Потенциал действия (Ходжкин–Хаксли)
Модель Ходжкина–Хаксли описывает возбудимую биологическую мембрану с зависящими от напряжения проводимостями Na⁺ и K⁺, управляемыми переменными затворов m, h, n. Деполяризующий ток поднимает V; при открытии натриевых каналов положительная обратная связь даёт фронт спайка, затем калий реполяризует клетку. Страница интегрирует классический набор параметров аксона кальмара методом РК4 и строит V(t) и эффективные проводимости.
Для кого: Бакалавры по биофизике и нейронауке.
Ключевые понятия
- Ходжкин–Хаксли
- Потенциал действия
- Каналы Na/K
- Затворы
- РК4
РК4 по ОДУ ХХ; импульс с 1 мс. Увеличьте I или длительность, чтобы пересечь порог.
Графики
Как это работает
ОДУ Ходжкина–Хаксли (кальмар): импульс тока, V(t) и эффективные проводимости g_Na m³h, g_K n⁴ после численного интегрирования РК4.
Часто задаваемые вопросы
- Зачем два графика?
- V и проводимости имеют разный масштаб; на одной оси с автомасштабом одна из кривых «плющится».
Ещё из «Биофизика, жидкости и геонауки»
Другие симуляторы в этой категории — или все 12.
Кабельное уравнение на аксоне
1D диффузия V с кусочно-постоянным D(x): «миелиновые» участки с большим D — качественная сольтаторная проводимость.
Связанные нейроны (Фицхью–Нагумо)
Два осциллятора ФН с диффузионной связью k: синхронизация и фазовый портрет (v₁, v₂).
Диффузия и мембрана: Нернст и GHK
E_K, E_Na по Нернсту; оценка покоя V_m по Гольдману–Ходжкину–Катцу; скан по P_Na.
Неустойчивость Кельвина–Гельмгольца
Упрощённая дисперсия σ(k) и анимация интерфейса как сумма растущих мод Фурье.
Тейлоровские вихри (Куэтт)
Разность угловых скоростей, ν, геометрия зазора: число Тейлора-заместитель и критерий «рулонов».
Закон Дарси и глубина проникновения
1D релаксация напора h(z,t) = K∂²h/∂z²; фиксированные головы сверху/снизу; масштаб √(K t).