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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E03 - Propagación del impulso (teoría de cable y conducción saltatoria)
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3958
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: Axón como cable distribuido
La teoría de cable representa el axón como un circuito distribuido. En cada punto intervienen resistencia axial interna, resistencia de membrana y capacitancia de membrana por unidad de longitud; estas propiedades determinan la transmisión pasiva.
Grupo 2: Grupo 2: Constante de longitud y atenuación espacial
La razón entre resistencia de membrana y resistencia axial define la constante de longitud. Una constante de longitud mayor implica menor atenuación de una señal pasiva a igual distancia.
Grupo 3: Grupo 3: Constante de tiempo del axón
El producto de resistencia y capacitancia de membrana define la constante de tiempo del axón. Esta cantidad fija la escala temporal de respuesta y reutiliza el concepto del modelo de membrana en reposo.
Grupo 4: Grupo 4: Conducción en fibras no mielinizadas
En fibras no mielinizadas, la velocidad de conducción aumenta aproximadamente con la raíz cuadrada del diámetro axonal. El beneficio marginal disminuye al aumentar el diámetro.
Grupo 5: Grupo 5: Conducción saltatoria en fibras mielinizadas
En fibras mielinizadas, el impulso salta entre nodos de Ranvier. La velocidad escala aproximadamente linealmente con el diámetro y supera a la de una fibra no mielinizada del mismo calibre.
Grupo 6: Grupo 6: Factor de seguridad de la conducción
El factor de seguridad compara la corriente disponible generada por un nodo activo con la corriente umbral del siguiente segmento. La propagación local es fiable mientras la corriente disponible supere el umbral.
Grupo 7: Grupo 7: Fiabilidad global de la propagación axonal
La propagación fiable de extremo a extremo integra propiedades de cable, constantes de longitud y tiempo, régimen de conducción y factor de seguridad. El resultado determina si el potencial de acción alcanza el extremo distal.
ID:1326
Grupo 1: Grupo 1: Axón como cable distribuido
Descripción
La teoría de cable representa el axón como un circuito distribuido. En cada punto intervienen resistencia axial interna, resistencia de membrana y capacitancia de membrana por unidad de longitud; estas propiedades determinan la transmisión pasiva.
Pregunta clave: ¿Cómo se representa físicamente el axón para estudiar la propagación eléctrica?
La teoría de cable representa el axón como un circuito distribuido. En cada punto intervienen resistencia axial interna, resistencia de membrana y capacitancia de membrana por unidad de longitud; estas propiedades determinan la transmisión pasiva. La propagación del impulso nervioso a lo largo del axón se describe mediante la teoría de cable, que trata al axón como un circuito distribuido a lo largo de su longitud, caracterizado en cada punto por una resistencia axial interna, una resistencia de membrana y una capacitancia de membrana, todas ellas por unidad de longitud del axón. La razón entre la resistencia de membrana y la resistencia axial interna del axón define la constante de longitud del axón, que determina cuánto se atenúa espacialmente una señal pasiva a medida que avanza por el axón: cuanto mayor es esta constante de longitud, menos se atenúa la señal pasiva al recorrer una misma distancia a lo largo del axón. En conjunto, es este mismo axón, descrito como un circuito distribuido por la teoría de cable, con su constante de longitud, su constante de tiempo y su factor de seguridad de la conducción, el que determina si el potencial de acción se propaga de forma fiable de un extremo al otro del axón. El producto entre la resistencia y la capacitancia de membrana del axón define, por su parte, la constante de tiempo del axón, la misma constante de tiempo ya definida para la membrana neuronal en reposo.
ID:7651
Grupo 2: Grupo 2: Constante de longitud y atenuación espacial
Descripción
La razón entre resistencia de membrana y resistencia axial define la constante de longitud. Una constante de longitud mayor implica menor atenuación de una señal pasiva a igual distancia.
Pregunta clave: ¿Qué determina cuánto se atenúa espacialmente una señal pasiva?
