Spike

# https://www.nature.com/subjects/synaptic-transmission

# https://ez-neurai.github.io/ns4

# https://www.dbpia.co.kr/pdf/pdfView.do?nodeId=NODE09304614&mark=0&useDate=&ipRange=N&accessgl=Y&language=ko_KR&hasTopBanner=true 

 

 

Synapse : 뉴런과 뉴런 사이에 정보가 전달되는 연결 지점

 

Synaptic Transmission

시냅스 전달은 뉴런이 시냅스(synapse)를 가로질러 표적 세포(target cell)와 소통하는 생물학적 과정이다.

전달 방식에는 화학적 방식과 전기적 방식이 존재한다.

 

전기적 시냅스 전달(Electrical synapse transmission)은 간극 접합(gap junctions)을 통한 전기적 신호 전달을 포함한다.

Synapse에서 전기 신호를 화학 물질(=신경전달물질)로 전환하지 않고 바로 신호를 전달하는 기작.

신호를 양방향으로 전달할 수 있다(=>Bidirectional 하다). 화학적 방식보다 속도가 빠르다. 여러 개의 뉴런이 서로 전기적으로 연결되어 있다면 Bidirectional 하기 때문에 하나의 뉴런이 흥분하게 되면 주변의 다른 뉴런들도 동시에 흥분할 수 있다. 또한 동시다발적인 반응을 한 번에 통제할 수도 있다.

 

 

화학적 시냅스 전달(Chemical synaptic transmission)은 시냅스 전 뉴런(pre-synaptic neuron)에서 신경전달물질(neurotransmitter)의 방출과 특정 시냅스 후 수용체(post-synaptic receptors)에 대한 신경전달물질의 결합을 포함한다.

(내용 길어..)

 

ex) 전기적 전달 : 직배송 / 화학적 전달 : 배송대행지(신경전달물질)를 거쳐 배송

 

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뉴런은 다른 뉴런으로부터 전기화학적인 신호를 받아들이는 수상돌기(dendrite)들과, 수신한 신호를 결합하여 특정 임계값에 도달하면 출력신호를 발생시키는 세포체(soma), 발생한 신호를 다른 신경세포로 전달하는 축색돌기(axon)로 구성된다.

 

뉴런을 서로 연결하는 시냅스(synapse)에서 전기화학적 신호인 스파이크(spike)가 전달되는 과정을 보면 다음과 같다.

스파이크(spike)는 짧고 순간적으로 발생하는 펄스(pulse) 형태로 시냅스를 통해서 전달되는 신호이다.

 

축색돌기에 스파이크가 전달되어 오면 축색돌기의 단말에 있는 시냅스 소낭(synapic vesicle)이 시냅스 열(synaptic cleft) 방향으로 이동하여, 소낭에 포함되어 있는 신경전달물질(neurotransmitter)을 시냅스 열에 내보낸다. 신경전달물질은 시냅스 후 뉴런의 수용체(post-synaptic receptor)로 전달되어, 스파이크 신호를 시냅스 후 뉴런에 전달한다.

 

 

 

Spiking Dynamics - 같은 자극을 줘도 다른 스파이크 신호를 발생시킴. (raster plot에서 봤을 때)