩ ﺍﺯ ﺳﺎﻳﺮ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ
ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺭﺍ ﺑﻪ ﻫﻢ ﻣﺮﺗﺒﻂ ﻣﻲﮐﻨﺪ .ﺍﻳﻦ ﮐﺎﻧـﺎﻝﻫـﺎ ﻓﻘـﻂ ﺑـﻪ ﻳـﻮﻥﻫـﺎﻱ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺑﺪﻧﺔ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻣﻮﺭﺩ ﻧﻈﺮ ﻣﻲﺭﺳﺎﻧﺪ .ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺩﻧﺪﺭﻳﺖﻫـﺎ ﺩﺍﺭﺍﻱ
ﺧﺎﺻﻲ ﺍﺟﺎﺯﺓ ﻋﺒﻮﺭ ﻣﻲﺩﻫﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺁﻥ ﻧﻔﻮﺫﭘﺬﻳﺮﻱ ﻏﺸﺎﺀ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪ ﺷﺎﺧﻪﻫﺎﻱ ﻣﺘﻌﺪﺩﻱ ﻫﺴﺘﻨﺪ )ﺷﮑﻞ .(۲ﺩﺭ ﺳﺮﺗﺎﺳﺮ ﺍﻳﻦ ﺷﺎﺧﻪﻫـﺎ
ﺁﻥ ﻳﻮﻥ ﺧﺎﺹ ﮔﻔﺘﻪ ﻣﻲﺷـﻮﺩ ﻭ ﻗﺎﺑـﻞ ﻣﺤﺎﺳـﺒﻪ ﺍﺳـﺖ .ﺩﺭ ﻏﺸـﺎﯼ ﺯﺍﺋﺪﻩﻫﺎﻱ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﮐﻮﭼﮑﻲ ﺑﻪ ﻧﺎﻡ ﺍﺳـﭙﺎﻳﻦ ١ﺣﻀـﻮﺭ ﺩﺍﺭﻧـﺪ ﮐـﻪ ﺩﺭ
ﻧﻮﺭﻭﻥ ﭘﻤﭗﻫﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﻧﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ ﺻـﺮﻑ ﺍﻧـﺮﮊﻱ ﻧﺎﺷـﻲ ﺍﺯ ﺗﺸﮑﻴﻞ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﺑﺎ ﺁﮐﺴﻮﻥ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻗﺒﻠﻲ ﺷﺮﮐﺖ ﻣﻲﮐﻨـﺪ )ﺷـﮑﻞ
ﺁﺩﻧﻮﺯﻳﻦ ﺗﺮﻱ ﻓﺴـﻔﺎﺕ (ATP)٥ﻳـﻮﻥﻫـﺎ ﺭﺍ ﺑـﻪ ﺳـﻤﺖ ﻣـﻮﺭﺩ ﻧﻈـﺮ .(۳ﻋﻤﻠﮑﺮﺩ ﺩﻗﻴﻖ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﻭ ﺳﺎﺯﻭﮐﺎﺭﻫﺎﻱ ﺩﺍﺧﻠﻲ ﺍﺳﭙﺎﻳﻦ ﻫﻨـﻮﺯ
ﻣﻲﺭﺍﻧﻨﺪ .ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺕ ﺗﺠﺮﺑﻲ ﻭ ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺗﻲ ﮔﺴﺘﺮﺩﻩﺍﻱ ﺩﺭ ﺣﺎﻝ ﺣﺎﺿـﺮ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﮐﺎﻣﻞ ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ ﻧﻴﺴﺖ ﻭ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺕ ﺑﻪ ﺭﻭﺯﻱ ﺩﺭ ﺍﻳـﻦ
ﺑﺮﺍﻱ ﮐﺸﻒ ﻣﻌـﺎﺩﻻﺕ ﻏﻴﺮﺧﻄـﻲ ﺣـﺎﮐﻢ ﺑـﺮ ﻧﺤـﻮﺓ ﻋﻤﻠﮑـﺮﺩ ﺍﻳـﻦ ﺯﻣﻴﻨﻪ ﺩﺭ ﺣﺎﻝ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺍﺳـﺖ .ﺧﻮﺷـﺒﺨﺘﺎﻧﻪ ﺍﺳـﭙﺎﻳﻦﻫـﺎ ﺑـﻪ ﮐﻤـﮏ
ﭘﺮﻭﺗﺌﻴﻦﻫﺎ ﺩﺭ ﺣﺎﻝ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺍﺳﺖ .ﺳـﺎﺯﻭﮐﺎﺭ ﺑـﺎﺯ ﻭ ﺑﺴـﺘﻪ ﺷـﺪﻥ ﺍﻳـﻦ ﻣﻴﮑﺮﻭﺳﮑﻮﭖ ﻫﺎﻱ ﺍﺳﮑﻦﮐﻨﻨﺪﺓ ﻟﻴﺰﺭﻱ ﺩﻭﻓﻮﺗﻮﻧﻲ ﻗﺎﺑـﻞ ﻣﺸـﺎﻫﺪﻩ
ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎ ﺑﻪ ﭘﺎﺭﺍﻣﺘﺮﻫﺎﻱ ﺯﻳﺎﺩﻱ ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎﺀ ﺑﺴﺘﮕﻲ ﺩﺍﺭﺩ. ﻫﺴﺘﻨﺪ ].[۲۷-۲۵
ﺍﻳﻦ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ﻣﺴﺌﻮﻝ ﺗﺤﺮﻳﮏﭘﺬﻳﺮ ﺑﻮﺩﻥ ﻏﺸﺎﺀ ﻫﺴـﺘﻨﺪ ]-۲۸
.[۳۱ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺕ ﺍﺧﻴﺮ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻲﺩﻫﺪ ﮐﻪ ﺗﺤﺮﻳـﮏﭘـﺬﻳﺮﺗﺮﻳﻦ ﻗﺴـﻤﺖ .۳.۱.۲ﺑﺪﻧﺔ ﻧﻮﺭﻭﻥ )ﺳﻮﻣﺎ(٢
ﺑﺪﻧﺔ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻗﺴﻤﺘﻲ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﺁﮐﺴﻮﻥ ﺍﺯ ﺁﻧﺠﺎ ﺧﺎﺭﺝ ﻣﻲﺷﻮﺩ.[۳۲] ٦ ﻫﻤﺎﻥ ﻃﻮﺭ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺷﮑﻞ ۴ﻧﺸﺎﻥ ﺩﺍﺩﻩ ﺷـﺪﻩ ﺍﺳـﺖ ،ﺑﺪﻧـﺔ ﻧـﻮﺭﻭﻥ
] .[۳۲ﺩﺭ ﺍﺛﺮ ﻧﻔﻮﺫﭘﺬﻳﺮﻱ ﻏﺸـﺎﺀ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪ ﺑﻌﻀـﻲ ﻳـﻮﻥﻫـﺎ ،ﻳـﮏ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﺳﺎﻳﺮ ﻳﺎﺧﺘﻪﻫﺎ ﺩﺍﺭﻱ ﻳﮏ ﻏﺸﺎﯼ ﺩﻭﻻﻳﻪﺍﻱ ﻓﺴﻔﺎﺕ ﭼﺮﺑﻲ
ﺍﺧﺘﻼﻑ ﻏﻠﻈﺖ ﻳﻮﻧﻲ ﺑﻴﻦ ﺩﺭﻭﻥ ﻭ ﺑﻴﺮﻭﻥ ﻏﺸﺎﺀ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺍﻳـﻦ )ﻓﺴﻔﻮﻟﻴﭙﻴﺪ( ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﺎﻳﻊ ﺩﺭﻭﻥ ﻳﺎﺧﺘـﻪﺍﯼ ﺭﺍ ﺍﺯ ﻣﺤـﻴﻂ ﺑﻴـﺮﻭﻥ
ﺍﺧﺘﻼﻑ ﻏﻠﻈﺖ ﻣﻨﺠﺮ ﺑـﻪ ﻳـﮏ ﺍﺧـﺘﻼﻑ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ ﺑـﻴﻦ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺟﺪﺍ ﻣﻲﮐﻨﺪ .ﻣﻮﻟﮑﻮﻝﻫـﺎﻱ ﺍﻳـﻦ ﻏﺸـﺎﯼ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﻳـﮏ ﺳـﺮ
____________________________________________ ﻗﻄﺒﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺁﺏ ﻳﺎ ﻣﺤﻠﻮﻝﻫﺎﻱ ﺁﺑﻲ )ﺳﻴﺘﻮﭘﻼﺳـﻢ( ﻗﺎﺑـﻞ
3. Hydrophobic ﺣﻞ ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﻭﻟﻲ ﺳﺮ ﺩﻳﮕﺮ ﺁﻧﻬﺎ )ﺍﺳﻴﺪ ﭼﺮﺏ( ﺩﺭ ﭼﺮﺑﻲﻫﺎ ﻗﺎﺑـﻞ
4.Hydrophilic ____________________________________________
)5. Adenosine triphosphate (ATP 1. Spine
6. Axon hillock 2. Soma
۳۵۱ ﻓﯿﺰﯾﮏ ﮐﺎرﺑﺮدي :1 -ﻣﻘﺪﻣﻪاي ﺑﺮ ﻓﯿﺰﯾﮏ اﻋﺼﺎب ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴
ﺷﮑﻞ) .٦ﺭﻧﮕﯽ ﺩﺭ ﻧﺴﺨﺔ ﺍﻟﮑﺘﺮﻭﻧﻴﮑﻲ( ﻧﺎﻡﮔﺬﺍﺭﻱ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺑـﺮ ﺍﺳـﺎﺱ ﻏﺸــﺎﯼ ﻧــﻮﺭﻭﻥﻫــﺎ ﺩﺭ ﻣﻐــﺰ ﺣﻴﻮﺍﻧــﺎﺕ ﺣــﺪﻭﺩ 65 mVﺍﺳــﺖ
ﻭﻇﺎﻳﻒ ﺁﻧﻬﺎ ﺍﺳﺖ. )ﻫﻤﻴﺸﻪ ﺩﺭﻭﻥ ﻳﺎﺧﺘﻪ ﻣﻨﻔﻲ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣـﻲﺷـﻮﺩ( .ﺑـﻪ ﺳـﺎﺩﮔﻲ
ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﻓﻬﻤﻴـﺪ ﮐـﻪ ﺍﻳـﻦ ﺍﺧـﺘﻼﻑ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﻳـﮏ ﻣﻴـﺪﺍﻥ
ﺟﺎﻟﺐ ﻭ ﺩﺭﺧﻮﺭ ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺍﺳﺖ ] .[۳۴ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎﻱ ﺣﺮﮐﺘﻲ ﻭﻇﻴﻔـﺔ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺩﺭ ﻋﺮﺽ ﻏﺸﺎﯼ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻣﻲﮐﻨﺪ .ﺍﺯ ﺁﻧﺠﺎ ﮐـﻪ ﺿـﺨﺎﻣﺖ
ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﺍﻃﻼﻋﺎﺕ ﺍﺯ ﻣﻐﺰ ﺑﻪ ﻋﻀﻼﺕ ﻭ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫـﺎﻱ ﺑـﻴﻦ ﻧـﻮﺭﻭﻧﻲ ﻏﺸﺎﺀ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﮐﻢ ﺍﺳـﺖ )ﺣـﺪﻭﺩ ،( 3 / 5 nmﺍﻳـﻦ ﺍﺧـﺘﻼﻑ
)ﻭﺍﺳﻄﻪ( ﻭﻇﻴﻔﺔ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﺍﻃﻼﻋﺎﺕ ﺑﻴﻦ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎﻱ ﻣﺨﺘﻠـﻒ ﺭﺍ ﺑـﻪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﮐﻮﭼـﮏ 65 mVﻣـﻲﺗﻮﺍﻧـﺪ ﮔﺮﺍﺩﻳـﺎﻥ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ )ﻣﻴـﺪﺍﻥ
ﻋﻬﺪﻩ ﺩﺍﺭﻧﺪ .ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﺍﻳﻦ ﭘﻴﺎﻡﻫﺎ ﺍﺯ ﻃﺮﻳﻖ ﺍﺗﺼﺎﻻﺕ ﻣﺨﺼﻮﺹ ﺑﻴﻦ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ( ﺑﺴﻴﺎﺭ ﺑﺰﺭﮔﻲ )ﺣﺪﻭﺩ ( 190000 V / cmﺭﺍ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﮐﻨـﺪ.
ﻧﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ ﺑـﻪ ﻧـﺎﻡ ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲ ﺍﻧﺠـﺎﻡ ﻣـﻲﮔﻴـﺮﺩ .ﺗﻌـﺪﺍﺩﻱ ﺍﺯ ﺍﻳـﻦ ﺍﮔﺮ ﺍﻳﻦ ﮔﺮﺍﺩﻳﺎﻥ ﺭﺍ ﺑﺎ ﺍﻧﺪﺍﺯﺓ ﮔﺮﺍﺩﻳﺎﻥ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻳﮏ ﺧﻂ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﺑﺮﻕ
ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﻨﺪ ﺑﺎ ﻫﻤﺪﻳﮕﺮ ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺷﺪﻩ ﻭ ﺗﺸﮑﻴﻞ ﻳﮏ ﺷـﺒﮑﺔ ﻓﺸﺎﺭﻗﻮﻱ )ﺣﺪﻭﺩ ( 200000 V / cmﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﮐﻨﻴﻢ ،ﺑﻪ ﺑﺰﺭﮔـﻲ ﺁﻥ
ﻋﺼﺒﻲ ﺩﻫﻨﺪ ].[۲۴ ﭘﻲ ﻣﻲﺑﺮﻳﻢ .ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻣﻲ ﺗﻮﺍﻥ ﺳﺎﺧﺘﺎﺭ ﻳﮏ ﺧﺎﺯﻥ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺭﺍ ﺩﺭ
ﻳﮏ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺩﻳﺪ .ﺩﺭ ﺁﺯﻣﺎﻳﺶ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﻇﺮﻓﻴﺖ ﻏﺸـﺎﯼ
.۴.۱.۲ﻣﺪﻝ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﺑﺪﻧﺔ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻳﮏ ﻳﺎﺧﺘﻪ ﻧﻮﻋﻲ ﺣﺪﻭﺩ 1 µF / cm2ﺍﺳﺖ .ﺍﻳﻦ ﻇﺮﻓﻴـﺖ ﺑـﻪ ﺍﻳـﻦ
ﺑﺎ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﻳﮏ ﺧﺎﺯﻥ ﻭ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺎ ﺩﺭ ﻧﻈـﺮ ﻣﻌﻨﻲ ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮﺍﻱ ﺩﺍﺷﺘﻦ 1 Vﺍﺧﺘﻼﻑ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺑﻴﻦ ﺩﻭ ﻃـﺮﻑ
ﮔﺮﻓﺘﻦ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﻣﺪﻝ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﺳـﺎﺩﻩﺍﻱ ﺑـﺮﺍﻱ ﻏﺸـﺎﻱ ﻏﺸﺎﺀ ﻧﻴﺎﺯ ﺑﻪ ﻭﺟﻮﺩ ۱۰ -۶ﮐﻮﻟﻦ ﺑﺎﺭ ﺧﻨﺜﻲ ﻧﺸـﺪﻩ ﺩﺭ ﻫـﺮ ﻃـﺮﻑ ﺍﺯ
R ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺖ .ﺍﮔﺮ Vrestﺭﺍ ﭘﺘﺎﺳﻴﻞ ﺍﺳـﺘﺮﺍﺣﺖ ﻧـﻮﺭﻭﻥ، ﻏﺸﺎﻳﻲ ﺑﻪ ﻣﺴﺎﺣﺖ 1 cm2ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ] ۳۲ ،۳ﻭ.[۳۳
ﻇﺮﻓﻴـﺖ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ ﻏﺸـﺎﺀ ﻭ Vmﺭﺍ C ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ ﻏﺸـﺎ، ﻫﻤﺎﻥ ﻃﻮﺭ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺷﮑﻞ ۶ﻧﺸﺎﻥ ﺩﺍﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳـﺖ ،ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ
ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎﺀ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﻢ ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﻴﻢ ﻣﺪﺍﺭ ﻣﻌﺎﺩﻝ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺳﻤﺖ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺗﺨﺼﺺ ﺁﻧﻬﺎ ﺩﺭ ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﺍﻧـﻮﺍﻉ ﺧﺎﺻـﻲ ﺍﺯ ﺍﻃﻼﻋـﺎﺕ
ﺭﺍﺳﺖ ﺷﮑﻞ ۷ﺭﺍ ﺑﺮﺍﻱ ﺁﻥ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﻢ .ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﻧﺎﻡﮔﺬﺍﺭﻱ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎﻱ ﺣﺴﻲ ﻭﻇﻴﻔـﺔ ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﺍﻃﻼﻋـﺎﺕ
ﺭﺍ ﺑﺎ ﺗﺰﺭﻳﻖ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺑﺴـﻴﺎﺭ ﮐﻮﭼـﮏ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ Iinjﺩﺭ ﺣـﺪ ﻧـﺎﻧﻮﺁﻣﭙﺮ ﺣﺴﻲ )ﺑﻴﻨﺎﻳﻲ ،ﺷـﻨﻮﺍﻳﻲ ،ﺑﻮﻳـﺎﻳﻲ ،ﭼﺸـﺎﻳﻲ ﻭ ﻻﻣﺴـﻪ( ﺭﺍ ﺩﺍﺭﻧـﺪ.
