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".