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Modelo Matemático
Descripción
Modelo E05 - Transducción: Células Ciliadas Internas y Potencial Receptor
Una vez estructurada la red semántica, se busca asociar cada objeto a una variable que permita su formulación matemática. Las relaciones entre variables —expresadas en la red semántica como vectores y asociaciones entre objetos— se traducen en ecuaciones que describen el comportamiento. Estas ecuaciones se buscan, en la mayor medida posible, basadas en primeros principios, y no en algoritmos ajustados numéricamente solo para reproducir comportamientos medidos. El resultado es la red lógica del modelo: el conjunto de variables, con sus unidades y rangos, y las ecuaciones que las relacionan.
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Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Excitación mecánica de los estereocilios
La vibración local de la membrana basilar desplaza el líquido que rodea los estereocilios de las células ciliadas internas. Ese desplazamiento dobla conjuntamente el manojo y produce la deflexión de los estereocilios; una vibración local mayor implica cualitativamente un desplazamiento y una deflexión mayores.
Grupo 2: Grupo 2: Compuerta mecanosensible por enlaces de punta
La deflexión hacia el lado excitatorio estira los filamentos que conectan estereocilios vecinos y abre canales iónicos activados mecánicamente; la deflexión opuesta afloja esos filamentos y cierra los canales. La relación tiene dirección y umbral/compuerta cualitativa: más deflexión excitatoria abre simultáneamente más canales, mientras la deflexión contraria reduce su apertura.
Grupo 3: Grupo 3: Impulso electroquímico y corriente iónica
Los estereocilios están bañados por endolinfa con alta concentración de iones y carga eléctrica positiva. Cuando se abren los canales mecanosensibles, ese gradiente electroquímico impulsa iones desde la endolinfa hacia la célula ciliada interna; una mayor cantidad de canales abiertos produce una corriente iónica entrante mayor.
Grupo 4: Grupo 4: Potencial receptor y conversión mecanoeléctrica
La corriente iónica entrante cambia el voltaje dentro de la célula ciliada interna y genera el potencial receptor. Cuanto mayores son la deflexión excitatoria, el número de canales abiertos y la corriente entrante, mayor es el potencial receptor; esta variable constituye la interfaz entre el movimiento mecánico y la señal eléctrica.
Grupo 5: Grupo 5: Liberación sináptica e inicio de la señal auditiva
Cuando el potencial receptor alcanza cierta magnitud, desencadena la liberación de neurotransmisor en la base de la célula ciliada interna hacia las fibras del nervio auditivo. La relación es de umbral cualitativo: por debajo de la magnitud necesaria no se documenta el disparo, y al alcanzarla comienza la actividad eléctrica del nervio auditivo.
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