Fisiología: ¿Cuál es la teoría del cable utilizada en el modelo Hodgkin Huxley? ¿Se puede explicar en forma simplificada?

La teoría del cable explica cómo una señal se propaga por un conductor aislado. Modela la resistencia del cable, la pérdida parcial de energía a través del aislador y también la capacitancia a través del aislador.

En un nivel muy simple, las dendritas (fibras del lado de entrada) de una neurona pueden verse como cables coaxiales en miniatura. La solución salina dentro de la celda conduce electricidad con alta resistencia, y la membrana “bilipídica” es como el aislante en un cable. Debido a esto, las propiedades eléctricas de la fibra nerviosa se pueden modelar con la ecuación del cable. Así es como se ve el circuito de ecuación de cable en una sección transversal ampliada de una fibra neural:

Sin embargo, en realidad, una dendrita, y especialmente un axón, no es un cable eléctricamente pasivo, sino que en realidad es una cadena activa de amplificadores y repetidores de señal. Esto es lo que el modelo Hodgkin-Huxley, una mejora de la ecuación del cable, intenta capturar.

Cuando una neurona “se dispara”, se genera un impulso en el cuerpo celular (C), que se propaga por el axón (A) a las sinapsis al final donde activa otras neuronas:

La señal viaja por el axón utilizando un mecanismo similar a la caída de fichas de dominó:

En cada punto del axón, las puertas moleculares microscópicas (llamadas “canales de sodio”) en la superficie exterior del axón actúan como amplificadores de señal al abrirse cuando se acerca el impulso de propagación. Estas puertas abiertas dejan entrar átomos cargados eléctricamente y se comportan como la cadena de fichas de dominó que caen:

A medida que el impulso pasa por los axones, las puertas se cierran y se restablecen detrás de él, y los átomos cargados deben ser bombeados fuera de la célula utilizando energía. Estas puertas moleculares actúan como fichas de dominó que caen y se reinician automáticamente, con las bombas de átomos moleculares consumiendo la energía de la amplificación de señal activa.