神経における可逆的熱産生の重要な結果と活動電位の断熱性【JST・京大機械翻訳】

Heimburg Thomas

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202200376898923 整理番号：22P0111858

神経における可逆的熱産生の重要な結果と活動電位の断熱性【JST・京大機械翻訳】

The important consequences of the reversible heat production in nerves and the adiabaticity of the action potential

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発行年： 2020年02月14日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2020年08月07日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

神経パルスに関連する測定可能な熱産生はないことは長い間知られている。むしろ,熱生成は二相性であり,作用電位の最初の相の間の熱放出は,第2相の間,類似の量の熱の再吸収が続くことが分かった。神経における熱産生の測定の長い歴史をレビューし,断熱及び等エントロピープロセスの熱力学に焦点を当てたこれらの知見の新しい解析を提供した。気体中の断熱振動,層内の波,ばねの振動,およびキャパシタの可逆(または不可逆的)充電と放電を考慮することによって始める。次に,これらのアイデアを神経パルスの熱シグネチャに適用した。最後に,Hodgkin-Huxleyモデルから期待される温度変化と神経に対するソリトン理論を比較した。神経における熱産生は,Hodgkin-Huxleyモデルで提案されたように,膜キャパシタの不可逆的充電と放電として説明できないことを示した。代わりに,断熱パルスと一致すると結論した。しかし,神経パルスが断熱であれば,その特徴を説明するために,完全に異なる物理が必要である。次に,膜プロセスは可逆的であり,”銃粉の燃焼ヒューズ”(A.L.Hodgkin)に似たばねの振動に似ている。最近,神経パルスの断熱性を認識する理論が様々な著者によって議論されている。それはソリトンモデルの中心コアを形成し,局所音響パルスとして神経パルスを考慮した。【JST・京大機械翻訳】

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脳・神経系モデル

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