อ่าน 3 นาที
ศักยภาพหลังไซแนปส์กระตุ้น
ในทางประสาทวิทยาศาสตร์ศักย์ไฟฟ้าหลังไซแนปส์กระตุ้น ( EPSP ) คือศักย์ไฟฟ้าหลังไซแนปส์ที่ทำให้เซลล์ประสาทหลังไซแนปส์มีแนวโน้มที่จะสร้างศักย์การกระทำ มากขึ้น การลดลงของ
ศักยภาพหลังไซแนปส์กระตุ้น


ในทางประสาทวิทยาศาสตร์ศักย์ไฟฟ้าหลังไซแนปส์กระตุ้น ( EPSP ) คือศักย์ไฟฟ้าหลังไซแนปส์ที่ทำให้เซลล์ประสาทหลังไซแนปส์มีแนวโน้มที่จะสร้างศักย์การกระทำ มากขึ้น การลดลงของ ศักย์ไฟฟ้าเยื่อหุ้มเซลล์หลังไซแนปส์ชั่วคราวนี้เกิดจากการไหลของไอออน ประจุบวกเข้าไปในเซลล์หลังไซแนปส์ ซึ่งเป็นผลมาจากการเปิด ช่องไอออนที่ควบคุมด้วยลิแกนด์ EPSP เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับศักย์ไฟฟ้าหลังไซแนปส์ยับยั้ง (IPSP) ซึ่งมักเกิดจากการไหลของ ไอออน ประจุลบเข้าไปในเซลล์หรือไอออนประจุบวกออกจากเซลล์ EPSP ยังสามารถเกิดจากการลดลงของประจุบวกที่ไหลออก ในขณะที่ IPSP บางครั้งเกิดจากการเพิ่มขึ้นของประจุบวกที่ไหลออก การไหลของไอออนที่ทำให้เกิด EPSP คือกระแสหลังไซแนปส์กระตุ้น ( EPSC )
เช่นเดียวกับ IPSP นั้น EPSP มีลักษณะเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไป (กล่าวคือ มีผลแบบสะสม) เมื่อ EPSP หลายตัวเกิดขึ้นบนเยื่อหุ้มเซลล์หลังไซแนปส์เดียวกัน ผลรวมของ EPSP เหล่านั้นจะเป็นผลรวมของ EPSP แต่ละตัว EPSP ที่มีขนาดใหญ่กว่าจะทำให้เกิดการลดศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์มากขึ้น และเพิ่มโอกาสที่เซลล์หลังไซแนปส์จะถึงระดับศักย์ไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการกระตุ้น ( action potential )
EPSP ในเซลล์ที่มีชีวิตเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมี เมื่อเซลล์พรีไซแนปส์ที่ทำงานอยู่ปล่อยสารสื่อประสาทเข้าไปในไซแนปส์ สารสื่อประสาทบางส่วนจะจับกับตัวรับบนเซลล์โพสต์ไซแนปส์ ตัวรับเหล่านี้จำนวนมากมีช่องไอออนที่สามารถส่งผ่านไอออนที่มีประจุบวกเข้าหรือออกจากเซลล์ได้ (ตัวรับดังกล่าวเรียกว่าตัวรับไอโอโนโทรปิก ) ที่ไซแนปส์กระตุ้น ช่องไอออนมักจะยอมให้โซเดียมเข้าสู่เซลล์ ทำให้เกิดกระแสโพสต์ไซแนปส์กระตุ้น กระแสดีโพลาไรเซชันนี้ทำให้ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์เพิ่มขึ้น ซึ่งก็คือ EPSP [ 1 ]
โมเลกุลกระตุ้น
