Физиологический смысл биопотенциалов. 
Биопотенциалы — — носители информации

Организм способен существовать как единое целое благодаря тому, что между его клетками происходит обмен информацией.

Этот обмен осуществляется с помощью двух типов сигналов: гуморальных и электрических.

Гуморальные сигналы — это химические вещества, вызывающие определенные реакции клеток-мишеней; типичным примером служат гормоны, выделяемые в кровь специализированными эндокринными железами.

Гуморальная сигнализация:

генерализованная (на выделяемые в кровь вещества реагируют все клетки, имеющие рецепторы к этим веществам);

медленная (химические вещества подносятся к клеткам за достаточно большое время, и действуют на клетки также достаточно долго);

неточно дозируемая (невозможно с высокой точностью создать определенную концентрацию вещества около клетки-мишени).

Такая сигнализация идеальна для формирования длительных программ, в которых задействован организм в целом (например, стресса, роста и развития), однако она не подходит для коротких, быстрых и точных реакций, управляемых нервной системой (например, мышечного сокращения). В таких случаях используются электрические сигналы, или биопотенциалы.

Биопотенциалы по своим свойствам прямо противоположны гуморальным сигналам; они:

локализованные (электрический сигнал может быть направлен только к одной клетке);

быстрые (электрические сигналы быстро распространяются и могут быть очень короткими);

точно дозируемые (величина сигнала может регулироваться с точностью до тысячных долей вольта и даже выше).

Виды биопотенциалов С помощью биопотенциалов осуществляется:

передача информации;

местная обработка информации.

Для этих двух разновидностей информационных процессов используются соответственно два вида биопотенциалов:

распространяющиеся потенциалы, или потенциалы действия — для передачи информации;

местные потенциалы — для местной обработки информации.

Эти два вида биопотенциалов обладают во многом противоположными свойствами.

Распространяющиеся потенциалы предназначены для передачи информации на большие расстояния (например, по нервным волокнам) без искажения. Идеальный способ для этого — кодирование, при котором все сигналы одинаковы, а передаваемая информация зависит от количества сигналов, но не от их величины. Такие потенциалы обладают следующими свойствами:

подчиняются закону «все или ничего»: сигнал либо есть, либо его нет, и его величина не зависит от силы раздражителя (принцип двоичного кода: «да—нет», 0—1). Соответственно, эти потенциалы характеризуются порогом: минимальным значением раздражителя, при котором возникает потенциал. Если сила раздражителя ниже пороговой, потенциал не возникает; если она равна или выше пороговой, то развивается потенциал, величина которого не меняется при дальнейшем повышении силы раздражителя;

распространяются без затухания: их величина не снижается по мере распространения, например по нервным волокнам;

обладают рефрактерностью, или невозбудимостью: пока не закончился один потенциал, невозможно вызвать следующий. Благодаря этому распространяющиеся потенциалы никогда не сливаются друг с другом, но возникают и распространяются как отдельные импульсы.

Местные потенциалы предназначены для местной обработки информации, например для преобразования действующего на нервное окончание раздражителя в форму электрического сигнала. В связи с этим они подчиняются иным принципам кодирования: величина и другие характеристики этих потенциалов зависят от характеристик раздражителя. Такие потенциалы обладают следующими свойствами:

они подчиняются закону силовых отношений: чем сильнее раздражитель, тем больше величина сигнала. Соответственно, эти потенциалы не характеризуются порогом: даже самые слабые раздражители могут вызвать небольшие по величине потенциалы;

они распространяются с затуханием;

они не обладают рефрактерностью, но, напротив, способны к суммации: если во время местного потенциала действует повторный раздражитель, то возникает очередной потенциал, складывающийся с предыдущим. Благодаря этому величина и длительность местного потенциала отражают суммарную силу и длительность действующих раздражителей.

К местным потенциалам относятся многие разновидности биопотенциалов (локальные ответы, рецепторные потенциалы, генераторные потенциалы, синаптические потенциалы и пр.; они рассматриваются ниже и в других главах). К распространяющимся потенциалам относятся только потенциалы действия (ПД).

электрофизиология возникновение взаимодействие проведение биопотенциал.