ﺗﺤﺮﻳﮏ ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ ﮐﺮﺩ ﻭ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺪﻝ ﺳـﺎﺩﺓ ﺁﻥ ﺭﺍ ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﮐـﺮﺩ. ﺍﺧﻴﺮﺍً ﻧﻴﺰ ﺣﺲ ﺩﻳﮕﺮﻱ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺣﺲ ﺷﺸﻢ ﻣﻌـﺮﻭﻑ ﺷـﺪﻩ ﺍﺳـﺖ
ﻣﺪﻝﺳﺎﺯﻱ ﻏﺸﺎﻱ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺟﻬـﺖ ﻣﺤﺎﺳـﺒﻪ ﻭ ﭘـﻴﺶﮔـﻮﻳﻲ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﺩﺭ ﻟﻴﺴﺖ ﺣﻮﺍﺱ ﺟﺎﻱ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺍﺳﺖ .ﺍﻳﻦ ﺣـﺲ ﮐـﻪ ﻣﻌﻤـﻮﻻً ﺩﺭ
ﻏﺸﺎﻱ ﺁﻥ ﻣﻮﺿـﻮﻉ ﺗﺤﻘﻴـﻖ ﺭﻭﺯ ﺍﻓـﺮﺍﺩ ﺑﺴـﻴﺎﺭﻱ ﺍﺯ ﺯﻳﺴـﺖﺷﻨﺎﺳـﻲ، ﻣﺎﻫﻲ ﻫﺎﻱ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺑـﻪ ﻋﻨـﻮﺍﻥ ﺣـﺲ ﺟـﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﺑﻴﻨـﺎﻳﻲ ﻋﻤـﻞ
ﻓﻴﺰﻳﮏ ،ﺭﻳﺎﺿﻲ ،ﺷﻴﻤﻲ ﻭ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﺍﺳﺖ ] ۳ﻭ.[۳۵ ﻣﻲﮐﻨﺪ ،ﺣﺲ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﻧﺎﻡ ﺩﺍﺭﺩ .ﻓﻴﺰﻳﮏ ﺣﺲ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺑﺴـﻴﺎﺭ
ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴ رﺿﺎ ﺧﺎﻧﺒﺎﺑﺎﺋﯽ و ﻣﻬﺴﺎ ﺗﺎﺑﺶ ۳۵۲
ﺑﺪﻭﻥ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﻣﺪﺍﻭﻡ ﻭ ﺑﺎ ﺁﻫﻨﮓ ﺧﺎﺻﻲ ﺍﺯ ﺧﻮﺩ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ .۵.۱.۲ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺍﺳﺘﺮﺍﺣﺖ ﻭ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺁﺳﺘﺎﻧﻪ
ﻋﻤﻞ ﺻﺎﺩﺭ ﻣﻲﮐﻨﻨﺪ )ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﺧﻮﺩﺑﻪﺧﻮﺩﻱ( ﻭ ﺑﺮﺧﻲ ﺩﻳﮕﺮ ﮐـﺎﻣﻼً ﻭﻗﺘﻲ ﻳﮏ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺩﺭ ﺣﺎﻟﺖ ﺍﺳﺘﺮﺍﺣﺖ ﺑﻮﺩﻩ ﻭ ﻫﻴﭻ ﺗﺤﺮﻳﮑﻲ ﺑﻪ ﺁﻥ
ﺳﺎﮐﺖ ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﺷﮑﻞ ﻇﺎﻫﺮﻱ ﻭ ﻧـﻮﻉ ﻓﻌﺎﻟﻴـﺖ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ ﺑـﺎ ﻫـﻢ ﻭﺍﺭﺩ ﻧﺸﻮﺩ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎﻱ ﺁﻥ ﻳﮏ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺛﺎﺑـﺖ ﺍﺳـﺖ ﮐـﻪ ﺑـﻪ ﺁﻥ
ﺍﺧﺘﻼﻑ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﺯﻳﺎﺩﻱ ﺩﺍﺭﻧﺪ .ﺗﻨﻮﻉ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺩﺭ ﺩﺳﺘﺔ ﻣﻬﺮﻩﺩﺍﺭﺍﻥ ﺑﻪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺍﺳﺘﺮﺍﺣﺖ ﻣﻲﮔﻮﻳﻨﺪ .ﻭﻗﺘﻲ ﭘﻴﺎﻣﻲ )ﻳﮏ ﺍﺧﺘﻼﻝ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ(
۱۰۰۰۰ﻧﻮﻉ ﻣﻲﺭﺳﺪ .ﺣﺘﻲ ﺑﻌﻀﻲ ﺍﺯ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎﻱ ﻫﻢﺷﮑﻞ ﻫﻢ ﻣﻲ ﺑﻪ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﻣﻲﺭﺳﺪ ،ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﺪ ﺳﺒﺐ ﻭﺍﻗﻄﺒﻴﺪﮔﻲ) ١ﻣﺜﺒﺖﺗﺮ
ﺗﻮﺍﻧﻨﺪ ﻋﻤﻞﮐﺮﺩﻫﺎﻱ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺩﺍﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ .ﺑـﺎ ﺗﺰﺭﻳـﻖ ﺭﻧـﮓﻫـﺎﻱ ﺷﺪﻥ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎ( ﻭ ﻳﺎ ﻓﺮﺍﻗﻄﺒﻴﺪﮔﻲ) ٢ﻣﻨﻔـﻲﺗـﺮ ﺷـﺪﻥ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ
ﻣﺨﺼﻮﺻﻲ ٤ﺑﻪ ﺩﺭﻭﻥ ﺍﻳﻦ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺳﺎﺧﺘﺎﺭ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ ﺭﺍ ﻏﺸــﺎ( ﺷــﻮﺩ .ﺩﺭ ﺻــﻮﺭﺗﻲ ﮐــﻪ ﻗﻄﺒﻴـﺪﮔﻲ ﻏﺸــﺎﺀ ﺍﺯ ﺣــﺪ ﺁﺳــﺘﺎﻧﻪ
ﺑﻪ ﻭﺿﻮﺡ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﮐﺮﺩ .ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﺯﻳﺎﺩ ﺍﻧﻮﺍﻉ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ ﻭ )ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺁﺳﺘﺎﻧﻪ( ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺷﻮﺩ ،ﻧﺎﮔﻬﺎﻥ ﻏﺸـﺎﻱ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺑـﻪ ﻗﻄـﺒﺶ
ﺍﺣﺘﻤﺎﻝ ﻋﻤﻠﮑﺮﺩ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺎ ﺩﺍﺷﺘﻦ ﺷﮑﻞ ﻇﺎﻫﺮﻱ ﻳﮑﺴﺎﻥ ﻣﻲﺗـﻮﺍﻥ ﺧﻮﺩ ﺍﺩﺍﻣﻪ ﺩﺍﺩﻩ ﻭ ﺗﺎ ﺣﺪﻭﺩ 100 mVﻣﻲﺭﺳﺪ .ﺳـﭙﺲ ﺑـﻪ ﻃـﻮﺭ
ﺗﺎ ﺣﺪﻭﺩﻱ ﺑﻪ ﭘﻴﭽﻴﺪﮔﻲ ﺳﺎﺯ ﻭ ﮐﺎﺭ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﭘﻲ ﺑﺮﺩ ].[۳ ﺧﻴﻠﻲ ﺳﺮﻳﻊ ﺑﻪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺍﺳﺘﺮﺍﺣﺖ ﺧﻮﺩ ﺑﺮﻣﻲﮔـﺮﺩﺩ ﺷـﮑﻞ .۸ﺑـﻪ
ﮐﻤــﮏ ﺍﻳــﻦ ﻣﺸﺨﺼــﺎﺕ ﻓﻴﺰﻳﮑــﻲ ﻣــﻲﺗــﻮﺍﻥ ﻳــﮏ ﺷﻨﺎﺳــﻨﺎﻣﺔ
.۲.۲ﻗﻮﺍﻧﻴﻦ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﺣﺎﮐﻢ ﺑﺮ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺍﻟﮑﺘﺮﻭﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮﮊﻱ ﺑﺮﺍﻱ ﻫﺮ ﻧﻮﻉ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺗﻬﻴﻪ ﮐـﺮﺩ .ﺑـﻪ ﺍﻳـﻦ ﺗﻐﻴﻴـﺮ
ﺑﺎ ﻭﺟﻮﺩ ﺗﻨﻮﻉ ﻓﺮﺍﻭﺍﻥ ﺩﺭ ﺍﻧﻮﺍﻉ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﻭ ﺷﮑﻞ ﻭ ﻋﻤﻠﮑـﺮﺩ ﺁﻧﻬـﺎ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ ﻏﺸﺎﻱ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ٣ﻣﻲﮔﻮﻳﻨـﺪ ،ﮐـﻪ ﺩﺭ
ﺑﻪ ﻧﻈﺮ ﻣﻲﺭﺳﻴﺪ ﮐﻪ ﺗﻮﺟﻴﺢ ﻫﻤﺔ ﺍﻳﻦ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺩﺭ ﻏﺎﻟﺐ ﭼﻨـﺪ ﻗـﺎﻧﻮﻥ ﻣﺪﺕ ﺯﻣﺎﻧﻲ ﺍﺯ ﻣﺮﺗﺒﺔ ﻣﻴﻠﻲﺛﺎﻧﻴﻪ ﺍﺗﻔﺎﻕ ﻣﻲﺍﻓﺘﺪ .ﺷﮑﻞ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ
ﻏﻴﺮ ﻣﻤﮑﻦ ﺑﺎﺷﺪ .ﻭﻟﻲ ﺧﻮﺷـﺒﺨﺘﺎﻧﻪ ﭘـﺲ ﺍﺯ ﺗـﻼﺵﻫـﺎﻱ ﻓـﺮﺍﻭﺍﻥ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﻣﺸﺎﺑﻪ ﻫﻢ ﻫﺴﺘﻨﺪ ،ﺩﺍﻣﻨﺔ ﺁﻧﻬﺎ ﻳﮑﻲ ﺍﺳـﺖ ﻭ ﻃـﻮﻝ
ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﺷﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ ﭼﻨﺪ ﻗﺎﻧﻮﻥ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﻧﺴﺒﺘﺎً ﺳﺎﺩﻩ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺑﺨـﺶ ﺯﻣﺎﻧﻲ ﺁﻧﻬﺎ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﻳﮑﺴﺎﻥ ﺍﺳـﺖ ] ۳۶ ،۳ﻭ .[۳۷ﺑـﻪ ﺗﺤﺮﻳﮑـﻲ ﮐـﻪ
ﻣﻬﻤﻲ ﺍﺯ ﻭﻳﮋﮔﻲﻫـﺎ ﻭ ﻋﻤﻠﮑـﺮﺩ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ ﺭﺍ ﺗﻮﺿـﻴﺢ ﺩﺍﺩ .ﻫﻤـﺔ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺻﺪﻭﺭ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻋﻤـﻞ )ﻭﺍﻗﻄﺒﻴـﺪﮔﻲ ﻏﺸـﺎﺀ ﻳـﺎ ﺍﻓـﺰﺍﻳﺶ
ﭘﻴﺎﻡﻫﺎﻱ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺩﺭ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺍﻧﺴﺎﻥ ﻭ ﺣﻴﻮﺍﻧـﺎﺕ ﺗﻮﺳـﻂ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎ ،ﻣﺜﻼً ﺍﺯ -۶۰ﻣﻴﻠﻲ ﻭﻟﺖ ﺑﻪ +۴۰ﻣﻴﻠﻲ ﻭﻟـﺖ( ﺷـﻮﺩ
ﻳﻮﻥﻫﺎﻱ ﻣﺠﺰﺍ Ca2 ، K ، Clﻭ Na ﺣﻤﻞ ﻣﻲﺷـﻮﺩ .ﺩﺭ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﻭﺍﺩﺍﺭﻧﺪﻩ ﻭ ﺍﮔﺮ ﻣﻨﺠـﺮ ﺑـﻪ ﻋـﺪﻡ ﺻـﺪﻭﺭ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻋﻤـﻞ
ﻳﺎﺧﺘﻪﻫﺎﻱ ﺗﺤﺮﻳﮏﭘﺬﻳﺮ ،ﺣﺮﮐﺖ ﺍﻳﻦ ﻳﻮﻥﻫـﺎ ﺳـﺒﺐ ﺍﻳﺠـﺎﺩ ﺗﻐﻴﻴـﺮ )ﻓﺮﺍﻗﻄﺒﻴﺪﮔﻲ ﻳﺎ ﮐﺎﻫﺶ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎ ،ﻣﺜﻼً ﺍﺯ -۶۰ﻣﻴﻠﻲﻭﻟـﺖ ﺑـﻪ
ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺩﺭ ﻋﺮﺽ ﭘﻼﺳﻤﺎﻱ ﻏﺸﺎﺀ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺍﻳـﻦ ﺗﻐﻴﻴـﺮ -۸۵ﻣﻴﻠﻲﻭﻟﺖ( ﺷﻮﺩ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺑﺎﺯﺩﺍﺭﻧﺪﻩ )ﻣﻬﺎﺭﻱ( ﮔﻔﺘﻪ ﻣـﻲﺷـﻮﺩ.
ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞﻫﺎ ﻫﻤﺎﻥ ﻋﻼﻣﺖﻫﺎﻳﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ ﭘﻴﺎﻡﻫﺎﻱ ﺑﻴﻮﻟﻮﮊﻳﮑﻲ ﺭﺍ ﺍﺯ ﺷﺪﺕ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺗﺄﺛﻴﺮﻱ ﺩﺭ ﺷﮑﻞ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﻧﺪﺍﺭﺩ ،ﺑﻠﮑﻪ ﺳـﺒﺐ
ﻳﮏ ﻧﻘﻄﺔ ﻳﺎﺧﺘﻪ ﺑﻪ ﻧﻘﻄﺔ ﺩﻳﮕﺮ ،ﻳﺎ ﺍﺯ ﻳﮏ ﻳﺎﺧﺘﻪ ﺑﻪ ﻳﺎﺧﺘﺔ ﺩﻳﮕـﺮ ﻭ ﺻﺪﻭﺭ ﻗﻄﺎﺭﻱ ﺍﺯ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞﻫﺎﻱ ﻋﻤﻞ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺑﺮﺧﻲ ﺍﺯ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ
) xﻳﮏ ﺑﻌﺪﻱ( ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﻢ ،ﺑﺮﻫﻢﮐـﻨﺶ ﺑـﻴﻦ ﺑـﺎﺭ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ ﺩﺭﻭﻥ ﻳﺎﺧﺘﻪﻫﺎﻱ ﺍﮐﺜﺮ ﺣﻴﻮﺍﻧﺎﺕ ﺑﺴـﻴﺎﺭ K ﻣﺜﺎﻝ ﻏﻠﻈﺖ ﻳﻮﻥﻫﺎﻱ
ﻳﻮﻥﻫﺎ ﻭ ﻣﻴﺪﺍﻥ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﻣﻮﺟـﻮﺩ ﺩﺭ ﻋـﺮﺽ ﻏﺸـﺎﺀ ﺳـﺒﺐ ﻭﺍﺭﺩ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺍﺯ ﻏﻠﻈـﺖ ﺁﻥ ﺩﺭ ﻓﻀـﺎﻱ ﺑﻴـﺮﻭﻥ ﺁﻧﻬﺎﺳـﺖ .ﺍﻳـﻦ ﺍﺧـﺘﻼﻑ
ﺁﻣﺪﻥ ﻧﻴﺮﻭﻱ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺑﺮ ﺍﻳﻦ ﺫﺭﺍﺕ ﺑﺎﺭﺩﺍﺭ ﻣﻲﺷـﻮﻧﺪ .ﺍﮔـﺮ ﺷـﺎﺭ ﻏﻠﻈﺖ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﮔﺮﺍﺩﻳﺎﻥ ﻏﻠﻈـﺖ ﻣـﻲﺷـﻮﺩ ،ﮐـﻪ ﺑـﻪ ﺁﻥ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ
ﻣﻄﻠﻖ ) (kﻭ qﺑﺎﺭﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﻲ ) ( Cﻣﻲﺑﺎﺷﺪ .ﺍﻳﻦ ﺭﺍﺑﻄـﻪ .۲.۲.۲ﻗﺎﻧﻮﻥ ﺩﻭﻡ :ﻗﺎﻧﻮﻥ ﺍﻫﻢ ﺑﺮﺍﻱ ﺳﻮﻕ
ﺑﻴﺎﻥ ﻣﻲﺩﺍﺭﺩ ﮐﻪ ﻓﺮﺁﻳﻨﺪﻫﺎﻱ ﭘﺨﺶ ﻭ ﺳﻮﻕ ﺩﺭ ﻳﮏ ﻣﺤﻴﻂ ﺑﺎ ﻫـﻢ ﺍﮔﺮ ﺣﺮﮐﺖ ﻳﻮﻥﻫﺎ ﺍﺯ ﻣﻴﺎﻥ ﻳﮑﻲ ﺍﺯ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ﺭﺍ ﺩﺭ ﺭﺍﺳـﺘﺎﻱ
ﻗﺎﺑﻞ ﺟﻤﻊ ﺷﺪﻥ ﻫﺴـﺘﻨﺪ ،ﺯﻳـﺮﺍ ﻣﻘﺎﻭﻣـﺖﻫـﺎﻱ ﻧﺎﺷـﻲ ﺍﺯ ﻫـﺮ ﺩﻭ
____________________________________________
ﻓﺮﺍﻳﻨﺪ ﺍﺯ ﻳﮏ ﺟﻨﺲ ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﺍﻳﻦ ﺭﺍﺑﻄـﻪ ﮐـﺎﺭ ﺭﺍ ﺑـﺮﺍﻱ ﺗﻮﺻـﻴﻒ
1. Fick
ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴ رﺿﺎ ﺧﺎﻧﺒﺎﺑﺎﺋﯽ و ﻣﻬﺴﺎ ﺗﺎﺑﺶ ۳۵۴
ﺑﺎﺷﺪ ،ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺴﺘﻘﻞ ﺑﻮﺩﻥ ﺣﺮﮐﺖ ﻳﻮﻥﻫﺎ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺧـﺎﺭﺝ ﻧﺪﺍﺭﻧـــــﺪ ﻣـــــﻲ ﺗـــــﻮﺍﻥ ﻧﻮﺷـــــﺖ [K ]out [Cl ]outﻭ
ﺷﻮﻧﺪﻩ ﺍﺯ ﻳﺎﺧﺘﻪ ﻭ ﻭﺍﺭﺩ ﺷﻮﻧﺪﻩ ﺑﻪ ﺁﻥ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺯﻳﺮ ﻧﻮﺷﺖ: . [K + ]in = [Cl- ]in + [A - ]inﺑﺎ ﮐﻤﮏ ﺍﻳﻦ ﺩﻭ ﺭﺍﺑﻄﻪ ﻭ ﻗﺎﻋﺪﻩ ﺩُﻧـﺎﻥ
ﻭ ﻭﻟﺘﺎﮊ ﻏﺸﺎﺀ )ﺭﺍﺑﻄﺔ ( I Vﻳﺎ ﻫﻤﺎﻥ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻳـﻮﻧﻲ ﺭﺍ ﺍﺭﺍﺋـﻪ ﻣـﻲﺩﻫـﺪ .ﺍﺯ
)(GHK .۴.۳.۲ﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﮔﻠﺪﻣﻦ -ﻫﺎﺟﮑﻴﻦ -ﮐﺘﺰ
ﺁﻧﺠﺎ ﮐﻪ ﻳﻮﻥﻫﺎﻱ ﺍﺻﻠﻲ ﻋﺒﻮﺭﭘﺬﻳﺮ ﺍﺯ ﻏﺸـﺎﺀ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ Cl , Na , K
ﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﻧﺮﻧﺴﺖ -ﭘﻼﻧﮏ ﺑﺮﺍﻱ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ﺳﺎﺩﺓ ﺭﻗﻴـﻖ ﺁﺑﮑـﻲ
ﻫﺴﺘﻨﺪ ،ﺑﺎ ﻓﺮﺽ ﻋﺪﻡ ﻭﺟﻮﺩ ﭘﻤﭗﻫﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ،ﻣـﻲﺗـﻮﺍﻥ ﺑـﺎ ﻣﺴـﺎﻭﻱ ﺻـﻔﺮ
)ﺁﺏﺩﺍﺭ( ﺑﻪ ﺧﻮﺑﻲ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺗﻌﺎﺩﻝ ﻳﻮﻧﻲ ﺭﺍ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﻲﮐﻨﺪ .ﺑـﺮﺍﻱ
ﻗﺮﺍﺭ ﺩﺍﺩﻥ ﮐﻞ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻋﺒﻮﺭﻱ ﺍﺯ ﻏﺸﺎﺀ ) ، (I IK I Na IClﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ
ﺣﺎﻟﺖﻫﺎﻳﻲ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺁﻥ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ﺑﺎ ﺳﺪﻫﺎﻱ ﺍﻧﺮﮊﻱ ﭘﻴﭽﻴﺪﻩ ﻭ
ﺍﺳﺘﺮﺍﺣﺖ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺭﺍ ﭼﻨﻴﻦ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﮐﺮﺩ:
ﻣﺤﻞﻫﺎﻱ ﺑﻨﺪﺁﻭﺭﻧﺪﻩ ﺣﺮﮐﺖ ﻳﻮﻥﻫـﺎ ﻭﺟـﻮﺩ ﺩﺍﺷـﺘﻪ ﺑﺎﺷـﻨﺪ ،ﺍﻳـﻦ
PK [K ]out PNa [Na ]out PCl [Cl ]in
e , )(۱۷ ﻣﻌﺎﺩﻟﻪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎﺀ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺩﺭﺳﺘﻲ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻧﻤﻲﮐﻨﺪ .ﺟﻬـﺖ ﺣـﻞ
PK [K ]in PNa [Na ]in PCl [Cl ]out
ﺍﻳﻦ ﻣﺸﮑﻞ ﻣﺪﻟﻲ ﺗﻮﺳﻂ ﮔُﻠﺪﻣﻦ ،ﻫﺎﺟﮑﻴﻦ ﻭ ﮐﺘﺰ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎﺩ ﺷﺪ ﮐـﻪ
RT PK [K ]out PNa [Na ]out PCl [Cl ]in ﺑﺮ ﺍﺳﺎﺱ ﺁﻥ NPEﻫﻢﭼﻨﺎﻥ ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻏﺸﺎﺀ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭ ﺍﺳـﺖ ﻭ ﻣﻴـﺪﺍﻥ
Vrest ln
F PK [K ]in PNa [Na ]in PCl [Cl ]out
ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺁﻥ ﻧﻴﺰ ﺛﺎﺑﺖ ﺍﺳﺖ .ﺍﻳﻦ ﻣﺪﻝ ﺗﻮﺍﻧﺴﺖ ﺑﻌﻀﻲ ﺍﺯ ﺧﻮﺍﺹ
RT
Vrest . )(18 ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﻏﺸﺎﻫﺎﻱ ﺗﺤﺮﻳﮏﭘﺬﻳﺮ ﻭ ﺑﺮﺧﻲ ﺍﺯ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻫﺎﻱ ﻳـﻮﻧﻲ ﺭﺍ
F
ﺍﻳﻦ ﻣﻌﺎﺩﻟﻪ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﻣﻬـﻢ ،ﻣﻌﺎﺩﻟـﺔ ﻭﻟﺘـﺎﮊ GHKﻧﺎﻣﻴـﺪﻩ ﻣـﻲﺷـﻮﺩ ،ﮐـﻪ ﺩﺭﺳﺖ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﮐﻨﺪ ﻭﻟـﻲ ﺑـﺮﺍﻱ ﻣﺤﺎﺳـﺒﺔ ﺳـﺎﻳﺮ ﺧـﻮﺍﺹ ﻏﺸـﺎﺀ
ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺣﺎﻟﺖ ﭘﺎﻳﺎﻱ )ﺍﺳﺘﺮﺍﺣﺖ( ﻏﺸﺎﺀ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺭﺍ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﻲﮐﻨﺪ. ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻧﻴﺴﺖ .ﺑﻪ ﺍﻳﻦ ﺩﻟﻴﻞ ﮐﻪ ﻳﺎ ﻣﻴﺪﺍﻥ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﺍﻳﻦ
ﻏﺸﺎﻫﺎ ﺛﺎﺑﺖ ﻧﻴﺴﺖ ﻭ ﻳـﺎ ﺍﻳـﻦ ﮐـﻪ ﻣﻌﺎﺩﻟـﺔ NPEﺩﺭ ﺁﻧﻬـﺎ ﺑﺮﻗـﺮﺍﺭ
.۵.۳.۲ﺭﺳﺎﻧﺶ ﻏﺸﺎ
ﻧﻴﺴﺖ .ﺳﻪ ﻓﺮﺽ ﺍﺻﻠﻲ ﺑﺮﺍﻱ ﻣـﺪﻝ GHKﻣﻴـﺪﺍﻥ ﺛﺎﺑـﺖ ﻭﺟـﻮﺩ
ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑـﻪ ﻣـﺪﻝ ﻓﻴﺰﻳﮑـﻲ ﻏﺸـﺎﺀ ﻧـﻮﺭﻭﻥ )ﺷـﮑﻞ (۷ﻭ ﺑـﻪﮐـﺎﺭﮔﻴﺮﻱ ﺩﺍﺭﺩ (۱) :ﺣﺮﮐﺖ ﻳﻮﻥ ﺩﺭ ﻋﺮﺽ ﻏﺸﺎﺀ ﺍﺯ ﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﻧﺮﻧﺴﺖ-ﭘﻼﻧـﮏ
ﻗﺎﻧﻮﻥﻫﺎﻱ ﮐﻴﺮﺷـﻬُﻒ ﻣـﻲﺗـﻮﺍﻥ ﻣﻌﺎﺩﻟـﺔ ﺩﻳﻔﺮﺍﻧﺴـﻴﻞ ﺟﺮﻳـﺎﻥ ﮐـﻞ Im
ﺗﺒﻌﻴﺖ ﻣﻲﮐﻨﺪ (۲) ،ﻳﻮﻥﻫﺎ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﻣﺴﺘﻘﻞ ﺍﺯ ﻫﻢ ﺍﺯ ﻋﺮﺽ ﻏﺸـﺎﺀ
A
ﻳﮏ ﺗﮑﺔ ﻏﺸﺎ١ﺭﺍ ﻧﻮﺷﺖ .ﺍﮔـﺮ Cm ﻋﺒﻮﺭﮐﻨﻨﺪﻩ ﺍﺯ ﻭﺍﺣﺪ ﺳﻄﺢ ﻋﺒﻮﺭ ﻣﻲﮐﻨﻨﺪ )ﺑـﺮﻫﻢﮐـﻨﺶ ﻧﺪﺍﺭﻧـﺪ( ﻭ ) (۳ﻣﻴـﺪﺍﻥ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ ﺩﺭ
cm2
dV V
( Rm ،ﻣﻘﺎﻭﻣـﺖ ﻭﺍﺣـﺪ ﺳـﻄﺢ F
) ﻇﺮﻓﻴﺖ ﻏﺸﺎﺀ ﺩﺭ ﻭﺍﺣﺪ ﺳﻄﺢ . E ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ﺍﻳـﻦ ﺳـﻪ ﻋﺮﺽ ﻏﺸﺎﺀ ﺛﺎﺑﺖ ﺍﺳﺖ،
2 dx l
cm
ﻓﺮﺽ ﻭ ﺣﻞ ﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﺩﻳﻔﺮﺍﻧﺴﻴﻞ ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻋﺒﻮﺭﻱ ﺍﺯ
ﻏﺸــﺎ ) Gm 1 ، ( cm2ﺭﺳــﺎﻧﺶ ﺩﺭ ﻭﺍﺣــﺪ ﺳــﻄﺢ ﻏﺸــﺎﺀ
Rm
ﻋﺮﺽ ﻏﺸﺎﺀ ﺭﺍ ﭼﻨﻴﻦ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﮐﺮﺩ ] ۴۲ ،۲ﻭ:[۴۳
ﻭ E Rﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺍﺳﺘﺮﺍﺣﺖ ﻏﺸﺎ ) (Vﺑﺎﺷﺪ ﻣـﻲﺗـﻮﺍﻥ Imﺭﺍ (
S
) zFV
cm 2
u * z2 FV [C ]out e RT [C ]in
ﭼﻨﻴﻦ ﻧﻮﺷﺖ: I [
zFV
], )(۱۴
l
) dVm (Vm Er e RT 1
I m IC Ii Cm
dt Rm ﺩﺭ ﺭﺍﺑﻄــﺔ [C ]x0 [C ]in , [C ]xl [C ]out ﮐــﻪ ﺩﺭ ﺁﻥ
)(۱۹
dVm
Cm Gm (Vm Er ) , ﺗﻌﺮﻳـ ـﻒ ﻣـ ـﻲﺷـــﻮﺩ ﻭ * uﺗﺤـــﺮﮎ ﻣـــﻮﻟﻲ ﻳـــﻮﻥ iﺩﺭ ﻏﺸـــﺎﺀ
dt
2
zVF u* RT cm
____________________________________________ Pﻭ ( ﺍﺳـــﺖ .ﺍﮔــــﺮ s )
RT lF V sec mol
1. Patch
۳۵۷ ﻓﯿﺰﯾﮏ ﮐﺎرﺑﺮدي :1 -ﻣﻘﺪﻣﻪاي ﺑﺮ ﻓﯿﺰﯾﮏ اﻋﺼﺎب ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴
ﻣﺸﺨﺼﻲ ﺩﺭ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ ﺍﺩﻏﺎﻡ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ١ﮔﻔﺘﻪ ﻣﻲﺷـﻮﺩ .ﺑـﺮﺍﻱ ﺭﺍﺑﻄﺔ ﺑﻴﻦ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻳﻮﻧﻲ ﻏﺸﺎﯼ Iiﻭ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎﺀ Vmﻣﻲﺗﻮﺍﻧـﺪ
ﻃﺮﺡﺭﻳﺰﻱ ﻳﮏ ﻧﻈﺮﻳﺔ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮﺍﻱ ﺗﻮﺻﻴﻒ ﻳﮏ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﮐﺎﻣﻞ ،ﺍﺑﺘـﺪﺍ ﺧﻄﻲ ﻳﺎ ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ ﺑﺎﺷﺪ .ﺑﺮﺍﻱ ﻏﺸﺎﺀ ﺧﻄﻲ ﺭﺍﺑﻄﺔ I Vﻳﮏ ﺗﺎﺑﻊ
ﺑﺎﻳﺪ ﺳﺎﺩﻩﺳﺎﺯﻱﻫﺎﻳﻲ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺩﺍﺩ .ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﻓـﺮﺽ ﻣـﻲﮐﻨـﻴﻢ ﮐـﻪ ﻳـﮏ ﺧﻄـﻲ ﺍﺳـﺖ ﻭ ﺑـﺮﺍﻱ ﻏﺸـﺎﯼ ﻏﻴﺮﺧﻄـﻲ ﺍﻳـﻦ ﺭﺍﺑﻄـﻪ ﻳـﮏ ﺗــﺎﺑﻊ
ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﻳـﮏ ﺑﺪﻧـﺔ ﻳﺎﺧﺘـﻪ ﮐـﺮﻭﻱ ﻫـﻢﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﺍﺳـﺖ ،ﻫﻤـﻪ ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ ﺍﺳﺖ .ﺍﮔﺮ Gmﺭﺳﺎﻧﺶ ﮐﻞ ﻏﺸﺎﺀ ﻳـﮏ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺑﺎﺷـﺪ،
ﺩﻧﺪﺭﻳﺖﻫﺎ ﺭﺍ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺑـﻪ ﺻـﻮﺭﺕ ﻳـﮏ ﺍﺳـﺘﻮﺍﻧﺔ ﻭ ﺁﮐﺴـﻮﻥ ﺭﺍ ﻧﻴـﺰ ﺑﺮﺍﻱ ﻏﺸﺎﻱ ﺧﻄﻲ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﻧﻮﺷﺖ ) ، Ii Gm (Vm Eiﮐﻪ Gm
ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﻳﮏ ﺍﺳﺘﻮﺍﻧﺔ ﺩﻳﮕﺮ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓـﺖ .ﺩﺭ ﺯﻳـﺮ ﻣـﺪﻝ ﻳﮏ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺛﺎﺑﺖ ﺍﺳﺖ .ﺑﺮﺍﻱ ﻏﺸﺎﯼ ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ Iiﻣـﻲﺗﻮﺍﻧـﺪ ﻓﻘـﻂ
ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﺳﺎﺩﻩﺍﻱ ﺑﺮﺍﻱ ﺍﻳﻦ ﺩﻭ ﻗﺴﻤﺖ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﻣﻲﮐﻨﻴﻢ. ﺗﺎﺑﻊ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ) Ii f (Vﻭ ﻳﺎ ﺗﺎﺑﻌﻲ ﺍﺯ ﻫـﺮ ﺩﻭ ﻣﺘﻐﻴـﺮ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻭ
____________________________________________ ﺯﻣﺎﻥ ﺑﺎﺷﺪ ) . Ii f (V , t
1. Synaptic integration
ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴ رﺿﺎ ﺧﺎﻧﺒﺎﺑﺎﺋﯽ و ﻣﻬﺴﺎ ﺗﺎﺑﺶ ۳۵۸
ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺑﻪ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺣﺎﻟﺖ ﭘﺎﻳﺎﻱ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎﺀ ﺑﺮﺍﻱ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﭘﻠـﻪﺍﻱ .۱.۳ﻣﺪﻝ ﻳﺎﺧﺘﻪ ﮐﺮﻭﻱ ﻫﻢﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ
ﻣﻌﺮﻭﻑ ﺍﺳﺖ .ﺩﺭ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺕ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻫﻲ ﻧﻴـﺰ ﺩﺭ ﺍﮐﺜـﺮ ﻣـﻮﺍﺭﺩ ﺍﺯ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺳﺎﺩﻩﺳﺎﺯﻱﻫﺎﻱ ﻓﻮﻕ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﻏﺸﺎﺀ ﻳﮏ ﻣﻘـﺪﺍﺭ ﺛﺎﺑـﺖ
ﺟﺮﻳﺎﻥ ﭘﻠﻪﺍﻱ ﺑﺮﺍﻱ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺑﻨﺎ ﺑـﻪ ﻗـﺎﻧﻮﻥ ) (Rmﻭ ﻣﺴﺘﻘﻞ ﺍﺯ ﻭﻟﺘﺎﮊ ﻓﺮﺽ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺑﻪ ﻋﺒـﺎﺭﺕ ﺩﻳﮕـﺮ ﻳـﮏ
ﺟﺮﻳﺎﻥ ﮐﻴﺮﺷﻬُﻒ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺟﺮﻳـﺎﻥ ﺩﺭ ﻭﺍﺣـﺪ ﺳـﻄﺢ ﻏﺸـﺎﺀ ﻳﺎﺧﺘﻪ ﺍُﻫﻤﻲ ﺍﺳﺖ .ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺍﺳـﺘﺮﺍﺣﺖ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺭﺍ ﺑﺮﺍﺑـﺮ
ﮐﺮﻭﻱ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺩﺳﺖ ﺁﻭﺭﺩ ﺻﻔﺮ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﻣﻲﮔﻴﺮﻳﻢ ﺗﺎ ﻫﻤﺔ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞﻫﺎ ﺑﺎ ﻣﺮﺟﻊ ﺻـﻔﺮ ﻣﻘﺎﻳﺴـﻪ
I0
Im , )(۲۵ ﺷﻮﻧﺪ .ﺍﮔﺮ ﺗﺤﺮﻳـﮏ ﺭﺍ ﺑـﻪ ﺻـﻮﺭﺕ ﺗﺰﺭﻳـﻖ ﺟﺮﻳـﺎﻥ I0ﺩﺭ ﻧﻈـﺮ
4 a2
ﮐﻪ ﺩﺭ ﺁﻥ aﺷﻌﺎﻉ ﻳﺎﺧﺘـﻪ ﺍﺳـﺖ .ﻣﻘﺎﻭﻣـﺖ ﻭﺭﻭﺩﻱ ﻳـﮏ ﻳﺎﺧﺘـﻪ ﺑﮕﻴﺮﻳﻢ ،ﺑﻪ ﺩﻟﻴﻞ ﻫﻢﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺑﻮﺩﻥ ﻏﺸﺎ ،ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﻳﮑﻨﻮﺍﺧـﺖ
)ﺑﺪﻭﻥ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻫﻨﺪﺳﺔ ﻳﺎﺧﺘـﻪ( ﻳﮑـﻲ ﺍﺯ ﭘﺎﺭﺍﻣﺘﺮﻫـﺎﻱ ﻣﻬـﻢ ﺩﺭ ﻏﺸﺎﺀ ﺗﻮﺯﻳﻊ ﻣﻲﺷﻮﺩ )ﺷﮑﻞ .(۱۱
ﺍﺳﺖ .ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﻭﺭﻭﺩﻱ ﻳﮏ ﻳﺎﺧﺘﻪ ﮐﺮﻭﻱ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺯﻳﺮ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﺠﺪﺩﺍً ﺟﺮﻳﺎﻥ ﮔﺬﺭﻧﺪﻩ ﺍﺯ ﻭﺍﺣﺪ ﺳﻄﺢ ﻏﺸﺎﺀ ﺭﺍ ﻣﻲﺗـﻮﺍﻥ ﺑـﻪ
ﻣﻲﺷﻮﺩ: ﺻﻮﺭﺕ ﻣﺠﻤﻮﻉ ﺟﺮﻳﺎﻥﻫﺎﻱ ﺧﺎﺯﻧﻲ ﻭ ﻣﻘﺎﻭﻣﺘﻲ ﻧﻮﺷﺖ:
dVm Vm
RN
Vm I R
m m m ,
R
)(۲۶ I m Cm . )(۲۲
I0 I m (4 a ) 4 a2
2 dt Rm
ﮐﻪ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻲﺩﻫـﺪ ﺑـﺮﺍﻱ ﻫـﺮ ﻣﻘﺎﻭﻣـﺖ ﻏﺸـﺎﺀ ، Rmﻳﺎﺧﺘـﻪﻫـﺎﻱ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺗﺰﺭﻳﻖﺷﺪﻩ ﺑﻴـﺮﻭﻥﺭﻭﻧـﺪﻩ ﺳـﺒﺐ ﻭﺍﻗﻄﺒﻴـﺪﮔﻲ )ﻣﺜﺒـﺖﺗـﺮ(
ﺑﺰﺭﮒﺗﺮ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖﻫﺎﻱ ﻭﺭﻭﺩﻱ ﮐﻮﭼﮏﺗﺮ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻭ ﺑﺮﻋﮑﺲ ﻣﻲﺷﻮﺩ ﻭ ﺑﺮﻋﮑﺲ .ﺍﮔﺮ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺗﺰﺭﻳﻖﺷﺪﻩ ﺭﺍ ﻳﮏ ﺟﺮﻳـﺎﻥ ﭘﻠـﻪﺍﻱ
].[۳ ﺩﺭ ﻧﻈــﺮ ﺑﮕﻴــﺮﻳﻢ ،ﺟــﻮﺍﺏ ﻣﻌﺎﺩﻟــﺔ T ﺑــﺎ ﺩﺍﻣﻨــﺔ I0ﺩﺭ ﻣــﺪﺕ
ﺩﻳﻔﺮﺍﻧﺴﻴﻞ ﺑﺎﻻ ﺭﺍ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺑﻪ ﺳﺎﺩﮔﻲ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﺷـﺎﺭﮊ ﺧـﺎﺯﻥ
ﺑﻪ ﺩﺳﺖ ﺁﻭﺭﺩ
.۲.۳ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻳﺎﺧﺘﺔ ﻏﻴﺮﻫﻢﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ )ﺍﺳﺘﻮﺍﻧﻪﺍﯼ(
t
ﻫﻤﺎﻥ ﻃﻮﺭ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺑﺎﻻ ﺍﺷﺎﺭﻩ ﺷﺪ ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ ﻭ ﺳﺎﺩﻩﺗـﺮﻳﻦ ﻣـﺪﻟﻲ ﮐـﻪ Vm (t ) I m Rm (1 e m ), 0 t T )(۲۳
ﺑﺮﺍﻱ ﺁﮐﺴﻮﻥ ﻭ ﻗﺴﻤﺖﻫـﺎﻳﻲ ﺍﺯ ﺩﻧـﺪﺭﻳﺖ ﻣـﻲﺗـﻮﺍﻥ ﺗﻘﺮﻳـﺐ ﺯﺩ ﮐﻪ ﺛﺎﺑﺖ ﺯﻣﺎﻧﻲ ﻏﺸﺎﺀ ﺩﺭ ﺁﻥ ﺑﺮﺍﺑﺮ m RmCmﺍﺳﺖ .ﻫﻤﭽﻨـﻴﻦ
ﺍﺳﺘﻮﺍﻧﻪ ﺍﺳﺖ .ﺷـﮑﻞ ۱۲ﻣـﺪﻝ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ ﭼﻨـﻴﻦ ﺍﺳـﺘﻮﺍﻧﻪﺍﯼ ﺭﺍ ﻣـﻲﺗـﻮﺍﻥ ﺟـﻮﺍﺏ ﻣﻌﺎﺩﻟـﻪ ﺭﺍ T ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﻗﻄﻊ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﺯﻣـﺎﻥ
ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻲﺩﻫﺪ .ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻭﺍﺭﺩ ﺷﺪﻩ ﺑﻪ ﺍﻳـﻦ ﺍﺳـﺘﻮﺍﻧﻪ ﺑﻨـﺎ ﺑـﻪ ﻗـﺎﻧﻮﻥ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﺗﺨﻠﻴﺔ ﺧﺎﺯﻥ ﺑﻪ ﺩﺳﺖ ﺁﻭﺭﺩ
t
ﺟﺮﻳﺎﻥ ﮐﻴﺮﺷﻬﻒ ﺑﻪ ﺟﺮﻳﺎﻥﻫﺎﻱ ﻏﺸﺎﻳﻲ imﻭ ﺩﺍﺧﻠﻲ iiﺗﻘﺴـﻴﻢ Vm (t ) I m Rm e m . T t )(۲۴
ﻣﻲﺷﻮﺩ x .ﻓﺎﺻـﻠﻪ ﺩﺭ ﻃـﻮﻝ ﺍﺳـﺘﻮﺍﻧﻪ a ،ﺷـﻌﺎﻉ ﺍﺳـﺘﻮﺍﻧﻪri ،
ﺑﻪ ﺳﺎﺩﮔﻲ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺩﻳﺪ ﮐﻪ ﺍﮔﺮ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺑﺮﺍﻱ ﻣﺪﺕ ﻃﻮﻻﻧﻲ ﺍﻋﻤـﺎﻝ
ﻣﻘﺎﻭﻣـﺖ ﺩﺍﺧﻠـﻲ )ﺳﻴﺘﻮﭘﻼﺳــﻢ( ﻭ r0ﻣﻘﺎﻭﻣـﺖ ﻓﻀـﺎﻱ ﺑﻴــﺮﻭﻥ ﺷــﻮﺩ ،ﭘﺘﺎﻧﺴ ـﻴﻞ ﻏﺸــﺎﺀ ﺑﺮﺍﺑــﺮ Vm () ImRmﻣ ـﻲﺷــﻮﺩ .ﺍﻳ ـﻦ
۳۵۹ ﻓﯿﺰﯾﮏ ﮐﺎرﺑﺮدي :1 -ﻣﻘﺪﻣﻪاي ﺑﺮ ﻓﯿﺰﯾﮏ اﻋﺼﺎب ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴
ﻣﺸﺨﺺ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ] .[۳ﺑﻪ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﻣﺜﺎﻝ ﺑﺮﺍﻱ ﮐﺎﺑﻞ ﺑﻲﻧﻬﺎﻳﺖ ﺗﺎﺑﻌﻲ ﺍﺯ ﺯﻣﺎﻥ ﻭ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺍﺯ ﻣﺤﻞ ﺗﺰﺭﻳﻖ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺑﻮﺩ
) Vm ( x, t
ﺑﻠﻨﺪ ﻭ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﭘﻠﻪﺍﻱ ،ﺟﻮﺍﺏ ﻋﻤﻮﻣﻲ ﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﮐﺎﺑﻞ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺯﻳـﺮ ri ii . )(۲۷
x
ﺍﺳﺖ: ﺍﻳﻦ ﻫﻤﺎﻥ ﻗﺎﻧﻮﻥ ﺍُﻫﻢ ﺍﺳﺖ .ﺍﻳﻦ ﺍﺳﺘﻮﺍﻧﻪ ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﺪ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﻧﺸﺖ ﻫـﻢ
ri I0 X X ﺑﺎﺷﺪ .ﻣﻘﺪﺍﺭ ﻧﺸﺘﻲ ﺟﺮﻳﺎﻥ )ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻳﮏ ﺷﻴﻠﻨﮓ ﺳـﻮﺭﺍﺥﺩﺍﺭ( ﮐـﻪ ﺩﺭ
Vm (T , X ) (e erfc ) T
4 2 T
)(۳۴ ﺟﻬﺖ ﺷﻌﺎﻋﻲ ﺍﺳﺘﻮﺍﻧﻪ ﺧﺎﺭﺝ ﻣﻲﺷﻮﺩ ،ﺑﺮﺍﺑﺮ ﺍﺳﺖ ﺑﺎ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﮐﺎﻫﺶ
X
(e erfc X
T ) , ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺩﺭ ﻃﻮﻝ ﮐﺎﺑﻞ ﻳﻌﻨﻲ:
2 T
ﮐﻪ ﺩﺭ ﺁﻥ ) erfc ( Xﺗﺎﺑﻊ ﺧﻄﺎﻱ ﺍﻟﺤﺎﻗﻲ ﻭ ) erf ( Xﺗﺎﺑﻊ ﺧﻄـﺎ ii
im , )(۲۸
x
ﺍﺳﺖ .ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺟﻮﺍﺏﻫﺎﻱ ﺣﺎﻟﺖ ﭘﺎﻳـﺎ ) Vm(, xﻭ ﮔـﺬﺭﺍﻱ ﺁﻥ ﺑﻨﺎﺑﺮﺍﻳﻦ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﻧﻮﺷﺖ
) Vm (t, xﻣﻮﺭﺩ ﺑﺤﺚ ﻗﺮﺍﺭ ﻣﻲﮔﻴﺮﺩ .ﺑﺎ ﺭﺳﻢ ﻧﻤـﻮﺩﺍﺭ )Vm (t, x
) 2Vm ( x, t ii
ri ri im . )(۲۹
ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺗﻐﻴﻴﺮﺍﺕ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺩﺭ ﻧﻘـﺎﻁ ﻣﺨﺘﻠـﻒ t ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺯﻣﺎﻥ x 2 x
.[۴۵ ﮐﺎﺑﻞ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺩﺳﺖ ﺁﻭﺭﺩ ] ۴۴ ،۳ﻭ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺍﻳﻦ ﮐﻪ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻏﺸﺎﺀ ﺑﺮﺍﺑﺮ ﺍﺳﺖ ﺑـﺎ ﺟﺮﻳـﺎﻥ ﺧـﺎﺯﻧﻲ ﻭ
ﺑﺮﺍﻱ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺑﻬﺘﺮ ﺍﺳﺖ ﻣﻌﺎﺩﻟﺔ ﮐﺎﺑﻞ ﺭﺍ ﺑﺮﺍﻱ ﮐﺎﺑـﻞ ﺑـﺎ ﺟﺮﻳــﺎﻥ ﻳــﻮﻧﻲ ) ، (Im IC Iiﻣﻌﺎﺩﻟــﺔ ) (۲۹ﺭﺍ ﻣــﻲﺗــﻮﺍﻥ ﺑــﻪ
ﺻﻮﺭﺕ ﺯﻳﺮ ﺑﺎﺯﻧﻮﻳﺴﻲ ﮐﺮﺩ:
ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴ رﺿﺎ ﺧﺎﻧﺒﺎﺑﺎﺋﯽ و ﻣﻬﺴﺎ ﺗﺎﺑﺶ ۳۶۰
ﺑﺎﺷﺪ )ﺯﻣـﺎﻧﻲ
[C ]out
1 ﮐﺎﺗﻴﻮﻧﻲ ،ﺩﻳﺪﻩ ﻣﻲﺷﻮﺩ ﺩﺭ ﺻﻮﺭﺗﻲ ﮐﻪ ﻃﻮﻝ ﻣﺤﺪﻭﺩ ﻭ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﭘﻠﻪﺍﻱ ﺣﻞ ﮐﻨﻴﻢ .ﺑﺎ ﺍﻋﻤﺎﻝ ﺷﺮﺍﻳﻂ ﻣـﺮﺯﻱ
[C ]in
ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎﺀ ﺭﺍ ﺑﺮﺣﺴﺐ ﺯﻣﺎﻥ ﻭ ﻣﮑﺎﻥ ﺑﻪ ﺩﺳـﺖ ﺁﻭﺭﺩ.
