Potencjał czynnościowy — próg i zasada „wszystko albo nic”
Neuron reaguje na bodziec zero-jedynkowo: dopiero przekroczenie progu (−55 mV) wyzwala pełny potencjał czynnościowy o stałej amplitudzie. Silniejszy bodziec nie zwiększa amplitudy impulsu — to zasada „wszystko albo nic”. W okresie refrakcji drugi bodziec może nie wywołać impulsu. Zmień siłę bodźca i odstęp między bodźcami.
Dam Ci docelową liczbę impulsów — dobierz siłę bodźca i odstęp tak, by neuron wystrzelił dokładnie tyle iglic.
Co się właśnie stało?
Póki bodziec nie dobił do progu −55 mV, powstawał tylko drobny, gasnący potencjał lokalny — żadnej iglicy. Gdy próg został przekroczony, neuron wystrzelił pełny impuls. I choć potem zwiększałeś siłę bodźca coraz mocniej, kształt i wysokość iglicy się nie zmieniały.
Wartości progowe:
Spoczynkowy potencjał błony to , a próg pobudzenia to . Dopiero depolaryzacja do progu otwiera lawinowo bramkowane napięciem kanały sodowe.
Rola jonów Na⁺ i K⁺:
Depolaryzacja: napływ jonów Na⁺ do wnętrza komórki gwałtownie podnosi potencjał do ~. Repolaryzacja: kanały Na⁺ się zamykają, a wypływ jonów K⁺ na zewnątrz przywraca ujemny potencjał — z krótką hiperpolaryzacją poniżej −70 mV, zanim błona wróci do spoczynku.
Zasada „wszystko albo nic":
Impuls albo powstaje w pełni (po przekroczeniu progu), albo wcale (poniżej progu). Amplituda nie zależy od siły bodźca — silniejszy bodziec nie daje wyższej iglicy. Informację o sile bodźca neuron koduje częstotliwością impulsów, nie ich wysokością.
Okres refrakcji:
Tuż po iglicy kanały sodowe są zainaktywowane — to refrakcja bezwzględna. Drugi bodziec, nawet nadprogowy, nie wywoła wtedy impulsu (na wykresie zaznaczona jako ✗). Dlatego przy małym odstępie widzisz tylko jedną iglicę. Refrakcja narzuca górny limit częstotliwości i wymusza jednokierunkowy bieg impulsu wzdłuż aksonu.
Po co Ci to na maturze:
Klasyka zadań o neuronie: wskazać próg, opisać rolę Na⁺/K⁺ w kolejnych fazach, wyjaśnić, dlaczego silniejszy bodziec nie zwiększa amplitudy (kodowanie częstotliwością) i po co jest refrakcja. Trzymaj się schematu: spoczynek → próg → depolaryzacja (Na⁺) → repolaryzacja (K⁺) → hiperpolaryzacja → refrakcja.
Ten eksperyment łączy się z filmem /multimedia/potencjal-czynnosciowy — obejrzyj animację przebiegu impulsu wzdłuż aksonu.
Zapamiętaj: neuron działa według reguły „wszystko albo nic" — powyżej progu −55 mV impuls ma zawsze tę samą amplitudę, a jego siłę koduje częstotliwość, nie wysokość.
Teoria i wzory
Zasada „wszystko albo nic"
Neuron reaguje zero-jedynkowo. Bodziec musi przekroczyć próg (ok. −55 mV, z potencjału spoczynkowego ok. −70 mV), by wyzwolić pełny potencjał czynnościowy.
Kluczowe zależności
- bodziec podprogowy → tylko niewielka, zanikająca depolaryzacja lokalna, brak impulsu
- bodziec nadprogowy → pełny impuls o stałej amplitudzie
- silniejszy bodziec nie zwiększa amplitudy impulsu — koduje się częstotliwością impulsów, nie ich wielkością
Okres refrakcji
Tuż po impulsie neuron jest niepobudliwy (refrakcja bezwzględna) — kolejny bodziec, nawet silny, nie wywoła impulsu. To zapewnia jednokierunkowy przepływ i rozdziela kolejne potencjały.
Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.
Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.
Najczęstsze pytania
›Co to „wszystko albo nic”?
Zasada mówiąca, że powyżej progu potencjał czynnościowy ma zawsze pełną, stałą amplitudę — niezależnie od siły bodźca. Poniżej progu impuls nie powstaje.
›Po co okres refrakcji?
Zapewnia jednokierunkowy przepływ impulsu i oddziela kolejne potencjały czynnościowe. W refrakcji bezwzględnej neuron nie odpowiada na żaden bodziec.
›Co dzieje się przy bodźcu podprogowym?
Wywołuje jedynie niewielką, zanikającą depolaryzację lokalną — nie powstaje potencjał czynnościowy.