Rheobase

Rheobase ist der minimale Schwellenwert der Neuronenerregung, bei dem eine Änderung des Membranpotentials auftritt. Die Anzahl der Mediatormoleküle am Ort der Reizeinwirkung muss einen der Rheobase entsprechenden und darüber hinausgehenden Wert erreichen. Wenn die Erregung schwach ist, ignoriert das Neuron dies und verharrt im Ruhezustand. Wenn die Erregung stark genug ist, wirkt sie sich auf die postsynaptische Membran aus. Die Beziehung zwischen Reiz und Rheobase wird Kraft-Zeit genannt und liefert Informationen über die Feuerrate und die Anzahl der beteiligten Neuronen bei einem bestimmten Aktivierungsniveau.

Bei einer Reihe von Molekülen (z. B. Ca2+-Ionen, Acetylcholinmoleküle) hängt die Aktivierungsschwelle von der Konzentration im synaptischen Spalt ab. Der Aktivierungsgrad einer Zelle kann durch die Stärke der Aktivierung (Stromamplitude oder Aktionspotential) sowie die Zeit bis zum Erreichen des Rheobase-Levels charakterisiert werden.

Wenn die Stimulationsstärke auf einen Wert ansteigt, der die Rheobase überschreitet, aber nicht die Sättigung erreicht, kann es zu einer Erregungsübertragung kommen, obwohl die aktive Leitfähigkeit der Membran im Vergleich zur ursprünglichen Leitfähigkeit für lange Zeit hoch bleibt. Der Mechanismus einer solchen stabilen Anregung wird als Langzeitionisation bezeichnet. Aufgrund der Rheobasis nimmt die Amplitude der Welle proportional zur Stärke der Stimulation zu. Unter konstanten Strombedingungen ist die Größe der konstanten Komponente („Strom durch die Membran“) gleich dem Produkt aus Rheobase und Stimulationsfrequenz. Wenn der Membranwiderstand unter diesen Bedingungen nicht von der Stromstärke abhängt, bleibt seine Form trotz Änderungen der Wellenamplitude konstant. Die Eigenschaft der Informationsunendlichkeit kann durch die kombinierte Wirkung der Auslöse- und Nachhallmechanismen erklärt werden.