ﮐﻪ E rﻣﺜﺒﺖ ﺑﺎﺷﺪ( ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻳﻮﻧﻲ ﺗﮏﺳﻮﻳﻪ ﺩﺭﻭﻥﺭﻭﻧـﺪﻩ ﺑـﻮﺩﻩ ٢ﻭ
ﺳﭙﺲ ﺑﺎ ﺗﺮﮐﻴﺐ ﻳﮏ ﺍﺳﺘﻮﺍﻧﺔ ﻣﺤﺪﻭﺩ ﺑﺎ ﻳﮏ ﻳﺎﺧﺘﻪ ﮐﺮﻭﻱ ﮐﻪ ﺑـﻪ
[C ]out
ﺑﺎﺷﺪ )ﺯﻣﺎﻧﻲ ﮐـﻪ E rﻣﻨﻔـﻲ ﺑﺎﺷـﺪ( 1 ﺩﺭ ﺻﻮﺭﺗﻲ ﮐﻪ
[C ]in ﺍﻧﺘﻬﺎﻱ ﺁﻥ ﭼﺴﺒﻴﺪﻩ ﺍﺳـﺖ )ﻣـﺪﻝ ﺁﺏ ﻧﺒـﺎﺕ ﭼـﻮﺑﻲ( ،ﻣـﻲﺗـﻮﺍﻥ
٣
ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻳﻮﻧﻲ ﺗﮏﺳﻮﻳﻪ ﺑﻴﺮﻭﻥﺭﻭﻧﺪﻩ ﺍﺗﻔﺎﻕ ﻣﻲﺍﻓﺘـﺪ .ﻫﺮﭼﻨـﺪ ﺍﻳـﻦ ﺳﺎﺩﻩﺗﺮﻳﻦ ﻣﺪﻝ ﺭﺍ ﺑﺮﺍﻱ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺣﻞ ﮐﺮﺩ .ﺷﮑﻞ ۱۳ﺳﺎﺧﺘﺎﺭ ﺍﻳـﻦ
ﻣﺪﻝ ﺑﺮﺍﻱ ﺗﻮﺻﻴﻒ ﻣﻮﺭﺩﻫﺎﻳﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺭﺳﺎﻧﺶ ﮐﻠﺮﺍﻳﺪ ﺩﺭ ﻋﻀـﻼﺕ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺳﺎﺩﻩ ﺭﺍ ﻫﻤﺮﺍﻩ ﺑﺎ ﻣﺪﺍﺭ ﻣﻌﺎﺩﻝ ﺁﻥ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻲﺩﻫﺪ .ﺍﮔـﺮ ﻳـﮏ
ﺍﺳﺘﺨﻮﺍﻧﻲ ﻭ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺮﺍﻱ ﺭﺍﺑﻄﺔ I Vﺁﻧـﻲ ﮐﺎﻧـﺎﻝﻫـﺎﻱ Na ﻭ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﺑﻴﺸﺘﺮﻱ ﺩﻧـﺪﺭﻳﺖ ﻭ ﻳـﺎ ﺁﮐﺴـﻮﻥ ﺑـﻪ ﻫﻤـﺮﺍﻩ
Kﺩﺭ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﭘﻴﻪ ﻏﻼﻑ ٤ﻣﻨﺎﺳـﺐ ﺍﺳـﺖ ،ﻭﻟـﻲ ﻣـﻮﺍﺭﺩ ﺩﻧﺪﺭﻳﺖﻫﺎ ﺑﺎﺷﺪ ﻣـﻲﺗـﻮﺍﻥ ﺑـﻪ ﮐﻤـﮏ ﻣـﺪﻝ ﺭﺍﻝ ١ﻃـﻮﻝ ﻣﻌـﺎﺩﻝ
ﻓﺮﺍﻭﺍﻧﻲ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﻧﺪ ﮐﻪ ﺍﻳﻦ ﻣﺪﻝ ﻗﺎﺩﺭ ﺑـﻪ ﺗﻮﺻـﻴﻒ ﺁﻧﻬـﺎ ﻧﻴﺴـﺖ ﺍﻟﮑﺘﺮﻭﻧﻴﮑﻲ ﻫﺮ ﮐﺪﺍﻡ ﺍﺯ ﺩﻧﺪﺭﻳﺖﻫﺎ ﻭ ﺁﮐﺴﻮﻥ ﺭﺍ ﺑـﻪ ﺩﺳـﺖ ﺁﻭﺭﺩ
].[۳ ﻭ ﺳﭙﺲ ﻫﻤﺔ ﺍﻳﻦ ﺍﺳﺘﻮﺍﻧﻪﻫﺎ ﺭﺍ ﺑﺎ ﻳﮏ ﺍﺳﺘﻮﺍﻧﺔ ﺗﻨﻬﺎ ﺑـﻪ ﻃـﻮﻝ Lﻭ
ﺗﻘﺮﻳﺐ ﺯﺩ. d ﻗﻄﺮ
ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ ﺑﻮﺩﻥ ﻏﺸﺎﺀ ﻳﻌﻨﻲ ﻭﺍﺑﺴﺘﮕﻲ ﺭﺳﺎﻧﺶ ﻳﻮﻧﻲ ﺑـﻪ ﺯﻣـﺎﻥ ﺭﺍ ﺩﺭ ﻓﻌــــﺎﻝﺳــــﺎﺯﻱ G0ﻋﺒﻮﺭﮐﻨﻨــــﺪﻩ ﺍﺯ ﻏﺸــــﺎﺀ ﺑــــﻪ ﺻــــﻮﺭﺕ
ﻣﺪﻝ ﺑﮕﻨﺠﺎﻧﻨﺪ .ﻫﺎﺟﮑﻴﻦ ﻭ ﻫﺎﮐﺴﻠﻲ ﺟﻬﺖ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﮔـﺮﻓﺘﻦ ﻫـﺮ ﺩﻭ k1 k2 AeG0 / RTﻣﺮﺑﻮﻁ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ.
ﻋﺎﻣﻞ ﻭﻟﺘﺎﮊ ﻭ ﺯﻣﺎﻥ ﺩﺭ ﺭﺳﺎﻧﺶﻫﺎﻱ ﻳـﻮﻧﻲ ﺁﮐﺴـﻮﻥ ﺍﺳـﮑﻮﺋﻴﺪ ﻣـﺪﻝ ﺍﮔﺮ ﻳﮏ ﻣﻴﺪﺍﻥ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺑﻪ ﻏﺸﺎﺀ ﺍﻋﻤﺎﻝ ﺷﻮﺩ ،ﺳـﺪ ﺍﻧـﺮﮊﻱ ﺑـﺮﺍﻱ
ﺩﺭﻭﺍﺯﻩﺍﻱ ﺭﺍ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﮐﺮﺩﻧﺪ .ﺍﻳﻦ ﺩﺭﻭﺍﺯﻩﻫﺎ ﺩﺭ ﺩﺍﺧﻞ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫـﺎﻱ ﻳـﻮﻧﻲ ﻳﻮﻥﻫﺎﻱ ﻧﻔﻮﺫﭘﺬﻳﺮ ﺑﺎ ﻋﺎﻣﻞ z F Vﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻗـﺮﺍﺭ ﻣـﻲﮔﻴـﺮﺩ ،ﮐـﻪ
)ﭘﺮﻭﺗﺌﻴﻦ( ﻋﺒﻮﺭ ﻳﻮﻥﻫﺎ ﺭﺍ ﮐﻨﺘـﺮﻝ ﻣـﻲﮐﻨﻨـﺪ .ﻋﺎﻣـﻞ ﺍﻳـﻦ ﺩﺭﻭﺍﺯﻩﻫـﺎ ﺭﺍ G ﺑـﺮ V ﻳﮏ ﻋﺎﻣﻞ ﻋـﺪﻡ ﺗﻘـﺎﺭﻥ ﺍﺳـﺖ ﮐـﻪ ﺗـﺄﺛﻴﺮ ﺟﺰﺋـﻲ
ﺑﺎﺭﻫﺎﻱ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺣﺴﺎﺱ ﺑـﻪ ﻭﻟﺘـﺎﮊ ،ﻳـﺎ ﺫﺭﺍﺕ ﺩﺭﺑـﺎﻥ ﻫﺴـﺘﻨﺪ .ﺩﺭ ﺑﺎﺷﺪ ﻭ ﺍﮔﺮ ﺳـﺪ ﻏﺸﺎ 1 ﻣﻲﺩﻫﺪ .ﺍﮔﺮ ﺳﺪ ﺍﻧﺮﮊﻱ ﺩﺭ ﺑﻴﺮﻭﻥ ﺣﺎﺷﻴﺔ
ﺣﻘﻴﻘﺖ ﺍﻳﻦ ﻣﺪﻝ ﻳﮏ ﺳﺪ ﺍﻧـﺮﮊﻱ ﺑـﺮﺍﻱ ﺫﺭﺍﺕ ﺩﺭﺑـﺎﻥ ﻣﺤـﺪﻭﺩ ﺩﺭ ﺍﺳــﺖ ،ﺑﻨــﺎﺑﺮﺍﻳﻦ 0 ﺍﻧــﺮﮊﻱ ﺩﺭ ﺩﺭﻭﻥ ﻣﺤــﺪﻭﺩﺓ ﻏﺸــﺎﺀ ﺑﺎﺷــﺪ
ﭘﺮﻭﺗﺌﻴﻦ ﮐﺎﻧﺎﻝ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﻣﻲﮔﻴﺮﺩ ،ﺩﺭ ﺣﺎﻟﻲ ﮐﻪ ﺩﺭ ﻣـﺪﻝ ﺳـﺪ ﺍﻧـﺮﮊﻱ . 0 ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﺷﺮﺍﻳﻂ ﺍﻧﺮﮊﻱ ﺁﺯﺍﺩ ﻓﻌﺎﻝﺳﺎﺯﻱ ﺩﻳﮕﺮ ﻣﺘﻘﺎﺭﻥ ﻧﺒـﻮﺩﻩ 1
ﺍﻳﻦ ﺳﺪ ﺑﺮﺍﻳﻴﻮﻥﻫﺎﻱ ﻋﺒﻮﺭﮐﻨﻨﺪﻩ ﺍﺯ ﻏﺸﺎﺀ ﺑﻮﺩ .ﺑﻪ ﺩﻟﻴﻞ ﺍﻫﻤﻴـﺖ ﺍﻳـﻦ ﻭ ﺿﺮﺍﻳﺐ ﻧﺮﺥ ﺑﺮﺍﺑﺮ ﻧﻴﺴﺘﻨﺪ ) ( k1 k2ﺑﻠﮑﻪ ﺑﻪ ﺻـﻮﺭﺕ ﺯﻳـﺮ ﺗﻐﻴﻴـﺮ
ﻣﺪﻝ ﻭ ﻭﺳﻌﺖ ﮐﺎﺭﺑﺮﺩ ﺁﻥ ﺑﺮﺍﻱ ﻣﺤﻘﻘﻴﻦ ﻋﻠﻮﻡ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺍﻳﻦ ﻣـﺪﻝ ﺭﺍ ﻣﻲﮐﻨﻨﺪ:
ﺩﺭ ﺯﻳﺮ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﺩﻗﻴﻖﺗﺮ ﻣﻮﺭﺩ ﺑﺮﺭﺳﻲ ﻗﺮﺍﺭ ﻣﻲﺩﻫﻴﻢ ].[۳ k1 k0e (1 ) zFV / RT ,
)(۳۷
k2 k0e zFV / RT ,
ﮐﻪ ﺩﺭ ﺁﻥ k0 Ae G0 / RTﺍﺳـﺖ .ﺍﺯ ﺍﻳـﻦ ﺭﻭ ﺟﺮﻳـﺎﻥ ﺧـﺎﻟﺺ
.۴ﻣﺪﻝ ﻫﺎﺟﮑﻴﻦ -ﻫﺎﮐﺴﻠﻲ ﺑﺮﺍﻱ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ
ﮔﺬﺭﻧﺪﻩ ﺍﺯ ﻋﺮﺽ ﻏﺸﺎﺀ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺯﻳﺮ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﻲﺷﻮﺩ
ﺍﺯ ﺩﻳـﺪﮔﺎﻩ ﺑﻴﻮﻓﻴﺰﻳـﮏ ،ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻋﻤــﻞ ﻧﺘﻴﺠـﺔ ﻋﺒــﻮﺭ ﺟﺮﻳـﺎﻥ ﺍﺯ
I zF ( Joutward Jinward )
ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻳـﻮﻧﻲ ﺍﺳـﺖ .ﺩﻳﻨﺎﻣﻴـﮏ ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻋﻤـﻞ ﺑـﺮﺍﻱ )(۳۸
] zF k0[[C]in e zFV / RT [C]out e(1 ) zFV / RT
ﭼﻨﺪﻳﻦ ﺩﻫﻪ ﺫﻫﻦ ﺩﺍﻧﺸﻤﻨﺪﺍﻥ ﻋﻠﻮﻡ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺧـﻮﺩ ﻣﺸـﻐﻮﻝ ﻣﺪﻝ ﺳﺪ ﺗﮏﺍﻧﺮﮊﻱ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺍﺯ ﻣﺪﻝ ﻣﻴﺪﺍﻥ ﺛﺎﺑﺖ ﮐـﺎﺭﺑﺮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ].[۳
ﮐــﺮﺩﻩ ﺑــﻮﺩ .ﺑــﺮﺍﻱ ﺍﻭﻟـﻴﻦ ﺑــﺎﺭ ﻫــﺎﺟﮑﻴﻦ ﻭ ﻫﺎﮐﺴــﻠﻲ ﺍﻗــﺪﺍﻡ ﺑــﻪ ﺑﺎ ﺟﺮﻳﺎﻥﻫﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ﺗـﮏﺳـﻮﻳﻪ I V ﺍﻳﻦ ﻣﺪﻝ ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﺪ ﺭﻭﺍﺑﻂ
ﺍﻧﺪﺍﺯﻩﮔﻴﺮﻱ ﻋﻤﻠﻲ ﺍﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎﻥﻫﺎ ﮐﺮﺩﻩ ﻭ ﺳﭙﺲ ﺑـﺮﺍﻱ ﺍﻭﻟـﻴﻦ ﺑـﺎﺭ ﺑﻴﺮﻭﻥﺭﻭﻧﺪﻩ ﻳﺎ ﺩﺭﻭﻥﺭﻭﻧﺪﻩ ﺭﺍ ﺑﺎ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞﻫﺎﻱ ﻣﻌﮑﻮﺱ ﻣﺜﺒـﺖ ﻳـﺎ
ﻣﺪﻝ ﭘﺪﻳﺪﻩﺷﻨﺎﺳﻲ ﺟـﺎﻟﺒﻲ ﺭﺍ ﺑـﺮﺍﻱ ﺗﻮﺿـﻴﺢ ﺩﻳﻨﺎﻣﻴـﮏ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻣﻨﻔـﻲ ﺗﻮﺻـﻴﻒ ﮐﻨــﺪ .ﺩﺭ ﺣــﺎﻟﻲ ﮐــﻪ ﻣــﺪﻝ ﻣﻴـﺪﺍﻥ ﺛﺎﺑــﺖ ﻓﻘــﻂ
ﻋﻤﻞ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﺩﺍﺩﻧﺪ .ﺑﻪ ﺩﻟﻴﻞ ﻓﻘﺪﺍﻥ ﻭﺳـﺎﻳﻞ ﺍﻧـﺪﺍﺯﻩﮔﻴـﺮﻱ ﺩﻗﻴـﻖ ﺩﺭ ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﺴﺖ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺑﻴﺮﻭﻥﺭﻭﻧﺪﻩ ﺭﺍ ﺑﺎ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻣﻌﮑﻮﺱ E rﻣﻨﻔﻲ
ﺁﻥ ﺯﻣﺎﻥ ،ﺁﻧﻬﺎ ﺍﺯ ﻳﮏ ﺣﻴﻮﺍﻥ ﺩﺭﻳﺎﻳﻲ ﺑﻪ ﻧـﺎﻡ ﺍﺳـﮑﻮﺋﻴﺪ ﮐـﻪ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﻭ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺩﺭﻭﻥﺭﻭﻧﺪﻩ ﺭﺍ ﺑـﺎ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻣﻌﮑـﻮﺱ ﻣﺜﺒـﺖ ﺗﻮﺻـﻴﻒ
ﺁﮐﺴﻮﻥ ﺑﺰﺭﮔـﻲ ﺍﺳـﺖ ﺍﺳـﺘﻔﺎﺩﻩ ﮐﺮﺩﻧـﺪ .ﺁﻧﻬـﺎ ﺣﺘـﻲ ﺑـﻪ ﮐﻤـﮏ ﮐﻨﺪ .ﺩﺭ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩﻫﺎﻱ ﺑﻴﻮﻟﻮﮊﻳﮑﻲ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺳﺪ ﺗﮏ-ﺍﻧـﺮﮊﻱ
ﻣﺎﺷﻴﻦﺣﺴﺎﺏﻫﺎﻱ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﺁﻥ ﺯﻣﺎﻥ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯﻱ ﻭ ﻣﺤﺎﺳـﺒﺎﺕ ﺑﺮﺍﻱ ﻋﺒﻮﺭ ﻫﻤﻪ ﻳﻮﻥﻫـﺎ ﺍﺯ ﻋـﺮﺽ ﻏﺸـﺎﺀ ﺑـﺎ ﺿـﺨﺎﻣﺖ ﺣـﺪﻭﺩ
ﻋﺪﺩﻱ ﺭﺍ ﺑﺮﺍﻱ ﻣﺪﻝ ﺧﻮﺩ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺩﺍﺩﻧﺪ .ﺍﻳﻦ ﻣـﺪﻝ ﺩﺭ ﺳـﺎﻝ ۱۹۵۲
100 Aﺧﻴﻠﻲ ﻭﺍﻗﻊﮔﺮﺍﻳﺎﻧﻪ ﺑﻪ ﻧﻈﺮ ﻧﻤﻲﺭﺳﺪ .ﺍﮔﺮ ﻳﮑﻲ ﺍﺯ ﺳـﺪﻫﺎﻱ
o
ﺭﺳﺎﻧﺎﻳﻲ ﮐﺎﻧـﺎﻝ ﻣﺮﺑﻮﻃـﻪ ﻭ ﺿـﺮﻳﺒﻲ ﺟﻬـﺖ ﺍﻋﻤـﺎﻝ ﺩﺭﻭﺍﺯﺓ ﮐﻨﺘـﺮﻝ ﺁﻥ ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ .ﺍﮔﺮ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻳﻮﻧﻲ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﻏﺸـﺎﯼ ﺁﮐﺴـﻮﻥ ﺭﺍ K ﻭ
ﮐﺎﻧﺎﻝ ﺍﺳـﺖ .ﺿـﺮﻳﺐ iﻫﺮﭼﻨـﺪ ﺑـﺎﺯ ﻭ ﺑﺴـﺘﻪ ﺷـﺪﻥ ﮐﺎﻧـﺎﻝ ﺭﺍ ﻭﺍﺭﺩ Na ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﻢ ﻭ ﺑﻘﻴﻪ ﺭﺍ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻧﺸﺖ ﺑﻨﺎﻣﻴﻢ ،ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﻴﻢ
ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺕ ﻣﻲﮐﻨﺪ ﻭﻟﻲ ﺗﺄﺧﻴﺮ ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻋﻤﻞ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺣﺴـﺎﺏ ﻧﻤـﻲﺁﻭﺭﺩ .ﺍﺯ ﻣﺪﺍﺭ ﻣﻌﺎﺩﻝ ﺷﮑﻞ ۱۴ﺭﺍ ﺑﺮﺍﻱ ﺁﻥ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﺑﮕﻴﺮﻳﻢ .ﺩﺭ ﺍﻳـﻦ ﺷـﮑﻞ
ﺍﻳﻦ ﺭﻭ ﺍﻳﻦ ﺿﺮﺍﻳﺐ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺯﻳﺮ ﻭﺍﺭﺩ ﻣﻌﺎﺩﻟﻪ ﮐﺮﺩﻧﺪ ﺟﺮﻳـﺎﻥ ﺗﺰﺭﻳـﻖ ﺷـﺪﻩ ﺑـﻪ ﺁﮐﺴـﻮﻥ E K ،ﻭ I uﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻏﺸﺎ،
