Modelo de Hodgin-Huxley para una sola neurona - continuación

Como continuación de esta pregunta que he publicado. Se da otro conjunto de preguntas para el mismo modelo: ingrese la descripción de la imagen aquíEsta vez también se da que para t < 0 el potencial de membrana es tu 0 , y en t = 0 salta instantáneamente a tu , y eso tu 0 , tu , tu 2 , tu i o norte se mantienen por t 0 . Entonces, con estos datos adicionales, podría calcular r ( t ) y s ( t ) para t 0 de la siguiente manera:

Para t 0 , tu ( t ) = tu entonces r 0 ( 0 ) = r 0 ( tu ) 1 y s 0 ( 0 ) = s 0 ( tu ) 0 . También, τ r ( 0 ) = τ r ( tu ) = 1 y τ s ( 0 ) = τ 2 ( tu ) = 15 .

Entonces, obtenemos: r = r 1 1 y s = s 0 15 r + r = 1 y s + s 15 = 0 .

Estas son diferencias lineales de primer orden. ecuación de la forma:

y ( X ) + pag ( X ) y = q ( X )

Entonces su solución es de la forma:

mi pag ( X ) d X ( q ( X ) pag ( X ) d ( X ) + C ) ( C es una constante)

Entonces obtengo: r ( t ) = C 1 mi t + 1 y s ( t ) = C 2 mi t / 15 .

Creo que no tenemos forma de conocer nuestras condiciones iniciales. r ( t = 0 ) y s ( t = 0 ) (¿ tengo razón? ) Entonces, por simplicidad, supongamos que C 1 = C 2 = 1 y obtenemos:

r ( t ) = mi t + 1 y s ( t ) = mi t / 15 .

Así por ejemplo: r ( t = 100 ) = mi 100 + 1 1 y s ( t = 100 ) = mi 100 / 15 = 0.0013 y r ( t = 3 ) = mi 3 + 1 = 1.0498 y s ( t = 3 ) = mi 3 / 15 = 0.8187

Entonces mi pregunta es: ¿ Cómo es que las respuestas 4 y 7 a continuación se indican como verdaderas?ingrese la descripción de la imagen aquí

Respuestas (1)

En realidad, hay una manera de determinar las condiciones iniciales para este problema.

Suponemos que las variables de activación r y s están en un estado estacionario antes de que el potencial de membrana salte de tu 0 a tu .

Si observamos el primer gráfico (la relación de estado estacionario frente al potencial de membrana) podemos ver que en el potencial de membrana tu 0 eso r ( t = 0 ) 0 y s ( t = 0 ) 1 .

Luego hacemos nuestro salto de voltaje desde tu 0 a tu y ahora nuestro r ( t ) y s ( t ) cambiará hacia sus nuevos valores estables r = 1 s = 0 con constantes de tiempo dadas por el segundo gráfico.

tus ecuaciones r ( t ) = C 1 mi t + 1 y s ( t ) = 0 + C 2 mi t / 15 son correctas, pero usando la información de los gráficos podemos ver que C 1 = 1 y C 2 = 1 .

De estas ecuaciones podemos ver que r ( 3 ) = 1 mi 3 .9502 y s ( 3 ) = mi 1 5 .81 (Tenga en cuenta que .81 está lo suficientemente cerca de 1 para este problema en particular). Esto significa que el canal está mayormente abierto como afirma la afirmación 4.

Ahora para el enunciado 7 tenemos t = 100 y mientras r ( 100 ) = 1 mi 100 1 , y s ( 100 ) = mi 100 15 0 . Esto significa que el producto r ( 100 ) 2 s ( 100 ) 1 2 0 0 por lo tanto, el canal está mayormente cerrado.

Espero que esto ayude.

Todo cierto. Solo recuerde que un canal en particular está prácticamente abierto o cerrado (según lo verificado por grabaciones eléctricas de un solo canal), por lo que 0.81 abierto significa que el 81% de los canales están abiertos en t = 3 .