โซนที่ใช้งานอยู่
แผนภาพแสดงโครงสร้างของไซแนปส์ในระบบประสาทส่วนกลางโดยทั่วไป โปรตีนในบริเวณที่เกิดปฏิกิริยาแสดงด้วยรูปทรงพีระมิดสีน้ำตาลเข้มที่ปลายประสาทส่วนบน
รายละเอียด
ตัวระบุ
ละติน	โซนแอคทีฟ
ไทย	H2.00.06.2.00012
คำศัพท์ทางกายวิภาคศาสตร์ของจุลกายวิภาคศาสตร์

โซนแอคทีฟหรือโซนแอคทีฟไซแนปส์เป็นคำที่ Couteaux และ Pecot-Dechavassine ใช้ครั้งแรกในปี 1970 เพื่อกำหนดตำแหน่งของ การปล่อย สารสื่อประสาท เซลล์ ประสาท สองเซลล์จะสัมผัสกันอย่างใกล้ชิดผ่านโครงสร้างที่เรียกว่าไซแนปส์ทำให้พวกมันสามารถสื่อสารกันได้ ดังแสดงในแผนภาพด้านข้าง ไซแนปส์ประกอบด้วยปุ่มก่อนไซแนปส์ของเซลล์ประสาทหนึ่งซึ่งเก็บเวสิเคิลที่มีสารสื่อประสาท (ด้านบนสุดในภาพ) และเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์ที่สองซึ่งมีตัวรับสำหรับสารสื่อประสาท (ด้านล่าง) พร้อมกับช่องว่างระหว่างทั้งสองที่เรียกว่าร่องไซแนปส์ (โดยมีโมเลกุลการยึดเกาะไซแนปส์ SAMs ยึดทั้งสองไว้ด้วยกัน^{[ 1 ]} ) เมื่อศักย์ไฟฟ้ากระตุ้นไปถึงปุ่มประสาทก่อนซินัปส์ สารสื่อประสาทในถุงบรรจุสารสื่อประสาทจะถูกปล่อยออกมาในช่องว่างซินัปส์ และสารสื่อประสาทที่ถูกปล่อยออกมาจะเดินทางข้ามช่องว่างไปยังเซลล์ประสาทหลังซินัปส์ (โครงสร้างด้านล่างในภาพ) และกระตุ้นตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทหลังซินัปส์

บริเวณแอคทีฟโซน (Active Zone) คือบริเวณในปุ่มประสาทก่อนซินแนปส์ (Presynaptic Bouton) ที่ทำหน้าที่ควบคุมการปล่อยสารสื่อประสาท ประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนซินแนปส์ (Presynaptic Membrane) และกลุ่มโปรตีนหนาแน่นที่เรียกว่าไซโทแมทริกซ์ที่แอคทีฟโซน (Cytomatrix at the Active Zone หรือ CAZ) เมื่อมองภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน จะเห็น CAZ เป็นบริเวณสีเข้ม (มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูง) ใกล้กับเยื่อหุ้มเซลล์ โปรตีนภายใน CAZ ทำหน้าที่ยึดถุงบรรจุสารสื่อประสาท (Synaptic Vesicle) ไว้กับเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนซินแนปส์และเป็นตัวกลางในการหลอมรวมของถุงบรรจุสาร สื่อประสาท ทำให้สามารถปล่อยสารสื่อประสาทได้อย่างน่าเชื่อถือและรวดเร็วเมื่อมีศักย์ไฟฟ้าเกิดขึ้น

