• sinir ve kas hücrelerinin membranları uyarıldıkları zaman oluşturdukları ani ve hızlı potansiyel değişimine verilen ad.kısa sürelidir yüksek genliklidir.hep yada hiç yasasına göre vuku bulur.bunun için bir eşik değervardır.aksiyon potansiyelini 6 dönemde incelersek;

    1.sükun dönemi:membran sükun potansiyeli değerindedir.membran polarizedir.hücre içi negatif hücre dışı pozitiftir.

    2.depolarizasyon dönemi:membran aniden na 'a karşı geçirgen hale gelir ve çok miktarda na içeri dolar.bu olay pozitif feedback (bkz: pozitif geribesleme)'e güzel bi örnektir.
    tipik sinir hücresindeki -90mv'luk polarize durum pozitif değerlere uçuşa geçer.burada aşırı bir sapma olursa buna overshoot denir.

    3.repolarizasyon dönemi: na+ kanalları kapanmaya başladıktan sonra (10^(-4) sn gibi kısa sürelerde.) k (bkz: potasyum) kanaları normaldeki haline göre daha da açılır. k'ların hücre dışına hızla diffüzyonu normal negatif potansiyelin yeniden oluşmasını sağlar.

    4.hiperpolarizasyon dönemi:hücre içinin sükun potansiyelinden daha negatif olmasıdır.

    5.negatif art potansiyel dönemi: k'nin hücre dışına geçirgenliğinin uzamasına bağlı olarak gelişir.

    6.art hiperpolarizasyon (pozitif art potansiyel) dönemi:membran repolarize olduktan sonra pek çok k kanalının bir kaç milisaniye kadar açık kalmasıyla k'nin hücre dışına fazlaca çıkması sonucu oluşur.daha negatif değerler ölçülmesine karşın pozitif art potansiyel denmesinin sebebi ilk potansiyel ölçümlerinin lifin dışndan yapılmasıdır.
  • etkinleşebilir gizil güç. *
  • olusmasi grafiklere bakildiginda basit gozukse de ciddi bir mekanizmasi vardir bu hadisenin. zarin dinlenme potansiyelini -70 mv olarak alalim. esik degerimiz ise -60 mv olsun. zar bu -70 mv luk durumunda polarize durumdadir. yani ic tarafta negatif yukler dis tarafta ise pozitif yukler bulunur. bu esik deger olan -60 mv a ulasildigi an voltaj sodyum kapilari acilir. aksonun icerisine hizla sodyum girmeye baslar. zar potansiyeli hizla pozitife dogru yukselir. zar depolarize olur. yani artik eksi yukler disarida arti yukler ise iceridedir. bu olay pik yaptigi zaman yani zar potansiyeli en pozitife ciktiginda ki bu ornegin +30 mv olabilir voltaj sodyum kapilari kapanir ve birden voltaj potasyum kapilari acilir. k hizla disari cikmaya baslar, zar potansiyeli +30mv dan negatif degerlere dogru hizla inerken repolarizasyon gerceklesir. -60 mv dolaylarina gelindiginde na kapilari normal halini alir. yani kapalidirlar ancak acilabilecek gucleri de mevcuttur. -70 mv a gelindiginde voltaj k kapilari da kapanir. ancak durmaz zar potansiyeli ve -70 mv un biraz daha negatifine gider. daha sonra -70 mv a geri donulur ki bu dinlenme halidir. na ve k kapilari kapalidir.
  • şimdi ilk önce "aksiyon potansiyeli nedir ve neden oluşur ?" sorusunu cevalıyalım.
    aksiyon potansiyeli can lı vücudunda uyaranlara karşı tepki veren önemli bir olaydır. sinir hücreleri (özellikle içlerinde bulunan na, k pompaları sayesinde) gerçekleşir.

    http://www.biyolojidefteri.com/…es/denetleme305.jpg

    (grafik üzerinden anlatacağım bu yüzden üstteki linke tıklayıp açın bunu okurken arada oraya dönmeniz gerkecek.)

