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논문 상세정보

생체의 활동전위 전도에 관한 연구

A Study on the Response Propogation of Biological Action Potential

초록

뉴런에서 외부 자극을 받아 전위가 활성화되어 축삭을 따라 전도되는 현상은 전기적인 반응형태와 동일하다. 그러므로 본 논문에서는 전기회로의 개념을 도입하여 이러한 흥분전도현상을 해석하고자 하였다. 우선 축삭의 복잡한 전기적인 현상을 해석한 후 그 다음에 현실적으로 합리적이라 할 수 있는 가정 하에 단순화시킨 회로를 구성하였다. 전기공학적인 이론과 수학적인 개념을 도입하여 이 회로를 이용한 흥분전위의 전도현상을 유도하였다. 이 결과를 검증하기 위해 그동안 일반적으로 제시되었던 인체의 생리적, 전기적으로 대표할 수 있는 값들을 이용하여 어느 한 부위의 전위를 계산한 후 이것이 인근의 세포를 흥분시켜 다시 전도되는 현상을 확인하였다.

Abstract

The transmission phenomenon of neuron action potential due to exterior stimulation is somewhat identical to electrical reaction configuration. Therefore, I tried to analyze the transmission status of membrane excitation, by introducing electrical concept to this issue in this paper. First of all, I researched the complex electrical status of axon, and then simplified the electrical circuit into pure resistance circuit under the assumption that it was reasonable in practice. And I derived the transmission status of exciting action potential through the simplified circuits using electical theory and mathematical concept. I calculated overshoot potential of a certain portion and then confirmed that it excited neighbor portion and made it to be transmitted using the proposed data which was typical in point of biological and electrical view to verify this result.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전위차
뉴런의 막 사이에서 전위차(전압)가 발생하는 이유는?
모든 뉴런의 표면(세포막)에서 안쪽에는 양이온에 비하여 음이온이 다수로 존재하고, 바깥쪽에는 음이온에 비하여 양이온이 다수로 존재하기 때문에

모든 뉴런의 표면(세포막)에서 안쪽에는 양이온에 비하여 음이온이 다수로 존재하고, 바깥쪽에는 음이온에 비하여 양이온이 다수로 존재하기 때문에 막 사이에 전위차(전압)가 발생한다. 이 양이온과 음이온의 복잡한 상호작용에 의해서 외부로 순수 전하가 표현 되는 것이다.

활동전위
활동전위라 불리는 전압변화는 어떻게 발생하는가?
뉴런이 자극을 받으면 그 자극 부위에서 안정막전압이 순간적으로 크게 변한다

이 때문에 세포의 내부는 보통 세포 외부보다 음성적으로서 이러한 전압차를 뉴런의 안정막 전압이라 한다. 뉴런이 자극을 받으면 그 자극 부위에서 안정막전압이 순간적으로 크게 변한다. 활동전위라 불리는 이러한 전압변화는 축삭을 따라 전파되며, 이 활동전위의 전파는 인체 내에서 신호를 전달하는 주된 방법이다.

생체
생체의 두 가지 제어시스템은?
신경계와 호르몬 계의 두 가지 제어시스템

그 중에서도 가장 대표적인 것은 근육으로서 그 수축 메커니즘이 전기 현상과 밀접한 관련이 있다. 생체는 신경계와 호르몬 계의 두 가지 제어시스템으로 조절되는 것으로 알려져 있다. 신경 및 근육에서 이루어지는 운동 명령의 전달 및 신속한 조절을 하는 가장 중추적인 역할을 하는 뇌의 활동은 바로 신경계에서의 정보의 전달과 처리 그 자체이다.

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참고문헌 (6)

  1. 호시야마 노조무, 엄광문 김영철 편역, "의용계측의 기초", 양서각, 2004.8. 
  2. Stuart Ira Fox, Human Physiology", 7th ed. Academic Internet Publisher, 2009.12. 
  3. Robert Plonsey, Roger C. Bar, "Bioelectricity - A Quantitative Approach", 3rd ed, Springer, pp.97-154, 2007. 
  4. Paul Davidovits, "Physics in Biology and Medicine", 3rd ed., Academic Press, pp.180-199, 2008. 
  5. Martin Zinke-Allmang, "Physics for the Life Science", Nelson Education, pp.443-480, 2007. 
  6. Irving P. Herman, "Physics of the Human Body", Springer, pp.713-766, 2007. 

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