C
du
) I (t ) g K n 4 (u E K ENaﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻣﻌﮑـﻮﺱ ﮐﺎﻧـﺎﻝ ﭘﺘﺎﺳـﻴﻢ ﻭ ﺳـﺪﻳﻢ RK ،ﻭ RNa
dt )(۴۱
g Na m 3 (u E Na ) g L (u E L ), RL ﻇﺮﻓﻴـﺖ ﺧـﺎﺯﻧﻲ ﻏﺸـﺎ، C ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﻣﺘﻐﻴـﺮ ﺍﻳـﻦ ﮐﺎﻧـﺎﻝﻫـﺎ،
ﺯﻣﺎﻧﻲ ) x (uﻧﺰﺩﻳﮏ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﻭﺍﺑﺴـﺘﮕﻲ ﺛﺎﺑـﺖ ﺯﻣـﺎﻧﻲ ﻭ ﻣﻘـﺪﺍﺭ ﻣﺸﮑﻞ ﺍﺻﻠﻲ ﺑﺮﺍﻱ ﻫﺎﺟﮑﻴﻦ ﻭ ﻫﺎﮐﺴـﻠﻲ ﺍﻳـﻦ ﺑـﻮﺩ ﮐـﻪ Rﻫـﺎ ﺛﺎﺑـﺖ
ﺑﻴﺸﻴﻨﺔ xﺑـﻪ ﻭﻟﺘـﺎﮊ ﺩﺭ ﺷـﮑﻞ ۱۵ﺭﺳـﻢ ﺷـﺪﻩ ﺍﺳـﺖ .ﻣﻬﻤﺘـﺮﻳﻦ ﻧﺒﻮﺩﻧﺪ ﺑﻠﮑﻪ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺤﻴﻂ ،ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻭ ﺗﺎﺭﻳﺨﭽـﻪ ﻓﻌﺎﻟﻴـﺖ ﻧـﻮﺭﻭﻥ
ﺧﺎﺻﻴﺖ ﻣﺪﻝ ﻫﺎﺟﮑﻴﻦ ﻭ ﻫﺎﮐﺴﻠﻲ ﺗﻮﺍﻧﺎﻳﻲ ﺁﻥ ﺩﺭ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻫـﺎﺟﮑﻴﻦ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲﮐﺮﺩﻧﺪ .ﺑﻨﺎﺑﺮﺍﻳﻦ ﻣﻲﺑﺎﻳﺴﺖ ﺳـﺎﺯ ﻭ ﮐـﺎﺭﻱ ﺑـﺮﺍﻱ ﺑـﺎﺯ ﻭ ﺑﺴـﺘﻪ
n ﻭ ﻫﺎﮐﺴﻠﻲ ﺍﻳﻦ ﻧﻤﻮﺩﺍﺭﻫﺎﻱ ﺗﻮﺍﺑﻊ ﺗﻌﺎﺩﻝ ﺑﺮﺍﻱ ﻣﺘﻐﻴﺮﻫــﺎﻱ ، m ﺷﺪﻥ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎ ﺩﺭ ﻣﺪﻝ ﺩﺭ ﻧﻈﺮ ﻣـﻲﮔﺮﻓﺘﻨـﺪ .ﻳـﮏ ﮐﺎﻧـﺎﻝ ﻣـﻲﺗﻮﺍﻧـﺪ ﺩﺭ
ﻭ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻣﻘﺎﺩﻳﺮ ﺑﻴﺸﻴﻨﺔ ﺭﺳﺎﻧﺶ ﻭ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞﻫـﺎﻱ ﻣﻌﮑـﻮﺱ h ﻭ ﻣﺪﺕ ﺯﻣﺎﻥ ﻣﺸﺨﺼﻲ ﺍﺯ ﺣﺎﻟـﺖ ﺑـﺎﺯ ) (۱ﺑـﻪ ﺣﺎﻟـﺖ ﺑﺴـﺘﻪ ) (۰ﺗﻐﻴﻴـﺮ
ﺭﺍ ﺑﺎ ﺍﻧﺪﺍﺯﻩﮔﻴﺮﻱﻫﺎﻱ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸـﮕﺎﻫﻲ ﺑـﻪﺩﺳـﺖ ﺁﻭﺭﺩﻧـﺪ .ﺩﺍﺩﻩﻫـﺎﻱ ﺣﺎﻟﺖ ﺩﻫﺪ ﻭ ﺩﺭ ﺣﺎﻟﺖ ﺑﻴﻦ ۰ﻭ ۱ﻧﻴﺰ ﺭﺳﺎﻧﺎﻳﻲ ﺧـﺎﺹ ﺧـﻮﺩ ﺭﺍ ﺩﺍﺭﺩ.
ﺗﺠﺮﺑﻲ ﺍﺻﻠﻲ ﻭ ﻣﻬﻢﺗﺮﻳﻦ ﺧﺎﺻـﻴﺖ ﻣـﺪﻝ ﻫـﺎﺟﮑﻴﻦ ﻭ ﻫﺎﮐﺴـﻠﻲ ﻟﺬﺍ ﺑﻪ ﺟﺎﻱ ) ( 1ﻣﻲﺗـﻮﺍﻥ giiﺭﺍ ﺟـﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﮐـﺮﺩ ﮐـﻪ ﺩﺭ ﺁﻥ gi
Ri
۳۶۳ ﻓﯿﺰﯾﮏ ﮐﺎرﺑﺮدي :1 -ﻣﻘﺪﻣﻪاي ﺑﺮ ﻓﯿﺰﯾﮏ اﻋﺼﺎب ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴
ﺷﮑﻞ .۱۵ﻭﺍﺑﺴﺘﮕﻲ ﺛﺎﺑﺖ ﺯﻣﺎﻧﻲ ﻭ ﻣﻘﺪﺍﺭ ﺑﻴﺸﻴﻨﺔ xﺑﻪ ﻭﻟﺘﺎﮊ ﺩﺭ ﻣﺪﻝ ﻫﺎﺟﮑﻴﻦ -ﻫﺎﮐﺴﻠﻲ.
ﺷﮑﻞ .١٧ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪﻩ ﺗﻮﺳﻂ ﻳﮏ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﭘﻠﻪﺍﻱ ﮐﻮﺗـﺎﻩ ﺷﮑﻞ .١٦ﺩﺍﺩﻩ ﻫﺎﻱ ﺗﺠﺮﺑﻲ ﺍﺻﻠﻲ ﻭ ﻧﻤﻮﺩﺍﺭ ﺑﺮﺍﺯﺵ ﺷـﺪﻩ ﺗﻮﺳـﻂ ﻫـﺎﺟﮑﻴﻦ ﻭ
ﺩﺭ ﻣﺪﻝ ﻫﺎﺟﮑﻴﻦ -ﻫﺎﮐﺴﻠﻲ. ﻫﺎﮐﺴﻠﻲ.
ﺑﻄﻮﺭﻱ ﮐﻪ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﻳـﮏ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻋﻤـﻞ ﮐﻨـﺪ ،ﺑـﺎ ﺍﻋﻤـﺎﻝ ﺗﻮﺍﻧﺎﻳﻲ ﺁﻥ ﺩﺭ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞﻫﺎﻱ ﻋﻤﻞ ﺍﺳﺖ .ﺑﺎ ﺍﻋﻤﺎﻝ ﺟﺮﻳﺎﻥﻫﺎﻱ
ﻣﺠﺪﺩ ﺍﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﻟﺰﻭﻣﺎً ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻋﻤـﻞ ﺑﻌـﺪﻱ ﺭﺍ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻭﺭﻭﺩﻱ ) I (tﻣﻲﺗـﻮﺍﻥ ﺑـﺎ ﺣـﻞ ﭼﻬـﺎﺭ ﻣﻌﺎﺩﻟـﺔ ﻏﻴﺮﺧﻄـﻲ
ﻧﺨﻮﺍﻫﺪ ﮐﺮﺩ .ﺍﻭﻝ ﺍﻳـﻦ ﮐـﻪ ﺍﮔـﺮ ﺟﺮﻳـﺎﻥ ﻣـﻮﺭﺩ ﻧﻈـﺮ ﺩﺭ ﻓﺎﺻـﻠﺔ ﻫﻢﺑﺴﺘﻪ ) m(t ) ، n(t ) ، u (tﻭ ) h(tﺩﻳﻨﺎﻣﻴـﮏ ﻏﺸـﺎﺀ ﺭﺍ ﺗﺤﻠﻴـﻞ
ﺯﻣﺎﻧﻲ ﮐﻤﺘﺮ ﺍﺯ ﻣﺪﺕ ﻣﺮﺩﮔﻲ ﻏﺸـﺎﺀ ﻭﺍﺭﺩ ﺷـﻮﺩ ﺑـﻪ ﻫـﻴﭻ ﻋﻨـﻮﺍﻥ ﮐﺮﺩ ﻭ ﺗﺎﺑﻊ ) u (tﺭﺍ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ﺯﻣـﺎﻥ ﺭﺳـﻢ ﮐـﺮﺩ .ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻋﻤـﻞ
ﻧﻮﺭﻭﻥ ﻗﺎﺩﺭ ﺑﻪ ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻋﻤـﻞ ﺑﻌـﺪﻱ ﻧﻴﺴـﺖ .ﺩﺭ ﻋﻠـﻮﻡ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪﻩ ﺑﻪ ﻭﺳﻴﻠﺔ ﺍﻳﻦ ﻣﺪﻝ ﮐﻪ ﺗﻮﺳﻂ ﻳﮏ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ
ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺍﻳﻦ ﻣﺪﺕ ﺯﻣﺎﻥ ﺩﻭﺭﺓ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﻧﺎﻡ ﺩﺍﺭﺩ .ﺩﺭ ﺍﻳـﻦ ﻣـﺪﺕ، ﭘﻠﻪﺍﻱ ﮐﻮﺗﺎﻩ ﺩﺭ ﺷﮑﻞ ۱۷ﻧﺸﺎﻥ ﺩﺍﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ.
ﻏﺸﺎﺀ ﺩﺭ ﺣﺎﻝ ﺑﺮﮔﺸﺖ ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ ﺍﺳﺘﺮﺍﺣﺖ ﺧﻮﺩ ﺑـﻮﺩﻩ ﻭ ﺍﻣﮑـﺎﻥ
١
ﺑﺮﮔﺸﺖ ﺑﻪ ﺷﺮﺍﻳﻂ ﺻﺪﻭﺭ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﺭﺍ ﻧـﺪﺍﺭﺩ .ﺩﻭﻡ ﺍﻳـﻦ ﮐـﻪ .۱.۱.۴ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﻭ ﻣﺪﺕ ﻣﺮﺩﮔﻲ ﻏﺸﺎ
ﺣﺘﻲ ﺍﮔﺮ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺗﺤﺮﻳـﮏﮐﻨﻨـﺪﻩ ﺑﻌـﺪ ﺍﺯ ﺩﻭﺭﺓ ﻣﻘﺎﻭﻣـﺖ ﺍﻋﻤـﺎﻝ ﺷﺮﻁ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤـﻞ ﻭﺍﻗﻄﺒﻴـﺪﮔﻲ ﮐـﺎﻓﻲ ﺩﺭ ﻏﺸـﺎﺀ ﻧـﻮﺭﻭﻥ
ﺷﻮﺩ ﺍﺣﺘﻤﺎﻝ ﺻـﺪﻭﺭ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻋﻤـﻞ ﺑﻌـﺪﻱ ﮐـﺎﻣﻼً ﺍﺣﺘﻤـﺎﻻﺗﻲ ﺍﺳﺖ .ﺑﻪ ﻋﺒﺎﺭﺕ ﺩﻳﮕﺮ ﺍﮔـﺮ ﺟﺮﻳـﺎﻧﻲ ﺑـﻪ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺍﻋﻤـﺎﻝ ﺷـﻮﺩ ﻭ
ﺍﺳﺖ .ﻫﺮﭼﻨﺪ ﻣﻤﮑﻦ ﺍﺳﺖ ﺍﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎﻥﻫﺎ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺗﺤﺮﻳـﮏﻫـﺎﻱ ﺍﺧﺘﻼﻑ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻧﺎﺷـﻲ ﺍﺯ ﺁﻥ ﺍﺯ ﺳـﺪ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﺧﺎﺻـﻲ ﺑﮕـﺬﺭﺩ،
ﺯﻳﺮﺁﺳﺘﺎﻧﻪﺍﻱ ﺷﻮﻧﺪ ﻭﻟـﻲ ﻫﻤﻴﺸـﻪ ﻧﻤـﻲﺗﻮﺍﻧﻨـﺪ ﻣﻨﺠـﺮ ﺑـﻪ ﺗﻮﻟﻴـﺪ ﻧﺎﮔﻬﺎﻥ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺟﺰﺋﻴﺎﺕ ﺷﺮﻁ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ
ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﺷﻮﻧﺪ .ﻧﻤﻮﻧـﻪﺍﻱ ﺍﺯ ﺍﻳـﻦ ﺍﺣﺘﻤـﺎﻝ ﺭﺍ ﻣـﻲﺗـﻮﺍﻥ ﺩﺭ ﻋﻤﻞ )ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﺷﮑﻞ ﭘﻴﺎﻡ ،ﻃـﻮﻝ ﺯﻣـﺎﻧﻲ ﭘﻴـﺎﻡ ﻭ ﺁﺳـﺘﺎﻧﺔ ﻣـﺆﺛﺮ( ﺭﺍ
ﻣﻮﺭﺩ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎﻱ ﺗﺸـﺨﻴﺺﺩﻫﻨـﺪﺓ ﺣﺮﮐـﺖ ﺍﺟﺴـﺎﻡ ﺩﺭ ﻗﺴـﻤﺖ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺩﺭ ﻣﺮﺍﺟﻊ ] ۳ﻭ [۴۷ﻳﺎﻓﺖ.
ﺗﮑﺘﻮﻡ ﻧﻮﺭﻱ ﻣﻐﺰ ﺟﻮﺟﻪ ﻣﺸـﺎﻫﺪﻩ ﮐـﺮﺩ .ﻣﺤﺎﺳـﺒﺎﺕ ﻣﺮﺑـﻮﻁ ﺑـﻪ ﻭﻟﻲ ﻧﮑﺘﺔ ﻣﻬﻢ ﺩﺭ ﻭﺟﻮﺩ ﻣﺪﺕ ﺯﻣﺎﻥ ﻣﺮﺩﮔﻲ ﻏﺸـﺎﺀ ﻫﻤﺎﻧﻨـﺪ
ﺍﺣﺘﻤﺎﻝ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﺠﺪﺩ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞﻫـﺎﻱ ﺑﻌـﺪﻱ ﺩﺭ ﻣﺮﺟـﻊ ][۱۸ ﺯﻣﺎﻥ ﻣﺮﮒ ﺁﺷﮑﺎﺭﺳﺎﺯ ﮔﺎﻳﮕﺮ -ﻣـﻮﻟﺮ ﺑـﺮﺍﻱ ﺁﺷﮑﺎﺭﺳـﺎﺯﻱ ﺫﺭﺍﺕ
ﺁﻣﺪﻩ ﺍﺳـﺖ )ﺍﻳـﻦ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸـﺎﺕ ﺗﻮﺳـﻂ ﺩﮐﺘـﺮ ﺭﺿـﺎ ﺧـﺎﻥﺑﺎﺑـﺎﻳﻲ، ﻫﺴﺘﻪﺍﻱ ﺍﺳﺖ ] .[۴۸ﺍﮔﺮ ﺟﺮﻳـﺎﻥ ﺑـﻪ ﺍﻧـﺪﺍﺯﺓ ﮐـﺎﻓﻲ ﻗـﻮﻱ ﺑﺎﺷـﺪ
ﻧﻮﻳﺴــﻨﺪﺓ ﺍﻳــﻦ ﻣﻘﺎﻟــﻪ ﺍﻧﺠــﺎﻡ ﺷــﺪﻩ ﺍﺳــﺖ ﻭ ﺩﺭ ﻣﺠﻠــﺔ ﻧﻴﭽــﺮ
____________________________________________
ﻧﺮﻭﺳﺎﻳﻨﺲ ﭼﺎﭖ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ( ].[24 1.Refractory period
ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴ رﺿﺎ ﺧﺎﻧﺒﺎﺑﺎﺋﯽ و ﻣﻬﺴﺎ ﺗﺎﺑﺶ ۳۶۴
.۵ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﻭ ﺣﺎﻓﻈﻪ ﺳﻪ ﻧﻮﻉ ﮐﺎﻧﺎﻝ ﻳﻮﻧﻲ ﺑﻪ ﺩﺳـﺖ ﺁﻣـﺪ ﻭﻟـﻲ ﻳـﮏ ﻣﺴـﻴﺮ ﻣﺸـﺨﺺ
ﻧﻈﺮﻱ -ﺗﺠﺮﺑﻲ ﺭﺍ ﺑﺮﺍﻱ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻫـﺮ ﻧـﻮﻉ ﻏﺸـﺎﺋﻲ ﺗﺮﺳـﻴﻢ ﮐـﺮﺩﻩ
ﺑﻪ ﻣﺤﻞ ﺍﺗﺼﺎﻝ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺑـﻪ ﻳﮑـﺪﻳﮕﺮ ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲ ﮔﻔﺘـﻪ ﻣـﻲﺷـﻮﺩ.
ﺍﺳﺖ .ﻫﻢ ﺍﮐﻨﻮﻥ ﻣﻲﺩﺍﻧﻴﻢ ﮐﻪ ﺑﻌﻀـﻲ ﺍﺯ ﻏﺸـﺎﻫﺎ ﻫﻤﺎﻧﻨـﺪ ﻏﺸـﺎﯼ
ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫﺎ ﻣﺤﻞ ﺍﺻﻠﻲ ﺍﺭﺗﺒﺎﻁ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺑﺎ ﻳﮑﺪﻳﮕﺮ ﻫﺴـﺘﻨﺪ .ﻣﻐـﺰ
ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎﻱ ﮐﻮﺭﺗﮑﺲ ١ﺩﺍﺭﺍﻱ ﺍﻧﻮﺍﻉ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﺑﻴﺸﺘﺮﻱ ﺍﺯ ﮐﺎﻧـﺎﻝﻫـﺎﻱ
ﺍﻧﺴﺎﻥ ﺣـﺪﻭﺩ ۱۰۱۵ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲ ﺩﺍﺭﺩ ] .[۳ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲﻫـﺎ ﺑـﻪ ﺩﻭ ﻧـﻮﻉ
ﻳﻮﻧﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ ،ﻭﻟﻲ ﻋﻤﻠﮑﺮﺩ ﻫﻤﺔ ﺁﻧﻬﺎ ﺩﺭ ﻫﻤﻴﻦ ﭼﺎﺭﭼﻮﺏ ﺍﺳـﺖ.
ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﻭ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺩﺳﺘﻪﺑﻨﺪﻱ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﺑـﻪ
ﺍﻳﻦ ﻣﺪﻝ ،ﺑﻪ ﺩﻟﻴـﻞ ﻋـﺪﻡ ﻭﺟـﻮﺩ ﺍﻣﮑﺎﻧـﺎﺕ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸـﮕﺎﻫﻲ ﺩﺭ ﺁﻥ
ﺗﻮﻧﻞﻫﺎﻳﻲ ﮐﻪ ﺩﺭﻭﻥ ﺩﻭ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺭﺍ ﺑﻪ ﻫﻢ ﺍﺭﺗﺒﺎﻁ ﻣﻲﺩﻫﻨﺪ ﻭ ﺍﺟـﺎﺯﺓ
ﺯﻣﺎﻥ ﺑﺮﺍﻱ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﺑﻲﻧﻬﺎﻳﺖ ﺯﻳﺎﺩ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻳـﻮﻧﻲ )ﻧـﻪ ﺍﻧـﻮﺍﻉ ﺁﻥ(
ﻋﺒﻮﺭ ﺟﺮﻳﺎﻥ ﺑﻴﻦ ﺁﻥ ﺩﻭ ﺭﺍ ﻣﻲﺩﻫﻨﺪ ﮔﻔﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺍﻳﻦ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫـﺎ
ﺑﻪﺩﺳﺖ ﺁﻣﺪ .ﺩﺭ ﺣﺎﻝ ﺣﺎﺿﺮ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺑﻪ ﮐﻤـﮏ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸـﮕﺎﻩﻫـﺎﻱ
ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺩﺭ ﻗﺴﻤﺖ ﮔﺎﻑ ﺍﺗﺼﺎﻝ )ﻣﺤﻞ ﺍﺗﺼﺎﻝ ﻋﺼﺐ ﺑـﻪ ﻋﻀـﻠﻪ(
ﮊﻧﺘﻴﮑﻲ ﻣﻌﻴﻦ ﮐﺮﺩ ﮐﻪ ﭼﻪ ﻧﻮﻉ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻳﻲ ﺣﻀﻮﺭ ﺩﺍﺭﻧﺪ ﻭ ﺳـﭙﺲ
ﻳﺎﻓﺖ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ ﻭﻟﻲ ﺩﺭ CNSﺍﻧﺴﺎﻥﻫـﺎﻱ ﺑـﺰﺭﮒﺳـﺎﻝ ﺑﺴـﻴﺎﺭ ﺑـﻪ
ﺍﻗﺪﺍﻡ ﺑﻪ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯﻱ ﺁﻧﻬﺎ ﮐﺮﺩ .ﺟﻬﺖ ﺗﺸﺨﻴﺺ ﻧـﻮﻉ ﮐﺎﻧـﺎﻝﻫـﺎﻱ
ﻧﺪﺭﺕ ﻳﺎﻓﺖ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﻧـﻮﻉ ﺩﻳﮕـﺮ ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲ ،ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲ ﺷـﻴﻤﻴﺎﻳﻲ
ﻣﻮﺟﻮﺩ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﻗﻄﺮﻩﺍﻱ ﺍﺯ ﺁﻥ ﻏﺸﺎﺀ ﺭﺍ ﺟﻬﺖ ﺗﺸﺨﻴﺺ ﺗﺮﮐﻴـﺐ
ﺍﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﺯﻳﺎﺩ ﺩﺭ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﻣﺮﮐـﺰﻱ ﺍﻧﺴـﺎﻥ
ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺎﻥ RNAﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺗﺤـﺖ ﺁﺯﻣـﺎﻳﺶ ﻗـﺮﺍﺭ ﺩﺍﺩ .ﮐﺎﻧـﺎﻝﻫـﺎﻱ
ﻳﺎﻓﺖ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫﺎﻱ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﺁﺯﺍﺩ ﮐﺮﺩﻥ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺎﻥﻫﺎﯼ
ﻳــﻮﻧﻲ ﺍﺯ ﭘــﺮﻭﺗﺌﻴﻦﻫــﺎﻱ ﭘﻴﭽﻴ ـﺪﻩﺍﻱ ﺗﺸــﮑﻴﻞ ﺷــﺪﻩﺍﻧــﺪ ﮐــﻪ ﺑــﻪ
ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﻳﺎ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺎﻥ ﻋﺼﺒﻲ ٢ﭘﻴﺎﻡﻫﺎ ﺭﺍ ﺍﺯ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﭘﻴﺶﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺑﻪ
ﺻﻮﺭﺕﻫﺎﻱ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﻧﺪ .ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﻳـﻮﻧﻲ ﺭﺍ ﻣـﻲﺗـﻮﺍﻥ
ﻧﻮﺭﻭﻥ ﭘﺲﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻣﻲﮐﻨﻨﺪ .ﭘﻴﺎﻡ ﺭﺳﺎﻥ ﻫﺎﯼ ﻋﺼﺒﻲ ﻣﻌﻤﻮﻻً
ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ﺷﻨﺎﺳﻪﻫﺎﻱ ﺧﺎﺻﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺗﺴﻠﺴﻞ ﮊﻧﺘﻴﮑـﻲ ،ﻧـﻮﻉ ﻳـﻮﻧﻲ
ﺩﺭ ﮐﻴﺴﻪﻫﺎﻱ ﺧﺎﺻﻲ )ﻭِﺳﻴﮑﻞ (٣ﺩﺭ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﭘﻴﺶﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺫﺧﻴـﺮﻩ
ﮐﻪ ﺍﺯ ﮐﺎﻧﺎﻝ ﻣﻲﮔﺬﺭﺩ )ﺳﺪﻳﻢ ،ﭘﺘﺎﺳﻴﻢ ،ﮐﻠﺴﻴﻢ ﻭ ،(...ﻭﺍﺑﺴﺘﮕﻲ ﺑـﻪ
ﺷﺪﻩ ﺍﻧﺪ ﻭ ﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮﺍﺕ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺩﺭ ﺍﻧﺘﻬﺎﻱ ﺁﮐﺴﻮﻥ ﺍﻳﻦ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺎﻥﻫـﺎ
ﻭﻟﺘﺎﮊ ﮐﺎﻧﺎﻝ ،ﺣﺴﺎﺳﻴﺖ ﺁﻥ ﺑﻪ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺎﻥﻫـﺎﯼ ﺩﻭﻡ ﻣﺎﻧﻨـﺪ ﮐﻠﺴـﻴﻢ
ﺁﺯﺍﺩ ﺷﺪﻩ ﻭ ﺑـﻪ ﻣﺤﻮﻃـﻪ ﻓﻌـﺎﻝ ﺑـﻴﻦ ﺍﻳـﻦ ﺩﻭ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﻣـﻲﺭﻭﻧـﺪ.
ﺩﺭﻭﻥﻳﺎﺧﺘﻪﺍﯼ ،ﻋﻤﻠﮑﺮﺩ ﺍﺣﺘﻤـﺎﻟﻲ ﺁﻥ ﻭ ﭘﺎﺳـﺦ ﺁﻥ ﺑـﻪ ﺩﺍﺭﻭﻫـﺎﻱ
ﺍﺗﺼﺎﻻﺕ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺩﺭ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﭘﻴﭽﻴﺪﻩ ﺍﺳﺖ.
ﺷـﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﻭ ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﺩﻫﻨــﺪﻩﻫــﺎﻱ ﻋﺼــﺒﻲ ﻣﺎﻧﻨــﺪ ﺍﺳــﺘﻴﻞﮐــﻮﻟﻴﻦ ﻭ
ﺑﻌﻀﻲ ﺍﺯ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ ﺑـﺎ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎﻱ ﻫﻤﺴـﺎﻳﻪ ﺍﺗﺼـﺎﻝ ﺑﺮﻗـﺮﺍﺭ
ﺩﻭﭘﺎﻣﻴﻦ ﻣﺸﺨﺺ ﮐﺮﺩ .ﺍﻣﺮﻭﺯﻩ ﺑﻴﺶ ﺍﺯ ۲۰۰ﻧﻮﻉ ﮐﺎﻧـﺎﻝ ﺷـﻨﺎﺧﺘﻪ
ﻣﻲﮐﻨﻨﺪ ﻭﻟﻲ ﺑﻌﻀﻲ ﺩﻳﮕﺮ ﺁﮐﺴﻮﻥﻫﺎﻳﻲ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﻃﻮﻻﻧﻲ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﮐﺮﺩﻩ ﻭ
____________________________________________
ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ] ۴۹ ،۴۷ﻭ.[۵۰
2. Neurotransmitter ____________________________________________
3. Vesicle 1. Cortex
۳۶۵ ﻓﯿﺰﯾﮏ ﮐﺎرﺑﺮدي :1 -ﻣﻘﺪﻣﻪاي ﺑﺮ ﻓﯿﺰﯾﮏ اﻋﺼﺎب ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴
ﺷﮑﻞ .٢٠ﻣﺪﺍﺭ ﻣﻌﺎﺩﻝ ﺩﺭ ﺻﻮﺭﺕ ﻋﺪﻡ ﻭﺟﻮﺩ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﺑﻴﻦ ﺩﻭ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺷﮑﻞ .١٩ﺷﮑﻞ ﺳﺎﺩﻩﺍﻱ ﺍﺯ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﻭ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻋﻤـﻞ ﺍﺯ ﻧـﻮﺭﻭﻥ
ﺍﻓﺖ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺩﺭ ﺻﻮﺭﺕ ﻋﺪﻡ ﻭﺟﻮﺩ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﺯﻳﺎﺩ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺑﻮﺩ. ﭘﻴﺶﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺑﻪ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﭘﺲﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ.
ﺑﺮﺍﺑﺮ 1 Mﺑﺎﺷﺪ .ﺗﺤﻠﻴﻞ ﺍﻳﻦ ﻣﺪﺍﺭ ﺳﺎﺩﻩ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻲﺩﻫﺪ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻠﻲ ﺗﺎ ﻓﻮﺍﺻﻞ ﺣﺪﻭﺩ ﻳﮏ ﻣﺘﺮ ﺑﺎ ﺳﺎﻳﺮ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺍﺗﺼﺎﻝ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭ ﻣﻲﮐﻨﻨﺪ.
ﮐﻪ ﺍﺯ ﺍﻧﺘﻬﺎﻱ ﺁﮐﺴﻮﻥ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﭘﻴﺶﺳﻴﻨﺎﭘﺴـﻲ ﺑـﻪ ﺍﺑﺘـﺪﺍﻱ ﺩﻧـﺪﺭﻳﺖ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﺍﺗﺼﺎﻻﺕ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺩﺭ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺑﺴـﻴﺎﺭ ﺑﺴـﻴﺎﺭ ﺯﻳـﺎﺩ
ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺣﺘـﻲ
1
ﭘﺲﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﻣﻲﺭﺳﺪ ﺩﭼﺎﺭ ﺍﻓﺘﻲ ﺑﻪ ﺍﻧﺪﺍﺯﺓ ﺍﺳﺖ .ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫﺎ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﻳﮏﻃﺮﻓﻪ ﻧﻴﺴﺘﻨﺪ )ﻓﻘﻂ ﺑﻪ ﺟﻠﻮ ﻧﻴﺴـﺘﻨﺪ(
10000
ﺑﻠﮑﻪ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﺑﺎﺯﺧﻮﺭﺩﻱ )ﻓﻴﺪﺑﮏ( ﻧﻴﺰ ﺍﺗﺼﺎﻝ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭ ﻣﻲﮐﻨﻨـﺪ .ﺑـﻪ
ﺍﮔﺮ ﻓﻀﺎﻱ ﺑﻴﻦ ﺩﻭ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺑﺴـﻴﺎﺭ ﻓﺸـﺮﺩﻩ ﻭ ﻧﺰﺩﻳـﮏ ﻫـﻢ ﺑﺎﺷـﺪ،
ﺍﻳﻦ ﻣﻌﻨﻲ ﮐﻪ ﻓﻘﻂ ﺍﺯ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺍﻭﻝ ﺑﻪ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺩﻭﻡ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﻧﻤﻲﺯﻧﻨﺪ
ﻃﻮﺭﻱ ﮐﻪ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ 10 M ﺑﺎﺷﺪ ﺑﺎﺯ ﻫﻢ ﺍﻓﺘـﻲ ﺑـﻪ ﺍﻧـﺪﺍﺯﺓ
1
ﺑﻠﮑﻪ ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﻨﺪ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫﺎﻳﻲ ﺍﺯ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺩﻭﻡ ﺑـﻪ ﺍﻭﻝ ﻫـﻢ ﻭﺟـﻮﺩ
ﺭﺍ ﺗﺠﺮﺑﻪ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﮐﺮﺩ ،ﺑﻪ ﺍﻳﻦ ﻣﻌﻨﻲ ﮐﻪ ﺑـﻪ ﺍﺯﺍﯼ 100 mV
10000 ﺩﺍﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ .ﻋﻼﻭﻩ ﺑﺮ ﺍﻳﻦ ﺑﺴﻴﺎﺭﻱ ﺍﺯ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫـﺎﻳﻲ ﺑـﻪ
ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺍﻭﻝ ﻓﻘﻂ 100 Vﺑﻪ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺩﻭﻡ ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻣﻲﺷـﻮﺩ.
ﺍﻃﺮﺍﻑ ﺧﻮﺩ ﻧﻴﺰ ﻣﻲﺯﻧﻨﺪ )ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﺟﺎﻧﺒﻲ ﻧﻴﺰ ﺑﺎ ﻧﻮﺭﻭﻥﻫـﺎﻱ ﺩﻳﮕـﺮ
ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﻣﻲﺷﻮﺩ ﮐﻪ ﺑﺪﻭﻥ ﺳﺎﺯ ﻭ ﮐﺎﺭ ﺧﺎﺹ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﭘﻴﺎﻡﻫـﺎ ﺑﺴـﻴﺎﺭ
ﺍﺭﺗﺒﺎﻁ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭ ﻣﻲﮐﻨﻨﺪ( .ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎ ﺑﺎ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭﻱ ﺍﺗﺼﺎﻻﺕ ﭘﻲ ﺩﺭﭘﻲ ﻭ
ﻣﺸﮑﻞ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺑﻮﺩ .ﻟﺬﺍ ﺑﺮﺍﻱ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫﺎﻱ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ ﺗﻮﻧـﻞﻫـﺎﻳﻲ
ﻣﺤﻠﻲ ﺑﻴﻦ ﻳﮑﺪﻳﮕﺮ ﺣﻠﻘﻪﻫﺎﻱ ﻧﻮﺭﻭﻧﻲ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﻣﻲﮐﻨﻨﺪ .ﺩﺭ ﻗﺴـﻤﺖ
ﺑﻴﻦ ﺩﻭ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﻣﻲﺷﻮﺩ ﻭ ﺍﺗﺼﺎﻝ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑﻲ ﻣﺴـﺘﻘﻴﻢ ﺑﺮﻗـﺮﺍﺭ
ﺑﻌﺪﻱ ﺍﺷـﺎﺭﻩ ﻣـﻲﺷـﻮﺩ ﮐـﻪ ﺍﻳـﻦ ﺣﻠﻘـﻪﻫـﺎﻱ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴـﻲ ﻧـﻮﺭﻭﻧﻲ
ﻣﻲﮔﺮﺩﺩ .ﺷﮑﻞﻫﺎﻱ ﺳﺎﺩﺓ ﺯﻳـﺮ ﻣﺤﺎﺳـﺒﺎﺕ ﻣﺮﺑﻮﻃـﻪ ﺭﺍ ﺭﻭﺷـﻦﺗـﺮ
ﻣﺤﺘﻤﻞﺗﺮﻳﻦ ﻣﺤﻞ ﺑﺮﺍﻱ ﻧﮕﻬـﺪﺍﺭﻱ ﺍﻃﻼﻋـﺎﺕ ﻳـﺎ ﺣﺎﻓﻈـﻪ ﺍﺳـﺖ.
ﻣﻲﮐﻨﺪ ] .[۱۰ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﮐﻠﻲ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫـﺎﻱ ﺍﻟﮑﺘﺮﻳﮑـﻲ ﺑـﺮﺍﻱ ﺍﻧﺘﻘـﺎﻝ
ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺕ ﻓﺮﺍﻭﺍﻧﻲ ﺑﺮﺍﻱ ﺩﺭﮎ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﻋﻤﻠﮑﺮﺩ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﻫﻢﺍﮐﻨﻮﻥ ﺩﺭ
١
ﺳــﺮﻳﻊ ﺍﻃﻼﻋــﺎﺕ ﻭ ﻫﻤﭽﻨــﻴﻦ ﺑــﺮﺍﻱ ﻫــﻢﺯﻣــﺎﻧﻲ ﻳﺎﺧﺘــﻪﻫــﺎ
ﺩﻧﻴﺎ ﺩﺭ ﺣﺎﻝ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺍﺳﺖ .ﻣﺎ ﺩﺭ ﺍﻳﻦﺟﺎ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﺧﻼﺻﻪ ﺑـﻪ ﺍﺻـﻮﻝ
ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺍﻳﻦ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫﺎ ﺑﺮﺍﻱ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻋﻼﻣﺖﻫﺎ ﺩﺭ ﺷﺒﮑﻴﺔ
ﺍﻭﻟﻴﺔ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﺍﺷﺎﺭﻩ ﻣﻲﮐﻨـﻴﻢ ﻭ ﺑـﺮﺍﻱ ﻣﻄﺎﻟﻌـﺔ ﺟﺰﺋﻴـﺎﺕ
ﭼﺸﻢ ﻧﻴﺰ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﻣﻬـﻢ ﻫﺴـﺘﻨﺪ ] ۵۱،3ﻭ .[۵۲ﺍﻣـﺎ ﻫﻤـﺎﻥ ﻃـﻮﺭ ﮐـﻪ
ﻋﻤﻠﮑﺮﺩ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﺑﻪ ﻣﺮﺍﺟﻊ ﺍﺭﺟﺎﻉ ﺩﺍﺩﻩ ﻣﻲﺷﻮﺩ ] ۳ﻭ .[۱۵
ﺍﺷﺎﺭﻩ ﺷﺪ ﺍﮐﺜﺮ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫﺎﻱ CNSﺷـﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﻫﺴـﺘﻨﺪ ﻭ ﺳـﺎﺯﻭﮐﺎﺭ
ﺳﻮﺍﻝ ﺍﻭﻝ ﺍﻳﻦ ﺍﺳﺖ ﮐـﻪ ﭼـﺮﺍ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎ ﺑـﺮﺍﻱ ﺍﺭﺗﺒـﺎﻁ ﺑـﺎ
ﺁﻧﻬﺎ ﺑﺎ ﺁﺯﺍﺩﺳـﺎﺯﻱ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺎﻥﻫﺎﻱ ﻋﺼﺒﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ )ﺷﮑﻞ .(۲۲
ﻧﻮﺭﻭﻥﻫﺎﻱ ﻫـﻢﺟـﻮﺍﺭ ﺍﺯ ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲ ﺍﺳـﺘﻔﺎﺩﻩ ﻣـﻲﮐﻨﻨـﺪ ﻭ ﭘﻴـﺎﻡ ﺑـﻪ
ﺍﻳﻦ ﺳﺎﺯ ﻭ ﮐﺎﺭ ﺭﺍ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﺧﻼﺻﻪ ﭼﻨﻴﻦ ﺑﻴـﺎﻥ ﮐـﺮﺩ:
ﺳﺎﺩﮔﻲ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺍﺯ ﻳﮏ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺑـﻪ ﻧـﻮﺭﻭﻥ ﺩﻳﮕـﺮ ﻣﻨﺘﻘـﻞ
ﺍﺑﺘﺪﺍ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﺍﺯ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﭘﻴﺶﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﻭﺍﺭﺩ ﺁﮐﺴﻮﻥ ﺁﻥ ﺷـﺪﻩ
ﻧﻤﻲﺷﻮﺩ؟ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺍﻳﻦ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﺭﺍ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﮐـﺮﺩﻩ ﻭ
ﻭ ﭘﺎﻳﺎﻧﺔ ﭘﻴﺶﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺭﺍ ﺍﺷﻐﺎﻝ ﻣﻲﮐﻨﺪ .ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﺩﺭ ﺁﮐﺴﻮﻥ
ﭘﺎﺳﺦ ﺁﻥ ﺭﺍ ﻳﺎﻓﺖ .ﻓﺮﺽ ﮐﻨﻴﺪ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﻏﺸـﺎﯼ ﭘﺎﻳﺎﻧـﻪﻫـﺎﻱ ﺑـﻴﻦ
ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﻋﻤﺪﻩ ﻭﺍﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫـﺎﻱ Naﻭ Kﺍﺳـﺖ .ﺑـﺎ ﻭﺭﻭﺩ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺍﻭﻝ ﻭ ﺩﻭﻡ ۱۰۰۰ M ﺑﺎﺷـﺪ ،ﻣﻘﺎﻭﻣـﺖ ﻭﺭﻭﺩﻱ ﻧـﻮﺭﻭﻥ
____________________________________________
۱۰۰ﻭ ﻣﻘﺎﻭﻣﺖ ﻓﻀﺎﻱ ﺑﻴﻦ ﺁﮐﺴـﻮﻥ ﻭ ﺩﻧـﺪﺭﻳﺖ ﺑﺮﺍﺑﺮ M ﺩﻭﻡ
1. Synchronization
ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴ رﺿﺎ ﺧﺎﻧﺒﺎﺑﺎﺋﯽ و ﻣﻬﺴﺎ ﺗﺎﺑﺶ ۳۶۶
ﺷﮑﻞ .٢٢ﺷﮑﻞ ﻧﻤﺎﺩﻳﻦ ﻳﮏ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ. ﺷﮑﻞ .٢١ﻣﺪﺍﺭ ﻣﻌﺎﺩﻝ ﺑﺮﺍﻱ ﺣﻀﻮﺭ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﺑﻴﻦ ﺩﻭ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺑـﺎ ﻭﺟـﻮﺩ
ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﭘﻴﺎﻡ ﺑﺴﻴﺎﺭ ﺁﺳﺎﻥ ﺗﺮ ﺧﻮﺍﻫﺪ ﺑﻮﺩ.