    şimdi bu aksiyon potansiyeli oluşumun evrelerinden bahsedelim:

    1-) depolarizasyon
    2-) repolarizasyon
    3-) hiperpolarizasyon

    (referans olarak insanı alıyorum.)
    ilk olarak hücre uyarılır ve bu uyarılma sonucu sinir hücresindeki na (sodyum) pompası açılır ve hücre + ile yüklenmeye başlar. (depolarizasyon 1. bölüm)
    zirve noktaya ulaştığı anda k (potasyum) açılır ve hücre yük kaybetmeye başlar. (repolarizasyon 4. bölüm)
    hızını alamayn hücremiz baştaki seviyesinin altına iner ve k pompası da kapanır. ardından hücremiz yavaşça kendi seviyesine çıkar. (hiperpolarizasyon 5. bölüm)

    ayrıca konuyla bağlantılı olan şu başlığada bir bakın derim
    (bkz: refrakter periyot)
  • bilincin, yani kişisel seçimleri yaptıran gücün, nasıl meydana geldiği çağdaş bilimin en önemli araştırma konularından biridir. klasik fizik bu oluşumun beyindeki aksiyon potansiyelleri (yani nöronlardaki iyonların iyon zarındaki kapılardan girip çıkmaları ile oluşan elektrik sinyalleri) ile olduğu konusunda hemfikirdir. ancak kuantum mekaniğinin ortaya çıkarılmasından sonra bu anlayışın gerçeği yansıtmadığı, kuantum mekaniği ile elde edilen ve bilimsel ortamda kanıtlanan verilerle çeliştiği ortaya çıkmıştır. zaten birçok bilim adamı bu çözümün “hard problem”e açıklık getiremediğini, basit elektrik çakmalarının böylesine büyük bir gerçeği yaratamayacağını öne sürmüşlerdir.

    direnişlerin nedeni newton idealarına aşırı bağlı fizikçilerdir. oysa “yerçekimini bulan adam” olarak tanınan ve bu işin formülünü yazan newton’un aslında yer çekiminin temel nedenini anlayamadığı einstein sonrasında (einstein’ın “general relativity”yi keşfetmesi ile) ortaya çıkmıştır! fizikçiler newton yüzünden “düşey atış” formüllerine takılı kalmışlar, burnumuzun dibinde (pardon, hücrelerimizn içinde) gerçekleşen mucizeye sırtlarını dönmüşlerdir.

    ancak aynı tutuculuğa zamanının en “ilericisi” olan einstein da kapılmış, yaşlılığında o da bohr’un kuantum teorilerine karşı çıkmıştır. oysa bilim bohr’un haklı olduğunu göstermiştir. görülmektedir ki yeniliğin, değişimin, ilerlemenin önünü kapayan sanıldığı gibi bilim adamları değil, hemen her konuda görülen bağnazlık adlı korku ürünü kavramdır. bu tuzağa kim düşerse -ister bilim adamı olsun, ister “esnaftan sülüman”- insanlığa ve kendine zarar verecektir.

    kuantum mekaniğinden sonra bilincin beyindeki kuantum işlemleri ile (yani makrokozmosta -bizim bildik atom üstü dünyada- meydana gelemeyen bazı garip olaylar ile) oluştuğu hakkında birçok hipotez (örneğin orch or, implicate/explicate order, holonomic brain vb.) geliştirildi. bu teorilere de benzer kişiler (özellikle de en fazla ses getiren orch or’a, patricia churchland, piero scaruffi aşağılamaya, alay etmeye varacak kadar) karşı çıktılar. argümanları ise ortaktı: “beyindeki süperpozisiyonlar (http://www.janus722.com/kuantum/kuantum_2.html ), decoherence (http://www.janus722.com/kuantum/kuantum_5.html ) nedeni ile ile yok olduklarına göre kuantum işlemleri madde dünyasında bir sonuç yaratamazlar.”