หน้าที่ของบริเวณแอคทีฟโซนคือเพื่อให้แน่ใจว่าสารสื่อประสาทสามารถถูกปล่อยออกมาได้อย่างน่าเชื่อถือในตำแหน่งที่เฉพาะเจาะจงของเซลล์ประสาท และจะถูกปล่อยออกมาก็ต่อเมื่อเซลล์ประสาทเกิดศักย์การกระทำเท่านั้น^{[ 2 ]} เมื่อศักย์การกระทำแพร่กระจายไปตามแอกซอน มันจะไปถึงปลายแอกซอนที่เรียกว่าปุ่มก่อนซินแนปส์ ในปุ่มก่อนซินแนปส์ ศักย์การกระทำจะกระตุ้นช่องแคลเซียม (VDCCs) ซึ่งทำให้เกิดการไหลเข้าของแคลเซียมในบริเวณนั้น การเพิ่มขึ้นของแคลเซียมจะถูกตรวจจับโดยโปรตีนในบริเวณแอคทีฟโซนและบังคับให้ถุงบรรจุสารสื่อประสาทรวมตัวกับเยื่อหุ้มเซลล์ การรวมตัวของถุงกับเยื่อหุ้มเซลล์นี้จะปล่อยสารสื่อประสาทเข้าไปในช่องว่างซินแนปส์ (ช่องว่างระหว่างปุ่มก่อนซินแนปส์และเยื่อหุ้มเซลล์หลังซินแนปส์) จากนั้นสารสื่อประสาทจะแพร่กระจายข้ามช่องว่างและจับกับช่องไอออนที่ควบคุมด้วยลิแกนด์และตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีน Gบนเยื่อหุ้มเซลล์หลังซินแนปส์ การจับกันของสารสื่อประสาทกับตัวรับหลังไซแนปส์จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์ กระบวนการปล่อยสารสื่อประสาทและการจับกับตัวรับหลังไซแนปส์เพื่อทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์เรียกว่า การส่งสัญญาณประสาท

บริเวณแอคทีฟโซนมีอยู่ในไซแนปส์เคมี ทั้งหมด ที่ได้รับการตรวจสอบมาแล้ว และมีอยู่ในสัตว์ทุกชนิด บริเวณแอคทีฟโซนที่ได้รับการตรวจสอบมาแล้วมีลักษณะร่วมกันอย่างน้อยสองประการ คือ มีวัสดุที่มีความหนาแน่นของโปรตีนยื่นออกมาจากเยื่อหุ้มเซลล์และยึดถุงไซแนปส์ไว้ใกล้กับเยื่อหุ้มเซลล์ และมีส่วนยื่นเป็นเส้นใยยาวที่เริ่มต้นจากเยื่อหุ้มเซลล์และสิ้นสุดที่ถุงไซแนปส์ที่อยู่ห่างจากเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนไซแนปส์เล็กน้อย ส่วนยื่นที่มีความหนาแน่นของโปรตีนมีขนาดและรูปร่างแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของไซแนปส์ที่ได้รับการตรวจสอบ ตัวอย่างที่โดดเด่นอย่างหนึ่งของส่วนยื่นที่มีความหนาแน่นคือไซแนปส์แบบริบบอน (ดูด้านล่าง) ซึ่งประกอบด้วย "ริบบอน" ของวัสดุที่มีความหนาแน่นของโปรตีนที่ล้อมรอบด้วยวงแหวนของถุงไซแนปส์และยื่นออกไปตั้งฉากกับเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนไซแนปส์และอาจยาวได้ถึง 500 นาโนเมตร^{[ 3 ]} ไซแนปส์กลูตาเมตประกอบด้วยโครงสร้างคล้ายพีระมิดขนาดเล็กกว่าที่ยื่นออกมาจากเยื่อหุ้มเซลล์ประมาณ 50 นาโนเมตร^{[ 4 ]} ซินแนปส์ประสาทกล้ามเนื้อประกอบด้วยเวสิเคิลสองแถว โดยมีแถบโปรตีนยาวคั่นอยู่ระหว่างเวสิเคิลทั้งสอง ซึ่งเชื่อมต่อกับซี่โครงแนวนอนที่เว้นระยะห่างอย่างสม่ำเสมอ โดยทอดยาวตั้งฉากกับแถบและขนานกับเยื่อหุ้มเซลล์ จากนั้นซี่โครงเหล่านี้จะเชื่อมต่อกับเวสิเคิล ซึ่งแต่ละเวสิเคิลจะอยู่เหนือเดือยในเยื่อหุ้มเซลล์ (สันนิษฐานว่าเป็นช่องแคลเซียม) ^{[ 5 ]}งานวิจัยก่อนหน้านี้ระบุว่าโซนแอคทีฟของ เซลล์ประสาท กลูตาเมอร์จิกประกอบด้วยวัสดุโปรตีนหนาแน่นรูปทรงพีระมิดที่มีการจัดเรียงอย่างสม่ำเสมอ และระบุว่าพีระมิดเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยเส้นใย โครงสร้างนี้คล้ายกับโครงตาข่ายเรขาคณิตที่เวสิเคิลถูกนำทางเข้าไปในรูของโครงตาข่าย^{[ 4 ​​]} แบบจำลองที่น่าสนใจนี้ถูกตั้งคำถามโดยการทดลองล่าสุด ข้อมูลล่าสุดแสดงให้เห็นว่าโซนแอคทีฟของเซลล์ประสาทกลูตาเมอร์จิกมีส่วนยื่นของวัสดุโปรตีนหนาแน่น แต่ส่วนยื่นเหล่านี้ไม่ได้จัดเรียงอย่างสม่ำเสมอและมีเส้นใยยาวยื่นเข้าไปในไซโตพลาสซึมประมาณ 80 นาโนเมตร^{[ 6 ]}