ﺁﻣﺎﺭﻱ ﻣﻮﺭﺩ ﺑﺮﺭﺳﻲ ﻗﺮﺍﺭ ﻣﻲﺩﻫﻴﻢ. ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ﺑﻪ ﺗﺮﻣﻴﻨﺎﻝ ﭘﻴﺶﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺗﻌﺪﺍﺩ ﺯﻳﺎﺩﻱ ﺍﺯ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ
ﺣﺴﺎﺱ ﺑـﻪ ﻭﻟﺘـﺎﮊ ﻓﻌـﺎﻝ ﻣـﻲﺷـﻮﻧﺪ .ﺍﻃﻼﻋـﺎﺕ ﺩﻗﻴﻘـﻲ ﺍﺯ ﺍﻧـﻮﺍﻉ
ﮐﺎﻧــﺎﻝﻫــﺎﻱ ﻣﻮﺟــﻮﺩ ﺩﺭ ﺍﻳ ـﻦ ﺗﺮﻣﻴﻨــﺎﻝﻫــﺎ ﺩﺭ ﺩﺳــﺖ ﻧﻴﺴــﺖ ]،۳
۱ -۵ﻓﺮﺿﻴﺔ ﮐﻮﺍﻧﺘﺎﻳﻲ )ﮔﺴﺴﺘﻪ( ﺁﺯﺍﺩﺳـﺎﺯﻱ ﭘﻴـﺎﻡ ﺭﺳـﺎﻥﻫـﺎﯼ
۱۵ﻭ .[۴۷ﮐﺎﻫﺶ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﺗﺮﻣﻴﻨﺎﻝ ﺑﻪ ﻭﺳﻴﻠﺔ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻋﻤﻞ ،ﺣﺪﺍﻗﻞ
ﻋﺼﺒﻲ
ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎﻱ ﮐﻠﺴﻴﻢ ﺑﺎ ﺩﺭﻭﺍﺯﺓ ﺣﺴـﺎﺱ ﺑـﻪ ﻭﻟﺘـﺎﮊ ﺭﺍ ﻓﻌـﺎﻝ ﮐـﺮﺩﻩ ﻭ
١
ﺩﺭ ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲ ﺑـﻴﻦ ﻧـﻮﺭﻭﻥﻫـﺎﻱ ﺣﺮﮐﺘـﻲ ﻭ ﻳﺎﺧﺘـﻪﻫـﺎﻱ ﻋﻀـﻼﻧﻲ
ﺍﺟﺎﺯﺓ ﻭﺭﻭﺩ ﻳﻮﻥﻫﺎﻱ Ca2ﺭﺍ ﻣﻲﺩﻫﺪ .ﻭﺭﻭﺩ ﺍﻳﻦ ﻳـﻮﻥﻫـﺎ ﺳـﺒﺐ
ﻣﻨﻄﻘﻪﺍﻱ ﻓﻌﺎﻝ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺁﻥ ﺁﮐﺴﻮﻥ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﺣﺮﮐﺘﻲ ﻏـﻼﻑ
ﺑﺮﻭﺯ ﺭﺧﺪﺍﺩﻫﺎﻱ ﺩﻳﮕﺮﻱ ﻣﻲﮔﺮﺩﺩ ﮐﻪ ﺩﺭ ﻧﻬﺎﻳﺖ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺗﺮﮐﻴـﺐ
ﭼﺮﺑﻲ ﺧـﻮﺩ ﺭﺍ ﺩﺭ ﻃـﻮﻟﻲ ﺣـﺪﻭﺩ 30 nmﻗﺒـﻞ ﺍﺯ ﻏﺸـﺎﯼ ﻳﺎﺧﺘـﺔ
ﭘﻼﺳﻤﺎﻱ ﻏﺸﺎﻱ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﮐﻴﺴﻪﻫﺎﻱ ﺣﺎﻭﻱ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳـﺎﻥﻫـﺎ ﻋﺼـﺒﻲ
ﻋﻀﻠﻪ ﺍﺯ ﺩﺳﺖ ﻣﻲﺩﻫﺪ .ﺍﻳﻦ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻫﻤﺎﻥ ﺷﮑﺎﻑ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴـﻲ ﺍﺳـﺖ
ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺍﻳﻦ ﺧﻮﺩ ﺳﺒﺐ ﺁﺯﺍﺩﺳﺎﺯﻱ ﻳﮏ ﻳﺎ ﺑﻴﺸـﺘﺮ ﻣـﻮﺍﺩ ﺷـﻴﻤﻴﺎﻳﻲ
ﮐﻪ ﺩﺭ ﺁﻥ ﻣﻮﻟﮑﻮﻝﻫﺎﻱ ﭘﻴﺎﻡﺳﺎﺯ ﺁﺯﺍﺩ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﺟﻬﺖ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶ ﺳﻄﺢ
ﺩﺭ ﺷﮑﺎﻑ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﻣـﻲﺷـﻮﺩ .ﺑـﻪ ﺍﻳـﻦ ﻋﻤـﻞ ﺑـﺮﻭﻥﺭﺍﻧـﻲ ﮔﻔﺘـﻪ
ﺗﻤﺎﺱ ﻏﺸﺎﯼ ﻳﺎﺧﺘﺔ ﻋﻀﻼﻧﻲ ﺑﺎ ﺷﮑﺎﻑ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ،ﻓﺮﻭ ﺭﻓﺘﮕﻲﻫﺎﻳﻲ
ﻣﻲﺷﻮﺩ.
ﺩﺭ ﻏﺸﺎﯼ ﻳﺎﺧﺘﺔ ﻋﻀﻼﻧﻲ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﻣﻲﺷﻮﺩ ﮐﻪ ﺑـﻪ ﺻـﻔﺤﺎﺕ ﺍﻧﺘﻬـﺎﻳﻲ
ﺣﺮﮐﺘﻲ ﻣﻌﺮﻭﻑ ﺍﺳﺖ .ﺩﺭ ﻓﻴﺒﺮﻫﺎﻱ ﻧﺰﺩﻳﮏ ﺍﻳـﻦ ﺻـﻔﺤﺎﺕ ﮐـﺎﻫﺶ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺎﻥﻫﺎ ﻋﺼﺒﻲ ﺩﺭ ﺷﮑﺎﻑ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﭘﺨﺶ ﺷﺪﻩ ﻭ ﺑﺎ ﻏﺸﺎﺀ
ﻗﻄﺒﺶﻫﺎﻱ ﺧﻮﺩ ﺑﻪﺧﻮﺩﻱ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﺷﮑﻞ ۲۳ﮐﻪ ﺑﻪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞﻫﺎﻱ ﭘﺲﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺗﻤﺎﺱ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭ ﻣﻲﮐﻨﺪ .ﺍﻳﻦ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺂﻥﻫﺎ ﺑـﻪ ﺩﺭﻳﺎﻓـﺖ
ﮐﻮﺗﺎﻩ ﺻﻔﺤﺔ ﺍﻧﺘﻬﺎﻳﻲ ٢ﻣﻌﺮﻭﻑ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ MEPPﻫﺎ ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﻪﻫـﺎﻱ ﮐﻨﻨﺪﻩﻫـﺎﻱ ﻣﺨﺼﻮﺻـﻲ ﺩﺭ ﻏﺸـﺎﯼ ﭘـﺲﺳﻴﻨﺎﭘﺴـﻲ ﻣـﻲﭼﺴـﺒﻨﺪ.
ﺯﻣﺎﻧﻲ ﺗﺼﺎﺩﻓﻲ ﺭﺥ ﺩﺍﺩﻩ ﻭ ﺩﺍﺭﺍﻱ ﺑﺴﺎﻣﺪﻱ ﺣﺪﻭﺩ 1 HZﺍﺳﺖ .ﻳﮏ ﭼﺴﺒﻴﺪﻥ ﺍﻳﻦ ﻣﻮﻟﮑﻮﻝﻫﺎ ﺳﺒﺐ ﺑﺎﺯﺷﺪﻥ ﺳـﺮﻳﻊ ﮐﺎﻧـﺎﻝﻫـﺎﻱ ﻳـﻮﻧﻲ
MEPPﺑﺎ ﺁﺯﺍﺩ ﺷﺪﻥ ﻳـﮏ ﮐﻴﺴـﺔ ﻫﻴﺴـﺘﻮﮔﺮﺍﻡ ﺩﺍﻣﻨـﻪﻫـﺎﻱ ﺣـﺎﻭﻱ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﺑﺎﺯ ﺷﺪﻥ ﺍﻳﻦ ﮐﺎﻧﺎﻝﻫﺎ ﺳﺒﺐ ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﺩﺭ ﭘﺘﺎﻧﺴـﻴﻞ ﻏﺸـﺎﯼ
ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺎﻥﻫﺎﻱ ﻋﺼﺒﻲ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﻣﻲﺷﻮﺩ ].[۳ ﻧﻮﺭﻭﻥ ﭘﺲﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺍﻳﻦ ﻣﺮﺍﺣﻞ ﺩﺭ ﮐﻤﺘﺮ ﺍﺯ 1 msﺍﺗﻔﺎﻕ
MEPPﻫﺎ ﻳﮏ ﺗﻮﺯﻳﻊ ﺑﺎ ﻳﮏ ﺑﻴﺸﻴﻨﻪ ﺭﺍ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻲﺩﻫﺪ )ﺷـﮑﻞ ﻣﻲﺍﻓﺘﻨﺪ.
.(۲۴ﻭﺍﺭﻳﺎﻧﺲ ﺍﻳﻦ ﻫﻴﺴﺘﻮﮔﺮﺍﻡ ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﺪ ﺍﺯ ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﺨﺘﻠﻔـﻲ ﻫﻤﺎﻧﻨـﺪ ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﺍﺗﻤﺎﻡ ﻣﺮﺣﻠﺔ ﺑـﺮﻭﻥﺭﺍﻧـﻲ ،ﻏﺸـﺎﯼ ﮐﻴﺴـﻪﻫـﺎ ﺍﺯ ﻏﺸـﺎﯼ
ﺗﻌﺪﺍﺩ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺂﻧﻬﺎﻱ ﻋﺼـﺒﻲ ﺩﺭ ﻫـﺮ ﮐﻴﺴـﻪ ،ﺗﻌـﺪﺍﺩ ﻣﻮﻟﮑـﻮﻝﻫـﺎﻱ ﭘﻼﺳﻤﺎﯼ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﺟﺪﺍ ﺷﺪﻩ ﻭ ﻃﻲ ﻓﺮﺁﻳﻨﺪ ﺩﺭﻭﻥﺭﺍﻧﻲ ،ﮐﻴﺴﻪﻫـﺎﻱ
ﭼﺴــﺒﻴﺪﻩ ﺑــﻪ ﺩﺭﻳﺎﻓــﺖﮐﻨﻨــﺪﻩﻫــﺎ ،ﺗﻌــﺪﺍﺩ ﺩﺭﻳﺎﻓــﺖﮐﻨﻨــﺪﻩﻫــﺎﻱ ﺣﺎﻭﻱ ﭘﻴﺎﻡ ﺭﺳﺎﻥ ﻫﺎ ﻋﺼـﺒﻲ ﺭﺍ ﺑـﺮﺍﻱ ﻓﻌﺎﻟﻴـﺖﻫـﺎﻱ ﺑﻌـﺪﻱ ﺁﻣـﺎﺩﻩ
ﭘﺲﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ،ﻭ ﺍﺣﺘﻤﺎﻝ ﺑﺎﺯﺷﺪﻥ ﮐﺎﻧﺎﻝ ﻏﺸﺎﯼ ﭘﺲﺳﻴﻨﺎﭘﺴـﻲ ﺑﻌـﺪ ﻣﻲﮐﻨﻨﺪ.
ﺍﺯ ﭼﺴﺒﻴﺪﻥ ﻣﻮﻟﮑﻮﻝ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳﺎﻥ ﺑﺎﺷﺪ.
ﻣﻄﺎﻟﻌﺎﺕ ﺍﺗﺼﺎﻝ ﻋﺼﺒﻲ -ﻋﻀﻼﻧﻲ ﻣﻬﺮﻩﺩﺍﺭﺍﻥ ﻣﻨﺠﺮ ﺑـﻪ ﻧﻈﺮﻳـﺔ
____________________________________________ ﮐﻮﺍﻧﺘﺎﻳﻲ )ﮔﺴﺴﺘﻪ( ﺁﺯﺍﺩﺳﺎﺯﻱ ﭘﻴﺎﻡﺭﺳـﺎﻥﻫـﺎ ﻋﺼـﺒﻲ ﺷـﺪ .ﺟﻬـﺖ
1. Neuromuscular junction ﺭﻭﺷﻦﺗﺮ ﺷﺪﻥ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺍﻳﻦ ﻧﻈﺮﻳﺔ ﺩﺭ ﻗﺴﻤﺖ ﺑﻌﺪﻱ ﺁﻥ ﺭﺍ ﺍﺯ ﺩﻳﺪﮔﺎﻩ
)2. Miniature End-Plate Potential (MEPP
۳۶۷ ﻓﯿﺰﯾﮏ ﮐﺎرﺑﺮدي :1 -ﻣﻘﺪﻣﻪاي ﺑﺮ ﻓﯿﺰﯾﮏ اﻋﺼﺎب ﺟﻠﺪ ،۱۵ﺷﻤﺎﺭﺓ ۴
ﺷﮑﻞ .٢٤ﻫﻴﺴﺘﻮﮔﺮﺍﻡ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻫﺎﻱ ﮐﻮﺗﺎﻩ ﺻـﻔﺤﺔ ﺍﻧﺘﻬـﺎﻳﻲ ﺩﺭ ﻣﺤـﻞ ﺷﮑﻞ .۲۳ﮐﺎﻫﺶ ﻗﻄـﺒﺶ ﻫـﺎﻱ ﺧـﻮﺩﺑـﻪ ﺧـﻮﺩﻱ ﺻـﻔﺤﺎﺕ ﺍﻧﺘﻬـﺎﻳﻲ
ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﻋﺼﺐ ﺑﻪ ﻋﻀﻠﻪ. ﺣﺮﮐﺘﻲ.
LTP ﮐﻪ ﺳﺒﺐ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺩﺭ ﺁﻥ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﻧﺤﻮﺓ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺍﻳـﻦ ﻋﻮﺍﻣـﻞ ﺑـﺮ .۲.۵ﺗﻐﻴﻴﺮﺍﺕ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﻭ ﻓﺮﺿﻴﺔ ﻳﺎﺩﮔﻴﺮﻱ ﻭ ﺣﺎﻓﻈﻪ
ﻫﻨﻮﺯ ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ ﻧﻴﺴﺖ ،ﻭﻟﻲ ﺍﺣﺘﻤﺎﻝ ﺩﺧﺎﻟـﺖ ﭘﻴـﺎﻡﺭﺳـﺎﻥﻫـﺎﯼ ﻗﺪﺭﺕ ﺍﺗﺼﺎﻝ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﻣﻲﺗﻮﺍﻧﺪ ﺑﻪ ﺩﻻﻳـﻞ ﻣﺨﺘﻠـﻒ ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﮐﻨـﺪ.
ﺛﺎﻧﻮﻳ ـﻪ ﻭﺟ ـﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ] .[۵۹-۵۵ﺑﻬﺘــﺮﻳﻦ ﮔﺰﻳﻨــﻪ ﺑــﺮﺍﻱ ﻧﮕﻬــﺪﺍﺭﻱ ﻳﮑﻲ ﺍﺯ ﺩﻻﻳﻞ ﺍﻳﻦ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﻳﺎ ﺍﺳـﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲ
٢
ﺍﻃﻼﻋﺎﺕ LTPﺍﺳﺖ .ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑـﻪ ﺗﻌـﺪﺍﺩ ﺑﺴـﻴﺎﺭ ﺯﻳـﺎﺩ ﺍﺗﺼـﺎﻻﺕ ﺍﺳﺖ .ﺍﻳﻦ ﺗﻐﻴﻴﺮﺍﺕ ﺑﻪ ﺩﻭ ﺩﺳﺘﺔ ﺍﺻﻠﻲ ﮐﻮﺗﺎﻩﻣﺪﺕ ١ﻭ ﺑﻠﻨـﺪﻣـﺪﺕ
ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ،ﻣﻲ ﺗﻮﺍﻥ ﺣﺠﻢ ﺑﺴـﻴﺎﺭ ﺑـﺎﻻﻱ ﻗﺎﺑـﻞ ﺩﺳـﺖﻳـﺎﺑﻲ ﺑـﺮﺍﻱ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ .ﺗﻐﻴﻴﺮﺍﺕ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﮐﻮﺗﺎﻩﻣﺪﺕ )ﺍﺯ ﭼﻨﺪ ﺩﻗﻴﻘﻪ ﺗـﺎ
ﺣﺎﻓﻈﺔ ﻣﻐﺰ ﺭﺍ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﺩﺭﮎ ﮐﺮﺩ. ﻧﻴﻢ ﺳﺎﻋﺖ( ﺧﻮﺩ ﺑـﻪ ﺳـﻪ ﺩﺳـﺘﻪ ﺗﻘﻮﻳـﺖﮐﻨﻨـﺪﻩ ،ﺍﻓـﺰﺍﻳﺶﺩﻫﻨـﺪﻩ
٦
ﺩﺭ ﺳﺎﻝ ۱۹۴۹ﺩﺍﻧﺎﻟﺪ ﻫﺐ ﻗﺎﻋﺪﻩﺍﻱ ﺭﺍ ﺑﺮﺍﻱ ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴـﻲ ) (PTP٣ﻫﻨﮕﺎﻡ ﺗﮑﺮﺍﺭ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﻭ ﺗﻀﻌﻴﻒﮐﻨﻨﺪﻩ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣـﻲﺷـﻮﺩ.
ﭘﻴﺸﻨﻬﺎﺩ ﮐﺮﺩ ﮐﻪ ﺛﺎﺑﺖ ﺷﺪ ﺑﺮﺍﻱ ﺩﺭﮎ ﻳـﺎﺩﮔﻴﺮﻱ ﻣﻐـﺰ ﺑﺴـﻴﺎﺭ ﻣﻬـﻢ ﺯﻣﺎﻧﻲﮐﻪ ﺩﻭ ﻋﻼﻣﺖ ﺗﺤﺮﻳﮑﻲ ﺭﺍ ﺑﺎ ﻓﺎﺻﻠﺔ ﺯﻣﺎﻧﻲ ﺧﺎﺻﻲ ﺑـﻪ ﻳـﮏ
ﺍﺳﺖ .ﺍﻭ ﭘﻴﺸـﻨﻬﺎﺩ ﮐـﺮﺩ ﮐـﻪ ﻓﻌﺎﻟﻴـﺖ ﻫـﻢﺯﻣـﺎﻥ ﺩﺭ ﻗﺴـﻤﺖﻫـﺎﻱ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ﻭﺍﺭﺩ ﮐﻨﻴﻢ ﻭ ﺍﺭﺗﻔﺎﻉ ﭘﺎﺳﺦ ﺩﻭﻡ ﺭﺍ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﭘﺎﺳﺦ ﺍﻭﻝ ﺑـﺎ
ﭘﻴﺶﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﻭ ﭘﺲﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺳـﺒﺐ ﺍﻓـﺰﺍﻳﺶ ﺑـﺎﺯﺩﻫﻲ ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲ ﻫـﻢ ﻣﻘﺎﻳﺴـﻪ ﮐﻨـﻴﻢ ،ﺍﮔـﺮ ﺍﻓﺰﺍﻳﺸـﻲ ﺩﺭ ﺍﺭﺗﻔـﺎﻉ ﻧﺴـﺒﻲ ﭘــﺎﻟﺲ ﺩﻭﻡ
ﻣﻲﺷـﻮﺩ .ﺑﻌـﺪ ﺍﺯ ﺍﻳـﻦ ﭘﻴﺸـﻨﻬﺎﺩ ﭘـﮋﻭﻫﺶﻫـﺎﻱ ﺯﻳـﺎﺩﻱ ﺑـﺮ ﺭﻭﻱ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﺷﻮﺩ ﺑﻪ ﺁﻥ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺗﻘﻮﻳﺖ ﮐﻨﻨﺪﺓ ﻭ ﺍﮔﺮ ﮐﺎﻫﺶ ﻧﺴﺒﻲ ﺩﺍﺷﺘﻪ
٧
ﻓﻌﺎﻟﻴﺖﻫﺎﻱ ﻫﻢ ﺯﻣﺎﻥ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻭ ﻫﻢ ﭼﻨـﺎﻥ ﺍﺩﺍﻣـﻪ ﺩﺍﺭﺩ ]-۶۰ ﺑﺎﺷﺪ ،ﺑﻪ ﺁﻥ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺗﻀﻌﻴﻒﮐﻨﻨﺪﻩ ﻣﻲﮔﻮﻳﻨﺪ .ﺩﺭ ﺻـﻮﺭﺗﻲ
.[۶۲ﺟﻬﺖ ﻣﺪﻝﺳﺎﺯﻱ ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺗﻲ ﺣﺎﻓﻈﻪ ﻧﻴﺰ ﻣﺎﺗﺮﻳﺲ ﻫﻢﺑﺴـﺘﮕﻲ ﮐﻪ ﺑﺎ ﺗﮑﺮﺍﺭ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲ ،ﺍﻓﺰﺍﻳﺸـﻲ ﺩﺭ ﺗﻘﻮﻳـﺖ ﻳـﺎ ﺗﻀـﻌﻴﻒ
ﺑﻪ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﻣﺤﻞ ﻧﮕﻬﺪﺍﺭﻱ ﺣﺎﻓﻈﻪ ﻣﻌﺮﻓﻲ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ] .[۶۳ﺑﻪ ﻧﻈـﺮ ﺷﺪﻥ ﺁﻥ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﺷﻮﺩ ﺑﻪ ﺁﻥ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺍﻓﺰﺍﻳﺶﺩﻫﻨﺪﺓ ﺗﮑﺮﺍﺭﻱ ﻣﻲﮔﻮﻳﻨﺪ.