La razón entre resistencia de membrana y resistencia axial define la constante de longitud. Una constante de longitud mayor implica menor atenuación de una señal pasiva a igual distancia. La razón entre la resistencia de membrana y la resistencia axial interna del axón define la constante de longitud del axón, que determina cuánto se atenúa espacialmente una señal pasiva a medida que avanza por el axón: cuanto mayor es esta constante de longitud, menos se atenúa la señal pasiva al recorrer una misma distancia a lo largo del axón. En conjunto, es este mismo axón, descrito como un circuito distribuido por la teoría de cable, con su constante de longitud, su constante de tiempo y su factor de seguridad de la conducción, el que determina si el potencial de acción se propaga de forma fiable de un extremo al otro del axón.
ID:7652
Grupo 3: Grupo 3: Constante de tiempo del axón
Descripción
El producto de resistencia y capacitancia de membrana define la constante de tiempo del axón. Esta cantidad fija la escala temporal de respuesta y reutiliza el concepto del modelo de membrana en reposo.
Pregunta clave: ¿Qué determina la escala temporal de respuesta del axón?
El producto de resistencia y capacitancia de membrana define la constante de tiempo del axón. Esta cantidad fija la escala temporal de respuesta y reutiliza el concepto del modelo de membrana en reposo. El producto entre la resistencia y la capacitancia de membrana del axón define, por su parte, la constante de tiempo del axón, la misma constante de tiempo ya definida para la membrana neuronal en reposo. La razón entre la resistencia de membrana y la resistencia axial interna del axón define la constante de longitud del axón, que determina cuánto se atenúa espacialmente una señal pasiva a medida que avanza por el axón: cuanto mayor es esta constante de longitud, menos se atenúa la señal pasiva al recorrer una misma distancia a lo largo del axón. En conjunto, es este mismo axón, descrito como un circuito distribuido por la teoría de cable, con su constante de longitud, su constante de tiempo y su factor de seguridad de la conducción, el que determina si el potencial de acción se propaga de forma fiable de un extremo al otro del axón. La propagación del impulso nervioso a lo largo del axón se describe mediante la teoría de cable, que trata al axón como un circuito distribuido a lo largo de su longitud, caracterizado en cada punto por una resistencia axial interna, una resistencia de membrana y una capacitancia de membrana, todas ellas por unidad de longitud del axón.
ID:7653
Grupo 4: Grupo 4: Conducción en fibras no mielinizadas
Descripción
En fibras no mielinizadas, la velocidad de conducción aumenta aproximadamente con la raíz cuadrada del diámetro axonal. El beneficio marginal disminuye al aumentar el diámetro.
Pregunta clave: ¿Cómo depende la velocidad del diámetro en fibras no mielinizadas?
En fibras no mielinizadas, la velocidad de conducción aumenta aproximadamente con la raíz cuadrada del diámetro axonal. El beneficio marginal disminuye al aumentar el diámetro. En las fibras mielinizadas del axón, en cambio, la conducción es saltatoria: el impulso salta de un nodo de Ranvier al siguiente nodo de Ranvier en vez de propagarse de forma continua, lo que hace que la velocidad de conducción escale de forma lineal con el diámetro del axón y sea mucho mayor que en una fibra no mielinizada del mismo calibre. En las fibras no mielinizadas del axón, la velocidad de conducción escala aproximadamente con la raíz cuadrada del diámetro axonal: cuanto mayor es el diámetro del axón, mayor es su velocidad de conducción, aunque esa mejora se hace cada vez menos pronunciada a medida que el diámetro sigue creciendo.
ID:7654
Grupo 5: Grupo 5: Conducción saltatoria en fibras mielinizadas
Descripción
En fibras mielinizadas, el impulso salta entre nodos de Ranvier. La velocidad escala aproximadamente linealmente con el diámetro y supera a la de una fibra no mielinizada del mismo calibre.
Pregunta clave: ¿Cómo cambia la propagación cuando el axón está mielinizado?