มีโปรตีนโครงสร้างหลักอย่างน้อยห้าชนิดที่อุดมสมบูรณ์ในบริเวณแอคทีฟโซน ได้แก่UNC13B /Munc13, RIMS1 (โมเลกุลที่ทำปฏิกิริยากับ Rab3), Bassoon, Piccolo /aczonin, ELKSและliprins-αโปรตีนโครงสร้างเหล่านี้เชื่อว่าเป็นส่วนประกอบของโครงสร้างคล้ายพีระมิดหนาแน่นของบริเวณแอคทีฟโซน และเชื่อว่านำถุงไซแนปส์เข้ามาใกล้กับเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนไซแนปส์และช่องแคลเซียม โปรตีน ELKS จับกับโปรตีนยึดเกาะเซลล์β-neurexinและโปรตีนอื่นๆ ภายในคอมเพล็กซ์ เช่น Piccolo และ Bassoon ^{[ 7 ]}จากนั้น β-neurexin จะจับกับโมเลกุลยึดเกาะเซลล์neuroliginที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์หลังไซแนปส์ จากนั้น neuroligin จะทำปฏิกิริยากับโปรตีนที่จับกับตัวรับหลังไซแนปส์ ปฏิสัมพันธ์ของโปรตีน เช่นที่พบระหว่าง Piccolo/ELKS/β-neurexin/neuroligin ทำให้กลไกที่ทำหน้าที่ในการรวมตัวของถุงบรรจุสารสื่อประสาทอยู่ใกล้กับช่องแคลเซียม และการรวมตัวของถุงบรรจุสารสื่อประสาทอยู่ติดกับตัวรับหลังไซแนปส์ ความใกล้ชิดระหว่างการรวมตัวของถุงบรรจุสารสื่อประสาทและตัวรับหลังไซแนปส์นี้ ทำให้เกิดความล่าช้าน้อยที่สุดระหว่างการกระตุ้นตัวรับหลังไซแนปส์และการปล่อยสารสื่อประสาท