ﻣﻲﺭﺳﺪ ﮐﺸﻒ ﺍﺳﺎﺱ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ -ﺷـﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺳـﺎﺯ ﻭ ﮐـﺎﺭ ﺗﻐﻴﻴـﺮﺍﺕ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺩﺭﺍﺯ -ﻣﺪﺕ )ﭼﻨﺪﻳﻦ ﺳﺎﻋﺖ ﺗﺎ ﻣﺎﻩﻫـﺎ( ﺑـﻪ ﺩﻭ
ﺩﺭﺍﺯ ﻣﺪﺕ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺭﺍﺯ ﻳﺎﺩﮔﻴﺮﻱ ﻭ ﺣﺎﻓﻈﻪ ﺭﺍ ﺧﻮﺍﻫـﺪ ﮔﺸـﻮﺩ .ﺍﺯ ﺩﺳﺘﺔ ﺍﺻﻠﻲ ﺗﻘﻮﻳﺖﮐﻨﻨـﺪﻩ ﺩﺭﺍﺯ ﻣـﺪﺕ ) (LTP٤ﻭ ﺗﻀـﻌﻴﻒﮐﻨﻨـﺪﻩ
ﺍﻳﻦ ﻧﮕﺎﻩ ،ﺣﺎﻓﻈﻪ ﻋﺒﺎﺭﺕ ﺍﺯ ﺗﻐﻴﻴـﺮ ﺩﺭﺍﺯ ﻣـﺪﺕ ﺳـﻴﻨﺎﭘﺲ ﺍﺳـﺖ ﻭ ﺩﺭﺍﺯ ﻣﺪﺕ ) (LTD٥ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲﺷﻮﺩ LTP .ﻳﮏ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺩﺭﺍﺯ ﻣـﺪﺕ
ﮐﻨﺘﺮﻝ ﺗﻐﻴﻴﺮﺍﺕ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻳﺎﺩﮔﻴﺮﻱ ﻣﻲﺷﻮﺩ .ﺍﮔـﺮ ﺑﺘـﻮﺍﻧﻴﻢ ﺩﺭ ﺩﺍﻣﻨﺔ ﭘﺎﺳﺦ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﺍﻋﻤﺎﻝ ﻳﮏ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴـﻲ ﺑـﺎ
ﺑﻪ ﺩﺭﮎ ﻓﻴﺰﻳﮑﻲ ﮐﺎﻣﻞ ﺣﺎﻓﻈﻪ ﺩﺳﺖ ﻳﺎﺑﻴﻢ ﭼﻪ ﺑﺴﺎ ﺑﺘﻮﺍﻧﻴﻢ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﺑﺴﺎﻣﺪ ﺯﻳﺎﺩ ﺍﺳﺖ LTP .ﺩﺭ ﺍﻏﻠﺐ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫﺎﻱ ﻭﺍﺩﺍﺭﻧـﺪﺓ ﺩﺳـﺘﮕﺎﻩ
ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ ﺍﻃﻼﻋﺎﺗﻲ ﺩﺭ ﻣﻐﺰ ﺑﮕﻨﺠﺎﻧﻴﻢ ﻭ ﻳﺎ ﺍﻳﻦ ﮐـﻪ ﺍﻃﻼﻋـﺎﺗﻲ ﮐـﻪ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﻣﺮﮐﺰﻱ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﻭ ﺩﺭ ﺩﻭ ﻓﺎﺯ ﺍﻟﻘﺎ ﻭ ﻧﮕﻬـﺪﺍﺭﻱ
ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺑﻴﻤﺎﺭﻱ ﻫﺎﻱ ﺭﻭﺍﻧﻲ ﻣﻲﺷﻮﺩ ﺭﺍ ﺍﺯ ﺣﺎﻓﻈﻪ ﻣﻐﺰ ﭘﺎﮎ ﮐﻨـﻴﻢ. ﺍﺗﻔﺎﻕ ﻣﻲﺍﻓﺘﺪ ،ﻓﺎﺯ ﺍﻟﻘﺎ ﺍﻧﺪﮐﻲ ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺑﺴـﺎﻣﺪ ﺑـﺎﻻ ﺷـﺮﻭﻉ
ﺭﺳﻴﺪﻥ ﺑﻪ ﺍﻳﻦ ﺍﻫﺪﺍﻑ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﭘﻴﺸﺮﻓﺖﻫﺎﻱ ﻋﻠﻮﻡ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﺑـﻪ ﻣﻲﺷﻮﺩ ﺩﺭ ﺣﺎﻟﻲ ﮐﻪ ﻓﺎﺯ ﻧﮕﻬﺪﺍﺭﻱ ﻣﺪﺕ ﺯﻣﺎﻧﻲ ﺑﻌﺪ ﺍﺯ ﺍﻟﻘﺎ ﺍﺳـﺖ
ﻫﻴﭻ ﻋﻨﻮﺍﻥ ﺭﻭﻳﺎ ﻣﺤﺴﻮﺏ ﻧﻤﻲﺷﻮﺩ. LTP ﮐﻪ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺳﻴﻨﺎﭘﺴﻲ ﺁﻥ ﻧﻤﺎﻳﺎﻥ ﻣﻲﺷـﻮﺩ .ﺳـﺎﺯ ﻭ ﮐـﺎﺭ ﺷـﺮﻭﻉ
ﻫﻨﻮﺯ ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ ﻧﻴﺴﺖ .ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻣﺪﺕ ﺯﻣـﺎﻥ ﺣﻀـﻮﺭ ﺁﻥ ﻫـﻢ
.۶ﺑﺤﺚ ﻭ ﻧﺘﻴﺠﻪﮔﻴﺮﻱ ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩ ﻧﻴﺴﺖ ،ﻭﻟﻲ ﺷﻮﺍﻫﺪ ﺑﺮ ﻋﺪﻡ ﺩﺍﺋﻤﻲ ﺑـﻮﺩﻥ ﺁﻥ ﺩﻻﻟـﺖ
ﮐﺎﺭﺑﺮﺩ ﻓﻴﺰﻳﮏ ﺩﺭ ﺗﺤﻠﻴـﻞ ﻣﺴـﺎﺋﻞ ﻣﺨﺘﻠـﻒ ﺑـﺮ ﮐﺴـﻲ ﭘﻮﺷـﻴﺪﻩ ﺩﺍﺭﺩ LTP .ﺩﺭ ﻃﻮﻝ ﺭﻭﺯﻫﺎ ﻳﺎ ﻫﻔﺘﻪﻫﺎ ﻭ ﺩﺭ ﺑﻌﻀﻲ ﺷﺮﺍﻳﻂ ﻣـﺎﻩﻫـﺎ
ﻧﻴﺴﺖ .ﻣﻐﺰ ﭘﻴﭽﻴﺪﻩﺗـﺮﻳﻦ ﺩﺳـﺘﮕﺎﻩ ﻧﺎﺷـﻨﺎﺧﺘﻪ ﻓﻴﺰﻳﮑـﻲ ﺩﺭ ﺣـﺎﻝ ﻭﺍﭘﺎﺷﻲ ﻣـﻲﮐﻨـﺪ .ﺍﺣﺘﻤـﺎﻝ ﻣﺨﺘﻠـﻒ ﺑـﻮﺩﻥ ﺳـﺎﺯ ﻭ ﮐـﺎﺭ LTPﺩﺭ
ﺣﺎﺿـﺮ ﺑـﻮﺩﻩ ﻭ ﻋﻠـﻮﻡ ﺍﻋﺼـﺎﺏ ﺗﺒــﺪﻳﻞ ﺑـﻪ ﻭﺳـﻴﻊﺗـﺮﻳﻦ ﺭﺷــﺘﺔ ﺳﻴﻨﺎﭘﺲﻫﺎﻱ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻧﻴﺰ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ .ﻋﻮﺍﻣﻠﻲ ﻫﻢ ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪﻩﺍﻧﺪ
ﺑﻴﻦﺭﺷﺘﻪﺍﻱ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ] ۶۴ﻭ .[۶۵ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﻣـﺮﻭﺭﻱ ﺳـﻌﻲ
____________________________________________
ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﺧﻼﺻﻪ ﺑﻪ ﻓﻴﺰﻳﮏ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﮐـﻪ ﻫﻤـﺎﻥ ﻧﺤـﻮﺓ 1. Short-term
ﺑﻪﮐﺎﺭﮔﻴﺮﻱ ﻗﻮﺍﻧﻴﻦ ﻓﻴﺰﻳﮏ ﺩﺭ ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻋﻤﻠﮑـﺮﺩ ﻣﻐـﺰ ﻭ ﺍﻋﺼـﺎﺏ 2. Long-term
____________________________________________
3. Post-tetanic potentiation
6. Donald O Hebb 4. Long-term potentiation
7. Synchrony 5. Long-term depression
۴ ﺷﻤﺎﺭﺓ،۱۵ ﺟﻠﺪ رﺿﺎ ﺧﺎﻧﺒﺎﺑﺎﺋﯽ و ﻣﻬﺴﺎ ﺗﺎﺑﺶ ۳۷۰
ﻗﺪﺭﺩﺍﻧﯽ ﮐﺸﻒ ﺍﺳـﺮﺍﺭ ﻣﻐـﺰ ﻭ ﺍﻋﺼـﺎﺏ ﻧﻴـﺎﺯ ﺑـﻪ ﻭﺭﻭﺩ.ﺍﺳﺖ ﺍﺷﺎﺭﻩ ﺷﻮﺩ
ﺩﺭ ﺍﻳﻨﺠﺎ ﺑﺎﻳﺪ ﺍﺯ ﻫﻤﺔ ﺍﺳـﺎﺗﻴﺪﻱ ﮐـﻪ ﺩﺭ ﻫـﺪﺍﻳﺖ ﺑﻨـﺪﻩ ﺑـﻪ ﺳـﻤﺖ ﻫـﻢﺍﮐﻨـﻮﻥ ﻓﻴﺰﻳـﮏ.ﺍﻓﺮﺍﺩ ﺯﻳﺎﺩﻱ ﺑﺎ ﺗﺨﺼﺺﻫﺎﻱ ﮔﻮﻧﺎﮔﻮﻥ ﺩﺍﺭﺩ
ﺍﺯ.ﻳﺎﺩﮔﻴﺮﻱ ﺍﻳﻦ ﺷﺎﺧﻪ ﺟﺪﻳﺪ ﻓﻴﺰﻳﮏ ﻧﻘـﺶ ﺩﺍﺷـﺘﻨﺪ ﺗﺸـﮑﺮ ﮐـﻨﻢ ، ﻣﻬﻨﺪﺳـﻲ ﺍﻋﺼـﺎﺏ، ﺭﻳﺎﺿﻲ ﺍﻋﺼـﺎﺏ، ﺷﻴﻤﻲ ﺍﻋﺼﺎﺏ،ﺍﻋﺼﺎﺏ
ﺩﮐﺘﺮ ﻋﻠﻲ ﭘﺬﻳﺮﻧﺪﻩ ﻭ ﺩﮐﺘـﺮ،ﺟﻤﻠﻪ ﺍﻳﻦ ﺍﺳﺎﺗﻴﺪ ﺩﮐﺘﺮ ﻣﺠﻴﺪ ﻣﺪﺭﺱ ﺍﻗﺘﺼـﺎﺩ ﺑـﺮ، ﺁﻣﻮﺯﺵ ﺑـﺮ ﺍﺳـﺎﺱ ﻋﻠـﻮﻡ ﺍﻋﺼـﺎﺏ،ﺁﻣﺎﺭ ﺍﻋﺼﺎﺏ
ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺍﺯ ﺩﻭﺳﺘﺎﻥ ﻭ ﻫﻤﮑﺎﺭﺍﻧﻲ ﮐﻪ ﻣﻮﺟـﺐ.ﻓﻴﺮﻭﺯ ﺁﺭﺵ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﺑﺎﺯﺍﺭﻳﺎﺑﻲ ﺑﺮ ﺍﺳﺎﺱ ﻋﻠﻮﻡ ﺍﻋﺼﺎﺏ ﻭ ﻏﻴـﺮﻩ،ﺍﺳﺎﺱ ﻋﻠﻮﻡ ﺍﻋﺼﺎﺏ
ﺁﺷﻨﺎﻳﻲ ﺑﻨﺪﻩ ﺑﺎ ﭘﮋﻭﻫﺸﮕﺮﺍﻥ ﺟـﻮﺍﻥ ﻓﻴﺰﻳـﮏ ﻭ ﺭﻳﺎﺿـﻲ ﺩﺭ ﻣﺮﺍﮐـﺰ ۶۶ ،۴۷] ﮔﺮﺍﻳﺶ ﺗﺤﻘﻴﻘـﺎﺗﻲ ﺍﻓـﺮﺍﺩ ﺯﻳـﺎﺩﻱ ﺭﺍ ﺗﺸـﮑﻴﻞ ﻣـﻲﺩﻫـﺪ
ﺍﺯ ﺟﻤﻠﺔ ﺍﻳﻦ ﺩﻭﺳـﺘﺎﻥ.ﻣﺨﺘﻠﻒ ﭘﮋﻭﻫﺸﻲ ﺷﺪﻧﺪ ﻗﺪﺭﺩﺍﻧﻲ ﻣﻲﻧﻤﺎﻳﻢ ﺑـﺎ، ﺑﻪ ﻧﻈﺮ ﻣﻲﺭﺳﺪ ﺑﺎﻳﺪ ﺩﺍﻧﺸـﺠﻮﻳﺎﻥ ﮐﻮﺷـﺎﻱ ﻓﻴﺰﻳـﮏ ﺭﺍ.[۶۷ﻭ
، ﺩﮐﺘﺮ ﺣﺴـﻴﻦ ﻓﻀـﻠﻲ، ﺩﮐﺘﺮ ﺭﺿﺎ ﺍﺑﺮﺍﻫﻴﻢﭘﻮﺭ،ﺩﮐﺘﺮ ﺣﺴﻴﻦ ﺍﺳﺘﮑﻲ ﺍﺭﺍﺋﻪ ﻧﻤـﻮﺩﻥ ﺩﺭﺱ ﻓﻴﺰﻳـﮏ ﺍﻋﺼـﺎﺏ ﺩﺭ ﺩﻭﺭﺓ ﮐﺎﺭﺷﻨﺎﺳـﻲ ﻭ ﻳـﺎ
ﺩﮐﺘﺮ ﺣﺴﻴﻦ ﻣﻬـﺮﻱ، ﺩﮐﺘﺮ ﭘﻴﻤﺎﻥ ﺻﺎﺣﺐﺳﺮﺍ،ﺩﮐﺘﺮ ﺭﺿﺎ ﺍﺟﺘﻬﺎﺩﻱ ﺑﺎ ﺍﻳﻦ ﭘﮋﻭﻫﺶﻫﺎ ﺁﺷﻨﺎ ﮐﺮﺩ ﺗﺎ ﺑﺘـﻮﺍﻧﻴﻢ ﺩﺭ ﺍﻳـﻦ،ﮐﺎﺭﺷﻨﺎﺳﻲ ﺍﺭﺷﺪ
ﺩﻫﻨﻮﻱ ﻭ ﺳﺎﻳﺮ ﺍﻋﻀﺎﻱ ﮔﺮﻭﻩ ﻓﻴﺰﻳﮏ ﺩﺍﻧﺸﮕﺎﻩ ﺻﻨﻌﺘﻲ ﻧﻮﺷـﻴﺮﻭﺍﻧﻲ ﺯﻣﻴﻨﻪ ﻫﻤﺮﺍﻩ ﺑﺎ ﺳﺎﻳﺮ ﭘﮋﻭﻫﺶﮔـﺮﺍﻥ ﺟﻬـﺎﻥ ﺑـﻪ ﮐﺸـﻔﻴﺎﺗﻲ ﺩﺳـﺖ
ﻣﺮﺍﺟﻊ
Springer (2008). 1. H Stapp, “Physics in Neuroscience”, John
18. B Sakmann and E Neher, “Single Channel Benjamins Poblishing Co. (2003).
Recording”, Plenum Press (1983). 2. W James, “The Principles of Psychology”, Wiley
19. E Neher and B Sakmann, Nature 260 (1976) 779. (1890).
20. R E Fisher, R Gray and D Johnston, J. Neuro 3. N Bohr, “On Atomic Physics and Human
physiol. 64 (1990)91. Knowledge”, Chapman & Hall (1958).
21. B Katz, “Muscle and Synapse”, McGraw-Hill 4. J M Schwartz, H P Stapp, M Beauregard, Phil.
(1966). Trans. R. Soc. B 360 (2005) 1309.
22. E T Rolls, “Models of Brain Function”, Cambridge 5. S Hagen, S Hameroff, and J Tuszynski, Phys. Rev.
University Press (1989). E 65 (2002) 061901.
23. E T Rolls, “The Computing Neuron”, Addison- 6. H. P Stapp, “Symposium on the Foundations of
Wesley (1989). Modern Physics”, World Scientific (1990) 403.
24. H Luksch, R Khanbabaie,R Wessel, Nature 7. H P Stapp, “Mind, Matter, and Quantum
Neuroscience 7, 4 (2004) 380. Mechanics”, Springer-Verlag (2003).
25. P S Churchland and T J Sejnowski, “The 8. J von Neumann, “Mathematical Foundations of
Computational Brain”, МГГ Press (1992). Quantum Theory”, Princeton University Press
26. O Bergmann et al., Neuron 74 (2012) 634. (1955).
27. P Rakic, Nature Rev. Neurosci. 3 (2002) 65. 9. M Bresadola, Brain Research Bulletin 46, 5 (1998)
28. D J Aidley, “The Physiology of Excitable Cells”, 367.
3rdEdition, Cambridge University Press (1989). 10. D Johnston, S Miao-Sin Wu, “Foundations of
29. D L Jewett and M D Rayner, “Basic Concepts of Cellular Neurophysiology”, MIT Press (1997).
Neuronal Function”, Little, Brown and Company 11. D JAidley, “The Physiology of Excitable Cells”, 3rd
(1984). Edition, Cambridge University Press (1989).
30. J G Nicholls, A R Martin and B G Wallace, “From 12. D Noble, Physiol. Rev. 46 (1966) 1.
Neuron to Brain”, 3rdEdition, Sinauer (1992). 13. A L Hodgkin and A F Huxley, J. Physiol. 116
31. H C Tuckwell, “Introduction to Theoretical (1952) 449.
Neurobiology”, Cambridge University Press (1988). 14. A L Hodgkin, and A F Huxley, J. Physiol. 116
32. T H Brown,A M Zador, Z F Mainen, and B J (1952) 473.
Claiborne, “Hebbian Computationsin Hippocampal 15. A LHodgkin. and A FHuxley, J. Physiol. 116
Dendrites and Spines”, Academic Press (1992). (1952) 497.
33. C Koch,A Zador and T H Brown, Science 256 16. A L Hodgkin and A F Huxley, J. Physiol. 117
(1992) 973. (1952) 500.
34. J A Connor and C F Stevens, J. Physiol. 213 (1971) 1. 17. P B Graben, “Foundations of Neurophysics”,
۳۷۱ ﻣﻘﺪﻣﻪاي ﺑﺮ ﻓﯿﺰﯾﮏ اﻋﺼﺎب:1 -ﻓﯿﺰﯾﮏ ﮐﺎرﺑﺮدي ۴ ﺷﻤﺎﺭﺓ،۱۵ ﺟﻠﺪ