Gepulste Neuronale Netze: Detailiertes Modell nach Hodgkin ... - CES

Um die Zeit- und Spannungsabhängigkeit der Ionenkanäle in Formeln zu fassen, führten
Hodgkin und Huxley die drei Variablen m, n und h ein. Die Variablen m, n und h geben dabei
Wahrscheinlichkeiten an, die mit dem Öffnungszustand der Kalium und Natriumkanäle zusammenhängen.
Die Permeabilität für den Na + -Kanal beschreibt das Modell mit
gNa = m 3 h GNa
Die Permeabilität des K + -Kanals ist gegeben durch
gK = n 4 GK
5.2 Physikalisches Modell
Diese Festlegungen begründeten sie mit folgendem physikalischen Modell: ein Na + -Kanal
verfügt über drei aktivierende Na + -Tore, die auch „m-Tore“ genannte werden, und ein inaktivierendes
„h-Tor“. Im Ruhezustand sind die „m-Tore“ geschlossen und das „h-Tor“ geöffnet.
Dieser Zustand ist in Abbildung 6 dargestellt.
Abbildung 6 : Na + -Kanaltore im Ruhezustand
Da m die Wahrscheinlichkeit angibt, dass eines der m-Tore geöffnet ist, gibt m 3 die
Wahrscheinlichkeit an, dass alle drei Tore geöffnet sind. Das Produkt von m 3 * h beschreibt
insgesamt die Wahrscheinlichkeit, dass die drei m-Tore und das h-Tor geöffnet sind.
Durch die oben beschriebenen Vorgänge gehen die Tore in die in dargestellten weiteren
Zustände über.
Abbildung 7 : Weitere Zustände des Na + -Kanals
Das Modell des Kaliumkanals ist ähnlich, mit dem Unterschied, dass hier vier gleiche Tore
existieren, die der Aktivierung des Kanals dienen. Bei dem Kaliumkanal existiert somit kein
Tor zur Inaktivierung.