Strona główna Neuronauka Synapsa — neuroprzekaźniki i EPSP/IPSP

🧠 Synapsa — neuroprzekaźniki i EPSP/IPSP

Wizualizacja transmisji synaptycznej: nadchodzi potencjał czynnościowy, pęcherzyki uwalniają neuroprzekaźnik, który dyfunduje przez szczelinę, wiąże receptory i wywołuje EPSP lub IPSP. Reguluj prawdopodobieństwo uwolnienia, wychwyt zwrotny i gęstość receptorów.

Neuronauka2DŁatwy60 FPS
synapse ↗ Otwórz osobno
Interfejs samej symulacji jest w języku angielskim.

O tej symulacji

Ten symulator modeluje synapsę chemiczną: potencjał czynnościowy wyzwala zależną od Ca²⁺ fuzję pęcherzyków w zakończeniu presynaptycznym, uwalniając neuroprzekaźnik, który dyfunduje przez szczelinę synaptyczną o szerokości ~20 nm, wiąże się z receptorami postsynaptycznymi i wywołuje EPSP lub IPSP. Uwalnianie ma charakter stochastyczny, a nie zasady wszystko-albo-nic — wyższe prawdopodobieństwo uwolnienia sprawia, że przy danym impulsie bardziej prawdopodobny jest duży, wielopęcherzykowy wyrzut, podczas gdy transportery wychwytu zwrotnego nieustannie usuwają wolny neuroprzekaźnik ze szczeliny.

🔬 Co pokazuje

Pęcherzyki wybuchają z zakończenia presynaptycznego, dryfują dzięki ruchom Browna oraz dyfuzyjnemu popchnięciu przez szczelinę, i albo wiążą się z receptorem (zabarwiając go na złoto i nieznacznie zmieniając potencjał postsynaptyczny), albo zostają wciągnięte z powrotem do zakończenia przez wychwyt zwrotny. Wykres na żywo przedstawia wynikowy PSP w miliwoltach, zanikający z powrotem do zera po każdym zdarzeniu.

🎮 Jak korzystać

Przełącz typ neuroprzekaźnika między glutaminianem (pobudzającym) a GABA (hamującym), a następnie dostosuj prawdopodobieństwo uwolnienia, tempo wychwytu zwrotnego i gęstość receptorów za pomocą suwaków. Ustaw automatyczną częstość stymulacji w Hz lub wyzwalaj pojedyncze impulsy przyciskiem „Fire AP”, a przełącznikiem „Block receptors” sprawdź, jak antagonista znosi odpowiedź postsynaptyczną.

💡 Czy wiesz, że...?

Rzeczywiste uwalnianie pęcherzyków synaptycznych jest z natury probabilistyczne — nawet silny potencjał czynnościowy nie gwarantuje uwolnienia neuroprzekaźnika, dlatego symulacja przy każdym wyzwolonym impulsie losowo sprawdza prawdopodobieństwo uwolnienia, zamiast zawsze uwalniać stałą ilość.

Najczęściej zadawane pytania

Jaka jest różnica między EPSP a IPSP?

EPSP (pobudzający potencjał postsynaptyczny) powstaje w wyniku wiązania glutaminianu, przesuwając symulowaną wartość PSP w stronę dodatnią, do +70 mV. IPSP (hamujący potencjał postsynaptyczny) powstaje w wyniku wiązania GABA, przesuwając PSP w stronę ujemną, do −70 mV. Możesz przełączać się między nimi za pomocą listy rozwijanej typu neuroprzekaźnika i obserwować, jak zmienia się znak przebiegu PSP.

Co dokładnie kontroluje suwak prawdopodobieństwa uwolnienia?

Za każdym razem, gdy pojawia się potencjał czynnościowy, kod losuje liczbę i porównuje ją z prawdopodobieństwem uwolnienia (0,1–1,0). Jeśli losowanie się powiedzie, uwalniany jest większy wyrzut 3–7 pęcherzyków; jeśli nie, uwalniane jest tylko 1–2. Zwiększanie suwaka sprawia, że duży, niezawodny wyrzut staje się bardziej prawdopodobnym wynikiem.

Dlaczego cząsteczki neuroprzekaźnika znikają, zanim dotrą do receptora?

Cząsteczkę usuwają dwa mechanizmy: może zostać wychwycona przez transportery wychwytu zwrotnego z powrotem przy błonie presynaptycznej (kontrolowane suwakiem tempa wychwytu zwrotnego), albo po prostu dryfuje zbyt długo i zostaje usunięta. Tylko cząsteczki, które dotrą do promienia wiązania receptora, gdy receptory nie są zablokowane, faktycznie się wiążą i wpływają na PSP.

Co się dzieje po włączeniu opcji „Block receptors”?

Symuluje to antagonistę receptora. Związane receptory są oznaczone czerwonym krzyżykiem i nie przyjmują już neuroprzekaźnika, więc pęcherzyki nadal mogą się uwalniać i dyfundować przez szczelinę, ale nie powstaje żaden PSP — to uproszczony model tego, jak leki takie jak kurara czy bikukulina blokują transmisję synaptyczną.

Dlaczego wartość PSP samoistnie zanika z powrotem do zera?

Symulacja stosuje wykładniczy zanik do zgromadzonego PSP w każdej klatce, naśladując sposób, w jaki potencjał błony postsynaptycznej wraca do poziomu spoczynkowego po zamknięciu kanałów jonowych i wygaśnięciu wiązania receptorów, zamiast pozostawać trwale przesunięty po pojedynczym zdarzeniu.

⚙ Pod maską

Wizualizacja transmisji synaptycznej: nadchodzi potencjał czynnościowy, pęcherzyki uwalniają neuroprzekaźnik, który dyfunduje przez szczelinę, wiąże receptory i wywołuje EPSP lub IPSP. Reguluj prawdopodobieństwo uwolnienia, wychwyt zwrotny i gęstość receptorów.

synapseEPSPIPSPneurotransmittervesiclereceptoraction potential

2D · HTML5 Canvas 2D · cel 60 FPS · działa w całości po stronie klienta, bez instalacji

Podobne symulacje