การปล่อยสารสื่อประสาทเกิดขึ้นจากการรวมตัวของถุงบรรจุสารสื่อประสาทกับเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนซินแนปส์ แม้ว่ารายละเอียดของกลไกนี้ยังคงอยู่ระหว่างการศึกษา แต่ก็มีความเห็นพ้องต้องกันในรายละเอียดบางประการของกระบวนการ การรวมตัวของถุงซินแนปส์กับเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนซินแนปส์นั้นทราบกันดีว่าต้องอาศัยการเพิ่มขึ้นของแคลเซียมในบริเวณนั้น^{[ 9 ]}จากช่องแคลเซียมเพียงช่องเดียวที่อยู่ใกล้เคียงกัน^{[ 10 ]} และการก่อตัวของ คอมเพล็กซ์ SNARE ที่มีความเสถียรสูง แบบจำลองที่แพร่หลายแบบหนึ่งของการรวมตัวของถุงซินแนปส์คือการก่อตัวของคอมเพล็กซ์ SNARE นั้นถูกเร่งปฏิกิริยาโดยโปรตีนของโซนแอคทีฟ เช่น Munc18, Munc13 และ RIM การก่อตัวของคอมเพล็กซ์นี้เชื่อกันว่าเป็นการ "เตรียม" ถุงให้พร้อมสำหรับการรวมตัวของถุงและการปล่อยสารสื่อประสาท (ดูด้านล่าง: กลุ่มที่พร้อมปล่อย) หลังจากที่ถุงถูกเตรียมแล้วคอมเพล็ก ซิน จะจับกับคอมเพล็กซ์ SNARE ซึ่งเรียกว่า "ซูเปอร์ไพรม์" ถุงเวสิเคิลที่เตรียมพร้อมอย่างมากจะอยู่ในพูลที่พร้อมปล่อย (ดูด้านล่าง) และพร้อมที่จะถูกปล่อยออกมาอย่างรวดเร็ว การมาถึงของศักย์ไฟฟ้าแอคชั่นจะเปิดช่องแคลเซียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าใกล้กับคอมเพล็กซ์ SNARE/complexin จากนั้นแคลเซียมจะจับเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างของซินาปโทแท็กมิน การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างนี้ทำให้ซินาปโทแท็กมินสามารถแยกคอมเพล็กซินออก จับกับคอมเพล็กซ์ SNARE และจับกับเยื่อหุ้มเซลล์เป้าหมาย เมื่อซินาปโทแท็กมินจับกับทั้งคอมเพล็กซ์ SNARE และเยื่อหุ้มเซลล์ จะทำให้เกิดแรงทางกลบนเยื่อหุ้มเซลล์ ส่งผลให้เยื่อหุ้มเวสิเคิลและเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนซินแนปส์หลอมรวมกัน การหลอมรวมนี้จะเปิดรูพรุนของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ปล่อยสารสื่อประสาท รูพรุนจะเพิ่มขนาดขึ้นจนกระทั่งเยื่อหุ้มเวสิเคิลทั้งหมดไม่สามารถแยกแยะได้จากเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนซินแนปส์^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

ปุ่มประสาทก่อนซินแนปส์มีกระบวนการที่ประสานงานกันอย่างมีประสิทธิภาพในการหลอมรวมเวสิเคิลเข้ากับเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนซินแนปส์เพื่อปล่อยสารสื่อประสาทและสร้างเวสิเคิลสารสื่อประสาทขึ้นใหม่ กระบวนการนี้เรียกว่าวงจรเวสิเคิลซินแนปส์ ซึ่งช่วยรักษาระดับจำนวนเวสิเคิลในปุ่มประสาทก่อนซินแนปส์และทำให้ปลายซินแนปส์เป็นหน่วยอิสระ วงจรเริ่มต้นด้วย(1)บริเวณหนึ่งของเครื่องมือก็อลจิถูกบีบออกเพื่อสร้างเวสิเคิลซินแนปส์ และเวสิเคิลนี้จะถูกขนส่งไปยังปลายซินแนปส์ ที่ปลายซินแนปส์(2)เวสิเคิลจะถูกเติมด้วยสารสื่อประสาท (3)เวสิเคิลจะถูกขนส่งไปยังบริเวณแอคทีฟโซนและยึดติดอยู่ใกล้กับเยื่อหุ้มพลาสมา (4)ในระหว่างศักย์ไฟฟ้าแอคชั่น เวสิเคิลจะหลอมรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์ ปล่อยสารสื่อประสาท และทำให้โปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ที่เคยอยู่บนเวสิเคิลแพร่กระจายไปยังบริเวณรอบแอคทีฟโซน (5)ในบริเวณรอบข้าง โปรตีนของเยื่อหุ้มเซลล์จะถูกกักเก็บไว้และถูกดูดซึมเข้าสู่ เซลล์ ทำให้เกิดถุงเคลือบคลัทริน(6)จากนั้นถุงดังกล่าวจะถูกเติมด้วยสารสื่อประสาทและถูกขนส่งกลับไปยังบริเวณที่เกิดการทำงาน

กลไกเอนโดไซโทซิสช้ากว่า กลไกเอ็ก โซไซโทซิสซึ่งหมายความว่าในกิจกรรมที่รุนแรง ถุงเวสิเคิลในปลายประสาทอาจหมดไปและไม่สามารถปล่อยออกมาได้อีกต่อไป เพื่อช่วยป้องกันการหมดไปของถุงเวสิเคิลไซแนปส์ การเพิ่มขึ้นของแคลเซียมในระหว่างกิจกรรมที่รุนแรงสามารถกระตุ้นแคลซิเนอรินซึ่ง จะกำจัดฟอสเฟต ออกจากโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับเอนโดไซโทซิสที่เกิดจากคลัทริน^{[ 14 ]}

