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Neuron simulator를 이용한 신경세포/시냅스 모사
1. action potential
이론
전기생리학적인 관점에서 nerve, heart, muscle과 같은 excitable cell들은 많은 ion channel들을 통해서 세포막전위를 변화시켜 세포의 반응을 일으킨다. Excitable cell들 중 가장 기본이 되는 것이 신경세포이다. 신경세포에서 action potential이 일어나는 과정은
1) threshold를 넘는 자극
2) rapid depolarization
3) repolarization
4) hyperpolarization
5) RMP의 회복
으로 정리될 수 있다.
신경세포의 RMP는 약 -70mV이다. RMP상태에서는 Na channel이 열리지 않지만 자극이 주어지면 Na channel이 열리게 된다. Membrane potential이 변하게 되면 voltage-dependent Na channel이 열리게 되고 이를 통해 Na+가 더 빠르게 유입시켜 membrane potential를 더욱 변화시키는 positive-feedback이 일어난다. 이 feedback을 통해 모든 voltage-dependent Na channel이 열리게 돼서 결국 action potential을 만들게 된다. 그러나 자극이 threshold를 넘지 못하면 positive-feedback이 일어나지 않아 action potential이 생기지 않는다.
Voltage-dependent Na channel이 rapid depolarization을 만든다. 평소 세포막은 Na+에 대해 impermeable했기 때문에 Na channel이 열려서 세포막이 Na+에 대해 permeable하게 되면 Na+는 빠르게 세포막으로 들어와서 Na+의 Nernst 전압인 +67mV쪽으로 전압…(생략)
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