En 1952, Alan Hodgkin y Andrew Huxley revolucionaron la neurociencia al desentrañar los secretos del potencial de acción en el axón del calamar gigante. Su modelo matemático, todavía usado hoy, describe cómo las neuronas generan y transmiten señales eléctricas. Pero ¿cómo ocurre esta magia? Vamos a explorarlo a través de la figura que ilustra el proceso.
La figura: Una sinfonía de electricidad y compuertas
En el gráfico, se muestra la evolución del potencial de membrana (VV) a lo largo del tiempo, acompañado de las tres variables de compuerta del modelo Hodgkin-Huxley (nn, mm, hh). Estas variables representan la probabilidad de apertura de canales iónicos específicos, esenciales para la generación y propagación del potencial de acción.
- Eje izquierdo (azul): Potencial de membrana, el cambio de voltaje dentro de la célula.
- Eje derecho (negro): Variables de compuerta (n,m,hn, m, h), que regulan la conductancia de iones a través de la membrana.
Fases del potencial de acción
- Reposo (-65 mV): Antes de cualquier estímulo, los canales iónicos están en equilibrio. La membrana está polarizada, con más potasio (K+K^+) dentro de la célula y más sodio (Na+Na^+) fuera.
- Despolarización: Un estímulo externo (como una corriente eléctrica, simulada en el modelo) abre los canales de sodio, aumentando mm (en verde). El sodio fluye rápidamente hacia el interior, haciendo que el potencial de membrana se vuelva positivo.
- Repolarización: Los canales de sodio se cierran (hh en rojo disminuye), mientras que los canales de potasio (nn en naranja) se abren. El potasio sale de la célula, devolviendo el potencial a valores negativos.
- Hiperpolarización: Los canales de potasio tardan en cerrarse, lo que provoca un exceso de salida de potasio. Esto resulta en un breve período en que el potencial de membrana es más negativo que en reposo.
- Restauración: Las bombas iónicas restauran las concentraciones de Na+Na^+ y K+K^+, preparándose para el siguiente disparo.
Lo que cuenta la figura
- El potencial de membrana (azul): Sube y baja como una ola, mostrando las fases del potencial de acción.
- La apertura y cierre de compuertas (n,m,hn, m, h): Superpuestos al voltaje, ilustran cómo cada ion contribuye a la señal eléctrica.
- mm: Representa la activación de los canales de sodio.
- hh: Refleja su inactivación.
- nn: Muestra la apertura de los canales de potasio.
Por qué importa
Este modelo es mucho más que una ecuación: es una ventana al lenguaje del cerebro. Cada potencial de acción es un mensaje, viajando a través de una red neuronal para coordinar todo lo que hacemos, desde mover un dedo hasta formular pensamientos.
Fuentes y Lecturas Recomendadas
- Hodgkin, A. L., & Huxley, A. F. (1952). A quantitative description of membrane current. Pubmed.
¿Te fascina esta danza entre física, química y biología? Déjanos tus comentarios o preguntas. ¡Sigamos explorando juntos los secretos del cerebro! 😊
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