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神经元信号

关于这个模拟实验

本模型展示神经冲动沿轴突传播的过程，并按膜电位着色：静息时为蓝色，达到阈值时为青色，峰值时为黄色。学生可以按下“刺激”或保持“自动触发”开启，开关髓鞘，并将轴突直径在 1 至 20 微米之间调节。读数会显示探针处的电压、动作电位所处的时相、传导速度以及信号何时到达末梢。该模型有助于讲解静息电位、去极化和复极化，以及为什么有髓鞘纤维的神经冲动传导快得多。

学生可以探索什么

  • 按下“刺激”，观察“探针处电压”读数从约 -70 mV 上升到峰值。
  • 关闭“髓鞘”，比较“传导速度”和“到达末梢”的数值。
  • 增大“轴突直径”，并记录有髓鞘与无髓鞘时速度的变化。
  • 关闭“自动触发”，每次发出一个冲动，并阅读每个时刻的“时相”。
  • 把蓝色、青色和黄色分别与静息、阈值和峰值对应起来。

学习目标

  1. 1描述动作电位的静息电位、阈值和峰值。
  2. 2解释钠通道和钾通道如何引起去极化和复极化。
  3. 3解释髓鞘和郎飞结如何加快传导。
  4. 4预测轴突直径和髓鞘化如何改变信号速度。

教师常问的问题

神经元信号模拟免费吗？

是的。它免费使用，可在任何现代浏览器中运行，包括互动白板和平板电脑。无需注册，也无需安装。

什么是动作电位？

它是神经元膜两侧电压的短暂反转，从约 -70 mV 变为约 +40 mV，再恢复原状。先是钠通道打开，随后钾通道使静息电压恢复。

为什么髓鞘能让信号传导更快？

髓鞘使轴突绝缘，因此神经冲动只在称为郎飞结的间隙处再生，并有效地在各结之间跳跃。这种跳跃式传导在粗纤维中可达 60 至 120 m/s。

模型中的时间是真实的吗？

不是。动画减慢了约 40 倍，郎飞结间距也做了夸大。读数中的速度来自有髓鞘和无髓鞘轴突的标准近似值。

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