ไซแนปส์ประกอบด้วยกลุ่มของถุงบรรจุสารสื่อประสาทอย่างน้อยสองกลุ่ม ได้แก่ กลุ่มที่พร้อมปล่อยออกมาและกลุ่มสำรอง กลุ่มที่พร้อมปล่อยออกมาจะอยู่ในบริเวณที่เกิดการส่งสัญญาณและเชื่อมต่อโดยตรงกับเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนไซแนปส์ ในขณะที่กลุ่มสำรองจะถูกจัดกลุ่มโดยโครงสร้างของเซลล์และไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรงกับบริเวณที่เกิดการส่งสัญญาณ

กลุ่มถุงบรรจุสารสื่อประสาทที่พร้อมปล่อย (releasable pool) ตั้งอยู่ในบริเวณแอคทีฟโซน (active zone) และยึดติดโดยตรงกับเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทก่อนซินแนปส์ (presynaptic membrane) มันได้รับการทำให้เสถียรโดยโปรตีนภายในแอคทีฟโซนและยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทก่อนซินแนปส์โดย โปรตีน SNAREถุงบรรจุสารสื่อประสาทเหล่านี้พร้อมที่จะปล่อยออกมาเมื่อเกิดศักย์ไฟฟ้าแอคชั่นเพียงครั้งเดียว และจะถูกเติมเต็มด้วยถุงบรรจุสารสื่อประสาทจากกลุ่มสำรอง (reserve pool) บางครั้งกลุ่มถุงบรรจุสารสื่อประสาทที่พร้อมปล่อยจะถูกแบ่งย่อยออกเป็นกลุ่มที่พร้อมปล่อย (readily releasable pool) และกลุ่มที่พร้อมปล่อย (releasable pool)

พูลสำรองไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรงกับโซนแอคทีฟ การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของแคลเซียมพรีไซแนปติกจะกระตุ้นโปรตีนไคเนสที่ขึ้นอยู่กับแคลเซียม-แคลโมดูลิน (CaMK) CaMK จะฟอสโฟรีเลตโปรตีนซินาปซินซึ่งเป็นตัวกลางในการรวมกลุ่มของเวสิเคิลในพูลสำรองและการยึดเกาะกับไซโตสเกเลตัน การฟอสโฟรีเลตของซินาปซินจะเคลื่อนย้ายเวสิเคิลในพูลสำรองและทำให้พวกมันสามารถอพยพไปยังโซนแอคทีฟและเติมเต็มพูลที่พร้อมปล่อยได้ทันที^{[ 15 ] [ 16 ]}

บริเวณรอบนอกของบริเวณที่เกิดการทำงานจะล้อมรอบบริเวณที่เกิดการทำงานและเป็นบริเวณที่เกิดการดูดซึมสารเข้าสู่เซลล์ของปลายประสาทก่อนซินแนปส์ ในบริเวณรอบนอกของบริเวณที่เกิดการทำงาน โปรตีนโครงสร้าง เช่นอินเตอร์เซคติน 1จะดึงดูดโปรตีนที่ทำหน้าที่ในการดูดซึมสารเข้าสู่เซลล์ เช่นไดนามินคลาทริน และเอนโดฟิลิน^{[ 17 ]} ในแมลงหวี่โปรตีนที่คล้ายคลึงกับอินเตอร์เซคติน คือ Dap160 จะอยู่ในบริเวณรอบนอกของบริเวณที่เกิดการทำงานของจุดเชื่อมต่อประสาทกล้ามเนื้อ และ Dap160 ที่กลายพันธุ์จะทำให้ถุงบรรจุสารสื่อประสาทลดลงในระหว่างการกระตุ้นด้วยความถี่สูง^{[ 18 ]}

