Nöronlarda Elektrik İletimine Dair Çok Şey Söyleyen İlke: Ya Hep Ya Hiç (All or None)
all or none bir elektrofizyoloji prensibidir. nöronlarda elektrik sinyallerinin nasıl iletildiğinin anlaşılması açısından önemlidir.
insan vücudunda çeşit çeşit iyon kanalı mevcuttur lakin sinir uçlarında ve aksonlarda bulunan iyon kanalları voltaj-kapılı iyon kanallarıdır. bunlardan ayrı olarak, iyon pompaları vardır. ikisi arasındaki fark, iyon kanallarındaki transferlerde dışsal bir enerji harcanması gerekmez iken, iyon pompasının termodinamik bir "yokuş yukarı" transfer yapmasıdır, yani iyon pompaları iyonları veya molekülleri taşıyabilmek için dışsal bir enerjiye ihtiyaç duyan mekanizmalardır. bu enerji atp de olabilir, denizdeki bir bakterideki gibi fotoelektrik enerji dönüşümleri yapan iyon pompalarındaki gibi ışık enerjisi de olabilir.
insanda istirahat halinde olan uyarılmamış bir nörondaki bu kanallara bakalım:
görüldüğü üzere hücrenin içinde k+, dışında na+ yoğunluğu var. bu iki iyon da pozitif yüklü iken iç tarafın negatif, dış tarafın pozitif olarak işaretlenmiş olmasının sebebi ise içerideki k+ iyonlarının kendilerinden daha büyük yapılar olan negatif yüklü proteinlerle çevrelenmiş olmaları. binaenaleyh uyarılmamış olan istirahat halindeki zar voltajı dış tarafa göre negatif oluyor. bu durumda nöronun zar voltajı -70 milivolt gibi bir değer. zar voltajının negatif olduğu hâle, polarizasyon hali deniyor.
voltaj-kapılı iyon kanallarının açılabilmesi için, zar voltajının gelmesi gereken bir eşik değeri var. örnek olarak, na+ kanalları için bu değer -55 milivolt.
dolayısıyla, bir elektriksel sinyalinin nöronlar boyunca aktarılabilmesi için bu sinyal zar voltajında yeterli değişikliği yaratmalıdır.
eğer yaratamıyorsa kademeli potansiyeldir:
yaratıyorsa da aksiyon potansiyeldir:
elektrofizyolojideki all or none ilkesi budur. değişim yeterince güçlü değilse, iyon kanalından aktarım olmaz. nöronlardaki elektrik iletimi bakır tellerdeki gibi düşünülmemelidir. bir nöron ağındaki iletim hızını ele alırken, "akım, voltajla doğru orantılı iken dirençle ters orantılıdır." diyerek işin içinden çıkılamaz, yani elektron yüksekten düşen bir top gibi düşünülüp, voltaj da yer çekimi gibi mütemadiyen harekete sebep olan bir fenomen olarak hayal edilemez (myelinler bir tür "direnç düşürücü" olarak görülebilirler tabi).
Beyne Dair Hafıza, Öğrenme ve Zekâ Gibi Başlıca Soru İşaretlerinin Cevabı: Nöroplastisite