    ancak 2015 yılında kaliforniya üniversitesi'nden fizikçi matthew fisher, beyinde süperpozisyonların eşevresizliğe direnebileceğini gösterdi! üstelik buluşu ile çok farklı bir gerçeğe de dikkat çekmekteydi: nöronların (beyin hücrelerinin) birbiri ile iletişimini sağlayan elektrik (aksiyon potansiyeli) "de" süperpozisyonlar içerebilir, yani bir çeşit "seçiciliğe" sahip olabilirdi!

    matthew fisher'ın teorisini açalım:

    teorinin temeli fosfor atomlarına dayalı. fosfor, nöronlarda fosfat iyonu (bir fosfor, dört oksijen atomunun birleşmiş hali) şeklinde yer almakta. bu iyonlar hücrenin ana enerji ögeleri. hücrenin enerjisi atp molleküllerinde (organik bir moleküle bağlı 3 fosfat grubu) depolanıyor. fosfatların biri serbest kalınca enerji salıveriliyor.
    fisher'in teorisine göre fosfor çekirdeğinin spin adlı kuantum özelliğine sahip oması yüzünden iki fosfat iyonu farklı bir süperpozisyon çeşidi olan "kuantum dolanıklığı" yapabilmekteler!

    kuantum dolanıklığı, iki kuantum nesnesinin (diyelim iki elektronun) birbirleri ile henüz açıklanamayan bir şekilde eş hareket etmeye başlamaları manasında. aralarında hiç bir iletişim ortamı olmadığı, haberleşecek imkanlarının bulunmadığında da dolandıktan sonra ortak hareket ediyorlar. einstein'ın bile ölümüne dek inanamadığı bu gerçek (bilim ortamında kanıtlandığı için gerçek olarak söz ettim) "dolanma" sözcüğünden doğan "kuantum dolanıklığı" quantum entanglement şeklinde adlandırılmakta.

    dolanıklığın var olması ise süperpozisyonun var olması demek! eş deyişle, iki fosfat iyonu süperpozisyon durumunda olabilmekteler, süperpozisyon yapabilmekteler.
    fisher, süperposizyonların çevre ile etkileşimde dağılacağını [decoherence olacağını] kabul etse de, fostat'ın bu durumun dışında olduğunu öne sürüyor; çünkü spinler -çevre ile güçsüz etkileşimde oldukları için- fostat eşevresizliğe (dağılmaya) direniyor ve süperpozisyonlar korunuyorlar.

    beyin elektriğinin bir çeşit bilinç taşıyor olabileceği düşüncesi ise teorinin bundan sonraki safhası ile ortaya çıkmakta: bulguya göre süperpozisyonlar aksiyon potansiyelinde (beyin elektriğinde) de yer almakta, var olmaktalar! yani beyin elektriği niteliksiz bir iyon akımı ile sınırlı "bir çakış"ın ötesinde olan bazı farklı gerçekleri (nitelikleri) içeren bir fenomen!

    fisher bu hipotezin nedenselliğini şöyle açıklamakta:

    altı fosfat iyonu (spinli olan, yani kuantum olaylarını yapabilecek iyonlar), dokuz kalsiyum iyonu ile bağlanarak posner molekülleri adlı bir oluşumu yapıyorlar. fosfat'ın bağlandığı kalsiyum ise beyin elektriğinin nöronlarda oluşması sürecinin önemli bir ajanı. (yani spinli iyonlar, beyin elektriği yaratan iyonlara bağlanıyorlar.)
    farklı bir söyleyişle: posner moleküllerinde (fosfor yüzünden) dolanıklığın varlığı nedeniyle, sinyalde (beyin elektriğinde) süperpozisyon olabiliyor. beyin elektriğinde süperpozisyon, bulunmasına fisher "düşüncenin süperpozisyonu" demekte.
    özetle; bizi biz yapan sinyallerde bir alternatif, bir seçme şansı bulunmakta. bu hipotez ile yüzyıllardır yanıtlanamayan "benzer elektrik sinyalleri olan çakışlar nasıl bu denli farklı bilinçleri var eder?" sorusunun yanıtı "elektrik sanıldığı gibi bir çakış olmayabilir" şeklinde verilmiş oluyor.

    bu bilgiler sonucunda “elektriğine hükmeden, şansı yakalar” demek çok hatalı olmasa gerek!

    düzeltme: linkleri yeniledim.
  • aksiyon potansiyelinin oluşumunda etkili olan etmenler;

    1) hücre zarının iyonlara olan seçici geçirgenliği.

