Lec 6 动作电位的轴突传播

MIT 7.29J / 9.09J Cellular and Molecular Neurobiology · Lecture 6 · William Quinn & Troy Littleton

TL;DR

• 轴突局部电流向前被动扩布去极化相邻膜区，再次激发再生性动作电位，实现无衰减长程传播。
• 电缆空间常数决定电位扩散空间衰减，时间常数决定电位充放电速度。
• 髓鞘化显著增加膜电阻并极大降低膜电容，迫使动作电位在朗飞结间跳跃式传导。
• 跳跃传导在不增大轴突直径的紧凑空间内将传导速度提升数十倍，并极大节省离子泵能量损耗。

1. 驱动问题

• 局部事件怎样沿长轴突传播，而树突电位常随距离衰减？

2. 关键概念（最多 5 个）

概念	一句话定义
电紧张传播	局部电流被动扩散。
长度常数 $\lambda$	电位幅度降到约 $1/e$ 的距离。
再生传播	下游 Na⁺ 通道跨阈值再放电。
髓鞘	减少漏电的绝缘结构。

3. 证据链

课堂例子一

• 设计/比较：把轴突分段为轴向电阻与膜漏电阻的电缆模型：被动电压近似指数衰减。
• 讲义所述结果：被动电压沿电缆衰减，轴向阻力小和膜阻力大可延长传播。
• 推论：轴突几何与漏电共同决定长度常数。
• 软肋：均匀电缆模型不含分支、节点和异质通道。

课堂例子二

• 设计/比较：比较可兴奋段与局部缺 Na⁺ 通道/改变漏电的段落：只有被动扩散会衰减，可兴奋段能再生。
• 讲义所述结果：讲义区分被动衰减和下游可兴奋膜的再生放电。
• 推论：动作电位远传依赖下游通道不断重生。
• 软肋：学生笔记未给完整传播速度或局部干预定量数据。

4. 理论之争

解释 A	解释 B	区分证据
完全被动传递	被动电流推动下游再生	比较缺通道与完整轴突。

5. 分析层次

• 分子与细胞：考察通道、膜电流或细胞反应；回路与行为：看这些机制怎样影响整体信号或表现。讲义主要提供课堂机制及例子。

6. 边界与失败案例

• 髓鞘依赖郎飞结再生；某些树突也有主动通道

7. 联结

• 动作电位 II：门控与失活 → 后续突触传递单元。

8. 自测（合上笔记再答）

1. 长度常数变大意味着什么？
2. 被动衰减和不衰减的动作电位如何并存？

9. 残留疑问

• 轴突分支如何影响传播可靠性？

10. 参考资料

• MIT OCW：第 6 讲扫描 PDF 资源页。
• MIT OCW：公开笔记目录。