ไซแนปส์แบบริบบอนเป็นไซแนปส์ชนิดพิเศษที่พบในเซลล์ประสาทรับความรู้สึกเช่นเซลล์รับแสง เซลล์ไบโพลาร์ในจอประสาทตาและเซลล์ขนไซแนปส์แบบริบบอนมีโครงสร้างโปรตีนหนาแน่นที่ยึดกลุ่มของถุงบรรจุสารสื่อประสาท (vesicles) ตั้งฉากกับเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนไซแนปส์ ในภาพถ่ายอิเล็กตรอนไมโครสโคปจะปรากฏเป็นโครงสร้างคล้ายริบบอนตั้งฉากกับเยื่อหุ้มเซลล์ แตกต่างจากไซแนปส์แบบ 'ดั้งเดิม' ไซแนปส์แบบริบบอนสามารถรักษาระดับการปล่อยสารสื่อประสาทได้ กล่าวคือ ยิ่งเซลล์ประสาทเกิดการลดศักย์ไฟฟ้ามากเท่าใด อัตราการหลอมรวมของถุงบรรจุสารสื่อประสาทก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น บริเวณที่ทำงานของไซแนปส์แบบริบบอนแบ่งออกเป็นสองส่วน คือ ส่วนที่มีความหนาแน่นแบบโค้ง (archiform density) และส่วนริบบอน ส่วนที่มีความหนาแน่นแบบโค้งเป็นบริเวณที่เกิดการหลอมรวมของถุงบรรจุสารสื่อประสาท และส่วนริบบอนเป็นที่เก็บกลุ่มถุงบรรจุสารสื่อประสาทที่พร้อมจะปล่อยออกมา โครงสร้างริบบอนประกอบด้วยโปรตีน RIBEYE เป็นหลัก ประมาณ 64–69% ของปริมาตรริบบอน และยึดติดกับส่วนที่มีความหนาแน่นแบบโค้งด้วยโปรตีนโครงสร้าง เช่น Bassoon ^{[ 19 ]}

การปล่อยสารสื่อประสาทสามารถวัดได้โดยการหาค่าแอมพลิจูดของศักย์หลังไซแนปส์หลังจากกระตุ้นศักย์การกระทำในเซลล์ประสาทก่อนไซแนปส์ การวัดการปล่อยสารสื่อประสาทด้วยวิธีนี้อาจมีปัญหาได้ เพราะผลกระทบของเซลล์ประสาทหลังไซแนปส์ต่อปริมาณสารสื่อประสาทที่ปล่อยออกมาเท่ากันอาจเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา อีกวิธีหนึ่งคือการวัดการหลอมรวมของถุงบรรจุสารสื่อประสาทกับเยื่อหุ้มเซลล์ก่อนไซแนปส์โดยตรงโดยใช้ปิเปตแบบแพทช์เยื่อหุ้มเซลล์สามารถคิดได้ว่าเป็นตัวเก็บประจุที่มีไอออนบวกและลบเก็บไว้ทั้งสองด้านของเยื่อหุ้มเซลล์ ยิ่งพื้นที่ของเยื่อหุ้มเซลล์ใหญ่เท่าใด ก็ยิ่งต้องการไอออนมากขึ้นเท่านั้นเพื่อรักษาระดับศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ ในทางสรีรวิทยาไฟฟ้า หมายความว่าการฉีดกระแสไฟฟ้าเข้าไปในปลายประสาทจะใช้เวลาน้อยลงในการชาร์จเยื่อหุ้มเซลล์ให้ถึงศักย์ไฟฟ้าที่กำหนดก่อนการหลอมรวมของถุงบรรจุสารสื่อประสาทมากกว่าหลังจากที่ถุงบรรจุสารสื่อประสาทหลอมรวมแล้ว ระยะเวลาในการชาร์จเยื่อหุ้มเซลล์ให้ถึงศักย์ไฟฟ้าและความต้านทานของเยื่อหุ้มเซลล์จะถูกวัด และด้วยค่าเหล่านี้ ความจุของเยื่อหุ้มเซลล์สามารถคำนวณได้จากสมการ Tau/ความต้านทาน = ความจุ ด้วยเทคนิคนี้ นักวิจัยสามารถวัดการปล่อยถุงไซแนปส์โดยตรงโดยการวัดการเพิ่มขึ้นของความจุของเยื่อหุ้มเซลล์ของปลายประสาทก่อนไซแนปส์^{[ 20 ]}

• การอำนวยความสะดวกแบบพัลส์คู่
• ความหนาแน่นหลังไซแนปส์