Проницаемость биологических мембран и транспорт веществ. Биоэлектрические явления и физиология возбудимых клеток. Основы электрофизологии. базовые понятия. Физические принципы в электрофизиологии. Принципиальные. схемы. потенциал покоя и действия возбудимых клеток. проведение нервного импульса. кабельные свойства нервного волокна. ионные каналы. методы регистрации. Способы проникновения веществ через биологические мембраны. Пассивный транспорт веществ. Диффузия. Уравнение диффузии, уравнение проницаемости, константа проницаемости Транспорт неэлектролитов. Растворимость проникающего вещества в воде и липидах. Значение размеров молекул. Облегченная диффузия. Транспорт веществ с помощью переносчиков. Проницаемость биомембран для ионов. Избирательная проницаемость биологических мембран. Роль заряда, размеров ионов, степени гидратации. Осмос. Электроосмос, аномальный осмос. Осмотические процессы в живых системах. Фильтрация. Активный транспорт веществ. Примеры активного транспорта (Na+- K+ - насос, Ca - насос, I - насос, водородная помпа). Основы электрофизиологических методов исследования. Внеклеточная регистрация нейрональной активности.
Электрофизиологическая регистрация одиночных клеток биопотенциалов. Микроэлектродая техника. Асимметричное распределение ионов как основа возникновения биопотенциалов. Диффузионные, мембранные и фазовые потенциалы. Равновесие Доннана. Уравнение Нернста. Эволюция представлений о механизме возникновения биоэлектрических потенциалов. Современные представления о механизме генерации мембранного потенциала (потенциала покоя). Роль ионов калия. Гипотеза натриевого насоса. Транспортная АТФаза. Потенциал действия. Роль ионов натрия в генерации потенциала действия. Кинетика ионных потоков. Метод фиксации напряжения. Распространение потенциала действия в различных возбудимых образованиях. Электропроводность биологических объектов. RC-цепь. Проведение нервного импульса по нервному волокну Пассивные электрические явления. Морфология дендритов нейронов и особенности проведения потенциала. Электрические характеристики биологических тканей и способы их измерения. Прохождение постоянного и переменного тока через биологические ткани. Импеданс: его активная (омическая) и реактивная (емкостная) составляющие. Простейшие эквивалентные схемы биологических объектов. Механизм поляризации в биологических тканях. Модели электрофизиологического эксперимента in vivo и in vitro. Электроды для электрофизиологии: виды, физические характеристики, правила использования, возможности. Усилители биопотенциалов, их виды, характеристики. Химический синапс. Метод регистрации патч-кламп (конфигурации. принципы). регистрация одиночных каналов. Эквивалентная схема различных конфигураций при patch-clamp регистрации. Вольт-амперные характеристики каналов. Суммация и процессы последействия в центральной нервной системе. Полярный законраздражения Катэлектротони анэлектротон
Биофизические основы электроэнцефалографии Основные методы исследования центральной нервной системы - метод электроэнцефалографии (ЭЭГ) -регистрация электрических потенциалов головного мозга, - метод магнитоэнцефалографии (МЭГ) – регистрация магнитных полей, создаваемых головным мозгом, - метод вызванных потенциалов (ВП) и потенциалов, связанных с событиями - регистрация электрических потенциалов или магнитных полей головного мозга, вызванных внешними стимулами или внутренними процессами, - полиграфические методы - регистрация ряда разнообразных показателей физиологических процессов, протекающих в организме человека. Электроэнцефалография, расслабление и ритмы мозга. Спектр мощности ЭЭГ. Общая формула для дисперсии ЭЭГ; коэффициент взаимной попарной корреляции электрической активности нейронов. Альфа-ритмы в затылочной доле, патологическая ЭЭГ.
Проведение импульса в сердце. Формирование ЭКГ. Физические механизмы сердечных аритмий. Дефибрилляция. Реалистичная модель электрической активности сердца. Физические основы регистрации электрокардиограмм при различных отведениях. Электрический вектор сердца как дипольный момент эквивалентного электрического диполя миокарда, электрическая ось сердца. Электрокардиография, основные компоненты ЭКГ, биполярные отведения, закон Эйнтховена, патологические типы ЭКГ. Электрическая активность мышц, электромиография (ЭМГ) глобальная и локальна.