Temporal summation i neurovidenskab: 5 faser forklaret

Neuroner i kroppen kommunikerer ved at udløse hinanden, og denne udløsning sender signaler til hjernen. Hjernen bruger disse signaler til at beslutte, hvilken handling der skal udføres. Afhængigt af signalets intensitet kan signaleringen mellem neuroner være langsom eller hurtig. Temporal summation henviser til den konstante udløsning af neuronen af en anden inden for samme område i aksonen. De fem faser af temporal summation inkluderer afslapning, ufuldstændig og fuldstændig tetanus, treppe og træthed.

Fase 1: Afslapning

Afslapningsfasen er den første og sidste fase, en neuron går igennem under temporal summation. I dette stadie trækker neuronen ikke sammen eller sender signaler til naboneuroner. Ingen ionkanaler er åbne inden for membranen, og neurotramsmittere, der signalerer en kontraktion eller signalerer en anden neuron, frigives ikke. Når en neuron afslutter en temporal summation cyklus, vil den gå tilbage til afslapningsfasen.

Fase 2: Treppe

Når en neuron udløses, vil den trække sig sammen eller udføre en motorisk funktion. Kun én udløser, over terskelværdi, er nødvendig for, at neuronen affyrer. Neuronen vil bevæge sig ind i treppefasen, når den modtager konstant stimulation fra nabo-aksoner. Udløsningen er konstant, og mål-neuronen, mens den samtidigt fortsætter med at trække sig sammen, vil have rigelig tid til fuld afslapning mellem kontraktioner.

Fase 3: Ufuldstændig tetanus

Neuronen går ind i den ufuldstændige fase af temporal summation, når afslapningstiderne forkortes på grund af hyppig signalering. I temporal summation vil neuronen, selvom den allerede er aktiveret, fortsætte med at modtage signalering fra nabo-neuronen. Denne konstante signalering resulterer i kortere kontraktioner på meget højere frekvenser end de, der opleves under treppefasen. Neuronen kan stadig afslappe under kontraktioner, men afslapningstiden er reduceret, og afslapning kan ikke fuldføres, før en anden kontraktion opstår.

Fase 4: Fuldstændig tetanus

Neuronen bevæger sig til den fuldstændige tetanus-fase, når den begynder at modtage konstant udløsning fra omgivende neuroner. Ligesom ufuldstændig tetanus-fase vil en neuron under denne fase fortsætte med at trække sig sammen, men vil ikke have tid til at afslappe. Det resulterer i korte kontraktioner på højere frekvens. Neuronen stimuleres uden at have tid til at hvile. Mangel på afslapning vil til sidst forårsage, at neuronen stopper med at trække sig sammen og går ind i træthedsfasen.

Fase 5: Træthed

En neuron har en stimuleringsgrænse, og når den nået dette stadium, kan neuronen ikke trække sig sammen yderligere. Under træthedsfasen er musklen ikke i stand til at fortsætte med raske kontraktioner og har allerede brugt sine energidepoter for at holde trit med stimuleringen. Der er en ubalancen af membranioner og syreopbygning inden for de intracyto-plasmastiske kompartimenter i cellen. Neuronkontraktion i denne fase finder ikke sted, og cellens trækstyrke ændres.