ЭХОИМПУЛЬСЫ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВОЛОКНАХ
Морнев О. А., Цыганов И. М., Асланиди О. В.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино
На основе численных экспериментов
с системой уравнений типа Ходжкина-Хаксли, количественно описывающей
динамику распространения и взаимодействия импульсов возбуждения
в параллельных электрически связанных нервных волокнах, рассмотрен
новый механизм возникновения эхоимпульсов при взаимных столкновениях
потенциалов действия. Механизм заключается в том, что потенциалы
действия, распространяющиеся во встречных направлениях вдоль одного
из волокон, наводят в соседнем волокне (при не слишком высокой
величине связи) подпороговые электротонические волны деполяризации,
которые движутся вместе с породившими их импульсами. При столкновении
потенциалов действия последние гаснут, тогда как электротонические
волны, столкнувшиеся в соседнем волокне, суммируются с превышением
порога и возбуждают в этом волокне два новых импульса, распространяющихся
в противоположных направлениях. Аналогичный эффект наблюдается,
когда бегущий потенциал действия "подводит" сцепленную
с ним электротоническую волну, движущуюся в параллельном волокне,
к области сужения последнего: в узости генерируется пара импульсов,
один из которых проходит в область сужения, а второй уходит назад
(эхо). Рассмотренный в работе механизм порождения эхоимпульсов
является иллюстрацией следующей простого, но важного замечания:
если в возбудимой среде удалось "свести" вместе (не
важно, каким именно способом) подпороговые волны электротона,
то область их суперпозиции может стать генератором потенциалов
действия. Предсказанные эффекты в принципе могут быть зарегистрированы
в электрофизиологических экспериментах и представляют интерес
с точки зрения сценариев развития сердечных аритмий, связанных
с генерацией внеочередных импульсов возбуждения по типу "эхо".