Ιχνοδυναμικό στη Νευροφυσιολογία

Το δυναμικό ίχνους είναι η αργή αλλαγή στο δυναμικό της μεμβράνης που συμβαίνει μετά το τέλος του δυναμικού δράσης. Αυτό το φαινόμενο σχετίζεται με διαδικασίες αποκατάστασης που συμβαίνουν σε διεγέρσιμους ιστούς μετά τη διέγερση.

Το δυναμικό ίχνους προκύπτει ως αποτέλεσμα αλλαγών στη συγκέντρωση ιόντων νατρίου και καλίου στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Όταν το δυναμικό δράσης φτάσει στο αποκορύφωμά του, η συγκέντρωση των ιόντων νατρίου στο κυτταρόπλασμα αυξάνεται απότομα, με αποτέλεσμα την αύξηση του ρυθμού εκπόλωσης της μεμβράνης. Ωστόσο, μετά το τέλος του δυναμικού δράσης, η συγκέντρωση των ιόντων καλίου στο κυτταρόπλασμα μειώνεται γρήγορα, γεγονός που οδηγεί σε επιβράδυνση της εκπόλωσης της μεμβράνης και στην εμφάνιση δυναμικού ίχνους.

Τα δυναμικά ίχνης μπορεί να είναι είτε θετικά είτε αρνητικά. Ένα θετικό δυναμικό ίχνους δείχνει ότι η κυτταρική μεμβράνη έχει γίνει λιγότερο πολωμένη από ό,τι πριν από τη διέγερση. Ένα αρνητικό δυναμικό ίχνους δείχνει ότι η μεμβράνη έχει γίνει πιο πολωμένη.

Στη νευροφυσιολογία, τα ιχνοδυναμικά παίζουν σημαντικό ρόλο. Βοηθούν στη ρύθμιση της διεγερσιμότητας των νευρώνων και στον προσδιορισμό της ταχύτητας μετάδοσης των νευρικών ερεθισμάτων. Τα ιχνοδυναμικά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη των μηχανισμών νευροπλαστικότητας και αποκατάστασης των νευρωνικών δικτύων μετά από βλάβη.

Η μελέτη των ιχνών μπορεί να βοηθήσει στην κατανόηση των μηχανισμών του νευρικού συστήματος και στην ανάπτυξη νέων μεθόδων για τη θεραπεία νευρολογικών παθήσεων.

Το δυναμικό ίχνους είναι ένα φαινόμενο στην ηλεκτροφυσιολογία των διεγέρσιμων ιστών, το οποίο εκδηλώνεται ως αργή (για νευρικές ίνες 0,05-0,1 ms) αλλαγή του δυναμικού της μεμβράνης τους στο τελικό δυναμικό ηρεμίας μετά από διαταραχή της ηλεκτρικής ισορροπίας μεταξύ διεγέρσιμων δομών. Η αποκατάσταση του δυναμικού ισορροπίας μπορεί να μην συμβεί αμέσως, αλλά μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, δηλαδή, ένα άτομο μπορεί να διακόψει τη δραστηριότητα σε μια συγκεκριμένη στιγμή, αλλά να μην την ολοκληρώσει αμέσως. Οι γρήγορες ταλαντωτικές αλλαγές στο δυναμικό της μεμβράνης κατά τη διάρκεια της δραστηριότητας των νευρικών κυττάρων μπορεί να προκαλέσουν πυροδότηση σύγχρονων αποπολωτικών μετασυναπτικών δυναμικών ή τοπική υπερπόλωση, που μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία δυναμικού δράσης από έναν αριθμό γειτονικών μη διεγερμένων κυττάρων ή από ένα μόνο γειτονικό κύτταρο. Αυτή η ιδιότητα αποτελεί τη βάση της μετάδοσης της διέγερσης κατά μήκος των νευρικών ινών από το σώμα ενός νευρώνα στο σώμα ενός άλλου. Μετά τη διακοπή των δυναμικών ηρεμίας της μεμβράνης, η άθροιση των τοπικών δυναμικών στη μεμβράνη συμβαίνει λόγω μείωσης της διαπερατότητας των ιόντων καλίου λόγω της εξάπλωσης της διέγερσης μέσω των συνάψεων και της ανακατανομής της συγκέντρωσης του ενδοκυτταρικού Ca και Na (βλ. δυναμικά) στα τερματικά των συνάψεων. Τα δυναμικά ίχνης μπορούν επίσης να είναι σημαντικά στους μηχανισμούς μνήμης, στο σχηματισμό μηχανισμών πυροδότησης (για παράδειγμα, μια νευρική ώθηση) και σε μια σειρά άλλων διεργασιών στη λειτουργία του νευρικού συστήματος.