    2) hücre zarının hücre içindeki negatif yüklü ağır molekülleri geçirmeyişi.

    3) hücrenin elektriksel, kimyasal, ısıl, optik, mekanik, magnetik vs. etkilerle uyarılabilir
    olması.

    4) uyarılan hücrenin zarının iyonlara olan geçirgenliğinde değişim olması.

    5) hücre zarında pasif transporta ek olarak aktif transportun da bulunuyor olması.
  • yaklaşık bir mili saniye süren (1/1000 saniye) yayılımlı (propagated) bir tepkidir. akson veya sinir lifi dinlenme durumundayken iki elektron uçları arasındaki potansiyel farkı -70 mili volttur. (bir mili volt bir voltun 1/1000'idir). nöronda sinyal olmadığı sürece aynı kalan bu değere dinlenme potansiyeli denir. bir başka deyişle nöronun içi, dışına kıyasla 70 mv daha negatiftir ve nöron dinlenme durumunda kaldığı sürece böyle kalır. ama nöron reseptörünün bir sinyalin akson boyunca iletilmesi için uyarıldığını düşünelim. muhtemel akson içindeki yük, dışındakine kıyasla +40 mili volta yükselecektir. lifin içindeki yük işleyişi tersine çevirip yeniden negatif olmaya başlayacaktır. bu durum dinlenme düzeyine geri dönene kadar devam edecektir. buna aksiyon potansiyeli denmektedir.
  • kalbin aksiyon potansiyelinde faz 1'deki potasyum kanalları transient outward potassium channels olarak geçer. bu kanallar insanda bilinen en hızlı potasyum kanallarıdır. yani faz1'de en hızlı potasyum geçişi olurken, faz2'de ise en yavaş potasyum geçişi olur.( faz2 plato fazıdır.)

    tüm pacemaker hücrelerinde depolarizasyondan l tipi kalsiyum kanalları sorumludur.

    kalpte en uzun refrakter periyod purkinje liflerindedir.
  • başlığın diğer yarısı: (bkz: action potential)

    aslında diğer adı impulse'dir. birçok kaynakta eş anlamlı olarak kullanılır.

    sinir hücrelerinde impulse yönü dentrit->cell body->axon->synaps şeklinde ilerler. oradan da yandaki sinir hücresinin dentritine geçer ve aynı şekilde devam eder.

    aksiyon potansiyeli farkı akson kılıfında sodyum+/potasyum+ kanallarının açılıp kapanması sayesinde gerçekleşir. axon kılıfından içeri giren na+ depolarizasyona ve dışarı çıkan k+ repolarizasyona hatta fazlasıyla çıkarak hiperpolarizasyona sebep olur.
    (bkz: gaba/@architects creed)

    edit: net video.

    tek cevap verilemeyen, hiçbir yerde söylenmeyen konu ise repolarizasyon sonrası dışarıdaki potasyuma ne olduğu. eğer sürekli dışarı çıkıyorsa ve hiç girmiyorsa hücre içindeki potasyum nereden geliyor?

    edit2: şurada tek cümle geçiyor.
    --- spoiler ---
    protein transport molecules are responsible for na+ out of the cell and k+ into the cell to restore the original resting ion concentrations.[5]
    --- spoiler ---

    edit3: evet cevap sodyum-potasyum pompasıymış.
  • insanın algıladığı ölümle yaşam arasındaki ince çizgi.

    varsa yaşıyorsunuz, yoksa ölüm.
hesabın var mı? giriş yap