En fibras mielinizadas, el impulso salta entre nodos de Ranvier. La velocidad escala aproximadamente linealmente con el diámetro y supera a la de una fibra no mielinizada del mismo calibre. En las fibras mielinizadas del axón, en cambio, la conducción es saltatoria: el impulso salta de un nodo de Ranvier al siguiente nodo de Ranvier en vez de propagarse de forma continua, lo que hace que la velocidad de conducción escale de forma lineal con el diámetro del axón y sea mucho mayor que en una fibra no mielinizada del mismo calibre. En las fibras no mielinizadas del axón, la velocidad de conducción escala aproximadamente con la raíz cuadrada del diámetro axonal: cuanto mayor es el diámetro del axón, mayor es su velocidad de conducción, aunque esa mejora se hace cada vez menos pronunciada a medida que el diámetro sigue creciendo. El factor de seguridad de la conducción del axón compara la corriente disponible que genera un nodo activo del axón con la corriente umbral necesaria para excitar el siguiente segmento del axón: mientras la corriente disponible en el nodo activo sea mayor que la corriente umbral del siguiente segmento, el factor de seguridad garantiza la propagación fiable del potencial de acción a lo largo de todo el axón.
ID:7655
Grupo 6: Grupo 6: Factor de seguridad de la conducción
Descripción
El factor de seguridad compara la corriente disponible generada por un nodo activo con la corriente umbral del siguiente segmento. La propagación local es fiable mientras la corriente disponible supere el umbral.
Pregunta clave: ¿Qué condición garantiza que un nodo excite al siguiente segmento?
El factor de seguridad compara la corriente disponible generada por un nodo activo con la corriente umbral del siguiente segmento. La propagación local es fiable mientras la corriente disponible supere el umbral. El factor de seguridad de la conducción del axón compara la corriente disponible que genera un nodo activo del axón con la corriente umbral necesaria para excitar el siguiente segmento del axón: mientras la corriente disponible en el nodo activo sea mayor que la corriente umbral del siguiente segmento, el factor de seguridad garantiza la propagación fiable del potencial de acción a lo largo de todo el axón. En conjunto, es este mismo axón, descrito como un circuito distribuido por la teoría de cable, con su constante de longitud, su constante de tiempo y su factor de seguridad de la conducción, el que determina si el potencial de acción se propaga de forma fiable de un extremo al otro del axón. En las fibras mielinizadas del axón, en cambio, la conducción es saltatoria: el impulso salta de un nodo de Ranvier al siguiente nodo de Ranvier en vez de propagarse de forma continua, lo que hace que la velocidad de conducción escale de forma lineal con el diámetro del axón y sea mucho mayor que en una fibra no mielinizada del mismo calibre.
ID:7656
Grupo 7: Grupo 7: Fiabilidad global de la propagación axonal
Descripción
La propagación fiable de extremo a extremo integra propiedades de cable, constantes de longitud y tiempo, régimen de conducción y factor de seguridad. El resultado determina si el potencial de acción alcanza el extremo distal.
Pregunta clave: ¿Qué determina si el potencial de acción se propaga de extremo a extremo?
La propagación fiable de extremo a extremo integra propiedades de cable, constantes de longitud y tiempo, régimen de conducción y factor de seguridad. El resultado determina si el potencial de acción alcanza el extremo distal. En conjunto, es este mismo axón, descrito como un circuito distribuido por la teoría de cable, con su constante de longitud, su constante de tiempo y su factor de seguridad de la conducción, el que determina si el potencial de acción se propaga de forma fiable de un extremo al otro del axón. El factor de seguridad de la conducción del axón compara la corriente disponible que genera un nodo activo del axón con la corriente umbral necesaria para excitar el siguiente segmento del axón: mientras la corriente disponible en el nodo activo sea mayor que la corriente umbral del siguiente segmento, el factor de seguridad garantiza la propagación fiable del potencial de acción a lo largo de todo el axón. La propagación del impulso nervioso a lo largo del axón se describe mediante la teoría de cable, que trata al axón como un circuito distribuido a lo largo de su longitud, caracterizado en cada punto por una resistencia axial interna, una resistencia de membrana y una capacitancia de membrana, todas ellas por unidad de longitud del axón.
ID:7657