สารสื่อประสาทที่เกี่ยวข้องกับ EPSP บ่อยที่สุดคือกรดอะมิโนกลูตาเมตและเป็นสารสื่อประสาทกระตุ้นหลักในระบบประสาทส่วนกลางของ สัตว์มีกระดูกสันหลัง[ 2 ]การพบกลูตาเมตอย่างแพร่หลายในไซแนปส์กระตุ้นทำให้มันถูกเรียกว่าสาร สื่อประสาทกระตุ้น ใน สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดกลูตาเมตเป็นสารสื่อประสาทกระตุ้นหลักที่ จุดเชื่อมต่อประสาทกล้ามเนื้อ [ 3 ] [ 4 ] ที่จุดเชื่อมต่อประสาทกล้ามเนื้อ ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง EPP ( ศักยภาพแผ่นปลายประสาท ) เกิดขึ้นโดยสารสื่อประสาทอะเซทิลโคลีนซึ่ง (ร่วมกับกลูตาเมต) เป็นหนึ่งในสารสื่อประสาทหลักในระบบประสาทส่วนกลางของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง[ 5 ] ในขณะเดียวกัน GABA เป็นสารสื่อประสาทที่พบได้บ่อยที่สุดที่เกี่ยวข้องกับ IPSP ในสมอง อย่างไรก็ตาม การจัดประเภทสารสื่อประสาทเช่นนั้นในทางเทคนิคแล้วไม่ถูกต้อง เนื่องจากมีปัจจัยทางไซแนปส์อื่นๆ อีกหลายประการที่ช่วยกำหนดผลกระตุ้นหรือยับยั้งของสารสื่อประสาทนั้นๆ
EPSP ขนาดเล็กและการวิเคราะห์เชิงควอนตัม
การปล่อยเวสิเคิลของสารสื่อประสาทจากเซลล์ก่อนซินแนปส์เป็นไปในลักษณะความน่าจะเป็น ในความเป็นจริง แม้จะไม่มีการกระตุ้นเซลล์ก่อนซินแนปส์ เวสิเคิลเพียงหนึ่งเดียวก็จะถูกปล่อยออกมาในซินแนปส์เป็นครั้งคราว ทำให้เกิด EPSP ขนาดเล็ก (mEPSP) Bernard Katzเป็นผู้บุกเบิกการศึกษา mEPSP เหล่านี้ที่จุดเชื่อมต่อประสาทกล้ามเนื้อ (มักเรียกว่าศักยภาพแผ่นปลายขนาดเล็ก[ 6 ] ) ในปี 1951 ซึ่งเผยให้เห็น ถึง ลักษณะเชิงปริมาณ ของ การส่งสัญญาณซินแนปส์ขนาดเชิงปริมาณสามารถกำหนดได้ว่าเป็นการตอบสนองของซินแนปส์ต่อการปล่อยสารสื่อประสาทจากเวสิเคิลเดียว ในขณะที่ปริมาณเชิงปริมาณคือจำนวนเวสิเคิลที่มีประสิทธิภาพที่ถูกปล่อยออกมาเพื่อตอบสนองต่อแรงกระตุ้นประสาท การวิเคราะห์เชิงปริมาณหมายถึงวิธีการที่ใช้ในการอนุมานสำหรับซินแนปส์เฉพาะว่ามีการปล่อยสารสื่อประสาทกี่ควอนตัม และผลกระทบโดยเฉลี่ยของแต่ละควอนตัมต่อเซลล์เป้าหมายคืออะไร โดยวัดในแง่ของปริมาณไอออนที่ไหล (ประจุ) หรือการเปลี่ยนแปลงในศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์[ 7 ]
สนาม EPSP
โดยปกติแล้ว EPSP จะถูกบันทึกโดยใช้อิเล็กโทรดภายในเซลล์ สัญญาณภายนอกเซลล์จากเซลล์ประสาทเดี่ยวมีขนาดเล็กมาก จึงแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะบันทึกในสมองของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ในบางบริเวณของสมอง เช่นฮิปโปแคมปัสเซลล์ประสาทจะเรียงตัวในลักษณะที่พวกมันทั้งหมดได้รับอินพุตจากไซแนปส์ในบริเวณเดียวกัน เนื่องจากเซลล์ประสาทเหล่านี้อยู่ในทิศทางเดียวกัน สัญญาณภายนอกเซลล์จากการกระตุ้นไซแนปส์จึงไม่หักล้างกัน แต่จะรวมกันเพื่อให้ได้สัญญาณที่สามารถบันทึกได้ง่ายด้วยอิเล็กโทรดสนาม สัญญาณภายนอกเซลล์ที่บันทึกจากกลุ่มเซลล์ประสาทนี้เรียกว่าศักย์สนาม ในการศึกษาเกี่ยวกับการเสริมศักยภาพระยะยาว ของฮิปโปแคมปัส (LTP) มักมีการแสดงภาพ EPSP สนาม (fEPSP) ในชั้นสแตรตัมเรเดียตัมของ CA1 ในการตอบสนองต่อการกระตุ้นของ Schaffer collateral นี่คือสัญญาณที่ตรวจพบโดยอิเล็กโทรดภายนอกเซลล์ที่วางอยู่ในชั้นของเดนไดรต์ส่วนปลายของเซลล์ประสาทพีระมิด CA1 [ 8 ] เส้นใยประสาท Schaffer สร้างไซแนปส์กระตุ้นบนเดนไดรต์เหล่านี้ ดังนั้นเมื่อถูกกระตุ้น จะมีกระแสไหลเข้าสู่ชั้น stratum radiatum: EPSP สนาม การเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าที่บันทึกได้ระหว่าง EPSP สนามจะเป็นค่าลบ ในขณะที่ EPSP ที่บันทึกภายในเซลล์จะเป็นค่าบวก ความแตกต่างนี้เกิดจากการไหลของไอออน (ส่วนใหญ่เป็นไอออนโซเดียม) เข้าสู่เซลล์ ซึ่งในกรณีของ EPSP สนามจะไหลออกจากอิเล็กโทรด ในขณะที่ EPSP ภายในเซลล์จะไหลเข้าหาอิเล็กโทรด หลังจาก EPSP สนาม อิเล็กโทรดภายนอกเซลล์อาจบันทึกการเปลี่ยนแปลงของศักย์ไฟฟ้าอีกแบบหนึ่งที่เรียกว่าpopulation spikeซึ่งสอดคล้องกับกลุ่มเซลล์ที่ยิงศักย์การกระทำ (spiking) ในบริเวณอื่นนอกเหนือจาก CA1 ของฮิปโปแคมปัส EPSP สนามอาจมีความซับซ้อนและตีความได้ยากกว่ามาก เนื่องจากแหล่งกำเนิดและตัวรับไม่ชัดเจนนัก ในบริเวณต่างๆ เช่นสไตรอาตัมสารสื่อประสาท เช่นโดปามีนอะเซทิลโคลีนGABAและอื่นๆ อาจถูกปล่อยออกมา ซึ่งจะทำให้การตีความซับซ้อนยิ่งขึ้น
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- การส่งสัญญาณควอนตัมที่ไซแนปส์ประสาทกล้ามเนื้อ
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ศักยภาพหลังไซแนปส์กระตุ้น
ในทางประสาทวิทยาศาสตร์ศักย์ไฟฟ้าหลังไซแนปส์กระตุ้น ( EPSP ) คือศักย์ไฟฟ้าหลังไซแนปส์ที่ทำให้เซลล์ประสาทหลังไซแนปส์มีแนวโน้มที่จะสร้างศักย์การกระทำ มากขึ้น การลดลงของ
โมเลกุลกระตุ้น
สารสื่อประสาทที่เกี่ยวข้องกับ EPSP บ่อยที่สุดคือ กรดอะมิโน กลูตาเมต และเป็นสารสื่อประสาทกระตุ้นหลักใน ระบบประสาทส่วนกลาง ของ สัตว์ มีกระดูกสันหลัง [ 2 ] การพบกลูตาเมตอย่างแพร่หลายในไซแนปส์กระตุ้นทำให้มันถูกเรียกว่า สาร สื่อประสาทกระตุ้น ใน...
EPSP ขนาดเล็กและการวิเคราะห์เชิงควอนตัม
การปล่อย เวสิเคิลของสารสื่อประสาท จากเซลล์ก่อนซินแนปส์เป็นไปในลักษณะความน่าจะเป็น ในความเป็นจริง แม้จะไม่มีการกระตุ้นเซลล์ก่อนซินแนปส์ เวสิเคิลเพียงหนึ่งเดียวก็จะถูกปล่อยออกมาในซินแนปส์เป็นครั้งคราว ทำให้เกิด EPSP ขนาดเล็ก (mEPSP) Bernard Katz...
สนาม EPSP
โดยปกติแล้ว EPSP จะถูกบันทึกโดยใช้อิเล็กโทรดภายในเซลล์ สัญญาณภายนอกเซลล์จากเซลล์ประสาทเดี่ยวมีขนาดเล็กมาก จึงแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะบันทึกในสมองของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ในบางบริเวณของสมอง เช่น ฮิปโปแคมปัส...