vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 489 Научная статья Original article Статьи Article Анализ изменения потенциала действия в нервном волокне Analysis of changing of the action potential in nerve fiber Богатов Н.М. Богатов Николай Маркович Bogatov Nikolay M. bogatov@phys.kubsu.ru

д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий кафедрой физики и информационных систем Кубанского государственного университета

 Григорьян Л.Р. Григорьян Леонтий Рустемович Grigoryan Leontiy R. leonmezon@mail.ru

канд. физ.-мат. наук, доцент, доцент кафедры физики и информационных систем Кубанского государственного университета

 Понетаева Е.Г. Понетаева Елена Геннадьевна Ponetaeva Elena G. elena.ponetaeva@gmail.com

аспирант кафедры физики и информационных систем Кубанского государственного университета

 Кубанский государственный университет, КраснодарKuban State University, Krasnodar 23 09 2013 3 21 25 16 07 2013 20 08 2013 23 09 2013 Copyright (c) 2013 Богатов Н.М., Григорьян Л.Р., Понетаева Е.Г. 2013 Богатов Н.М., Григорьян Л.Р., Понетаева Е.Г. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

This article introduces generalization of the action potential spreading model which considers generation of the action potential in each segment of the nerve fiber. Behavior of the impulse signal waveform during the propagation process was analyzed. A mechanism of distributed generation of the charge in nerve fiber results in decrease of phase velocity of signal spreading rate. Amplitude of the action potential decreases and pulse width increases in the action potential propagation process.

Представлено обобщение модели распространения потенциала действия с учетом генерации потенциала в каждом участке волокна. Проанализирован характер изменения формы импульсного сигнала в процессе распространения. Показано, что механизм распределенной генерации заряда в нервном волокне приводит к уменьшению фазовой скорости распространения сигнала. В процессе распространения происходит уменьшение амплитуды и увеличение ширины импульса потенциала действия.

 нервное волокно потенциал действия импульсный сигнал nerve fiber action potential impulse signal Hodgkin A.L., Rushton W.A.H. The electrical constants of a crustacean nerve fibre // Proc. Roy. Soc. London. 1946. Ser B. Vol. 133. P. 444-479. Hodgkin A.L., Huxley A.F. A quantative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve // J. Physiol. (London). 1952. Vol. 117. No. 4. P. 500-544. Ходжкин А. Нервный импульс. М.: Мир, 1965. 128 с. Frankenhaeuser В., Huxley A. The action potential in the myelinated nerve fibre of Xenopus Laevis as computed on the basis of voltage clamp data // J. Physiol. 1964. No. 2. P. 302-315. Фомин С.В., Беркинблит М.Б. Математические проблемы в биологии. М.: Наука, 1973. 200 с. Abbott L.F., Kepler Т.B. Model neurons: from Hodgkin-Huxley to Hopfield // Statistical Mechanics of Neural Networks, L. Garrido, ed., no. 368 in Lecture notes in Physics, Springer-Verlag, 1990. P. 5-18. Dominique Debanne. Information processing in the axon // Nature Reviews Neuroscience. 2004. Vol. 5. No. 4. P. 304-316. Максименко Е.В. Аналитическая модель нервного импульса // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2003. Т. 10. Вып. 3. С. 696-697. Максименко Е.В. Использование уравнения Кортевега- де Фриза для моделирования трансмембранного потенциала в нервном волокне // Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета, серия "Естественнонаучная". 2004. №1(7). С. 234-235. Максименко Е.В. Моделирование распространения нервного импульса с использованием ЭВМ // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2004. Т. 11. Вып. 2. С. 368-369. Максименко Е.В. Об использовании математических методов в биологических исследованиях // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2005. Т. 12. Вып. 2. С. 431-432. Селезов И.Т., Морозова Л.В. Обобщение задачи возбуждения и распространения потенциала действия по нервному волокну // Прикладна гiдромеханiка. 2010. Т. 12. №3. С. 75-83. Богатов Н.М., Григорьян Л.Р., Понетаева Е.Г. Моделирование распространения электрического импульса в нервном волокне // Коллективная монография. Современные проблемы физики, биофизики и инфокоммуникационных технологий. Краснодар: Краснодарский ЦНТИ, 2012. С. 33-44. Антонов В.Ф., Черныш А.М., Пасечник В.И. и др. Биофизика. М.: Владос, 2003. 288 с.