रिसेप्टर पोटेंशियल का निर्माण और एन्कोडिंग

किसी भी संवेदी रिसेप्टर में ट्रांसडक्शन से झिल्ली क्षमता में एक श्रेणीबद्ध परिवर्तन उत्पन्न होता है — रिसेप्टर या जनरेटर पोटेंशियल — जिसका आकार उद्दीपन की शक्ति को दर्शाता है। उस जानकारी को लंबी दूरी तक ले जाने के लिए, श्रेणीबद्ध संकेत को ऑल-ऑर-नथिंग एक्शन पोटेंशियल में परिवर्तित किया जाना चाहिए। यह विषय बताता है कि रिसेप्टर पोटेंशियल कैसे उत्पन्न होता है और उद्दीपन की तीव्रता, समय और गुणवत्ता को परिणामी तंत्रिका संकेत में कैसे एन्कोड किया जाता है।

Definition

रिसेप्टर (जनरेटर) पोटेंशियल श्रेणीबद्ध विध्रुवण या अतिध्रुवण है जो तब उत्पन्न होता है जब एक उद्दीपन का ट्रांसडक्शन होता है; एन्कोडिंग वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा उस श्रेणीबद्ध संकेत को एक्शन पोटेंशियल की ट्रेनों में परिवर्तित और दर्शाया जाता है, जिनकी आवृत्ति और समय उद्दीपन की जानकारी ले जाते हैं।

Scope

यह प्रविष्टि ट्रांसडक्शन के सामान्य आउटपुट के रूप में रिसेप्टर (जनरेटर) पोटेंशियल, उद्दीपन की तीव्रता और रिसेप्टर-पोटेंशियल आयाम के बीच संबंध, श्रेणीबद्ध पोटेंशियल को स्पाइक-इनिशिएशन ज़ोन में एक्शन-पोटेंशियल ट्रेनों में रूपांतरण, और तीव्रता, अस्थायी और लेबल-लाइन एन्कोडिंग के सिद्धांतों को शामिल करती है। यह संवेदी शरीर विज्ञान में एक संदर्भ विषय है और कोई नैदानिक मार्गदर्शन प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• ट्रांसड्यूस किए गए उद्दीपन से रिसेप्टर पोटेंशियल कैसे उत्पन्न होता है?
• रिसेप्टर-पोटेंशियल आयाम उद्दीपन की तीव्रता से कैसे संबंधित है?
• एक श्रेणीबद्ध पोटेंशियल को एक्शन पोटेंशियल में कैसे परिवर्तित किया जाता है?
• तंत्रिका संकेत में तीव्रता, समय और गुणवत्ता को कैसे दर्शाया जाता है?

Key concepts

• रिसेप्टर (जनरेटर) पोटेंशियल
• श्रेणीबद्ध बनाम ऑल-ऑर-नथिंग संकेत
• उद्दीपन-प्रतिक्रिया (तीव्रता) संबंध
• स्पाइक-इनिशिएशन (ट्रिगर) ज़ोन
• तीव्रता की आवृत्ति (दर) कोडिंग
• अस्थायी कोडिंग
• तरीके और गुणवत्ता की लेबल-लाइन कोडिंग

Mechanisms

ट्रांसडक्शन आयन चैनलों को खोलता या बंद करता है और एक श्रेणीबद्ध रिसेप्टर पोटेंशियल उत्पन्न करता है जिसका आयाम उद्दीपन की तीव्रता के साथ बढ़ता है, अक्सर सीमा के अधिकांश हिस्से में लगभग लॉगरिदमिक रूप से। लोवेनस्टीन और रथकैंप ने पैसिनियन कॉर्पसल में दिखाया कि यह जनरेटर पोटेंशियल संवेदी तंत्रिका टर्मिनल में उत्पन्न होता है और यह कि, एक बार जब यह स्पाइक-इनिशिएशन ज़ोन में थ्रेशोल्ड तक पहुंच जाता है, तो यह अभिवाही अक्षतंतु में एक्शन पोटेंशियल को ट्रिगर करता है। क्योंकि एक्शन पोटेंशियल ऑल-ऑर-नथिंग होते हैं, उद्दीपन की तीव्रता मुख्य रूप से उनकी आवृत्ति द्वारा दर्शाई जाती है: मजबूत उद्दीपन बड़े रिसेप्टर पोटेंशियल और उच्च फायरिंग दर उत्पन्न करते हैं। एड्रियन और ज़ोटरमैन ने एक एकल संवेदी अंत-अंग से रिकॉर्डिंग करके इस आवृत्ति कोड का प्रदर्शन किया और दिखाया कि आवेग आवृत्ति उद्दीपन की शक्ति के साथ बढ़ती है। तीव्रता से परे, आवेगों का सटीक समय अस्थायी जानकारी ले जा सकता है, और उद्दीपन की गुणवत्ता और तौर-तरीके आंशिक रूप से यह संकेत देते हैं कि कौन सा समर्पित मार्ग सक्रिय है (लेबल-लाइन कोडिंग)।

Clinical relevance

रिसेप्टर-पोटेंशियल निर्माण और तंत्रिका एन्कोडिंग के सिद्धांत इस बात को रेखांकित करते हैं कि संवेदी जानकारी मस्तिष्क तक कैसे पहुंचती है और संवेदी परीक्षण की व्याख्या और संवेदी कृत्रिम अंगों के डिजाइन को सूचित करती है। यह प्रविष्टि शैक्षिक संदर्भ के लिए सामान्य तंत्र का वर्णन करती है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यह विवरण पहचाने गए संवेदी रिसेप्टर्स के शास्त्रीय एकल-इकाई इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी पर आधारित है, जिसमें पैसिनियन कॉर्पसल का जनरेटर पोटेंशियल और संवेदी अभिवाही में आवृत्ति कोडिंग शामिल है। ये नैदानिक सिफारिशों के बजाय यांत्रिक निष्कर्ष हैं, और कोई उपचार दिशानिर्देश निहित नहीं है।

History

एड्रियन और ज़ोटरमैन की 1920 के दशक की एकल संवेदी अंत-अंगों से रिकॉर्डिंग ने स्थापित किया कि संवेदी तंत्रिकाएं ऑल-ऑर-नथिंग आवेगों की आवृत्ति द्वारा उद्दीपन की तीव्रता का संकेत देती हैं, जो एड्रियन के तंत्रिका तंत्र पर नोबेल-मान्यता प्राप्त कार्य का एक केंद्रीय निष्कर्ष है। लोवेनस्टीन और रथकैंप ने बाद में जनरेटर पोटेंशियल को पैसिनियन कॉर्पसल के तंत्रिका टर्मिनल में स्थानीयकृत किया और दिखाया कि यह कैसे प्रसारित एक्शन पोटेंशियल को जन्म देता है, श्रेणीबद्ध ट्रांसडक्शन संकेत को एन्कोडेड आउटपुट से जोड़ता है और संवेदी एन्कोडिंग की आधुनिक तस्वीर को समेकित करता है।

Key figures

• Edgar Adrian
• Yngve Zotterman
• Werner Loewenstein

Seminal works

• adrian-zotterman-1926
• loewenstein-1958

Frequently asked questions

रिसेप्टर पोटेंशियल और एक्शन पोटेंशियल में क्या अंतर है?

रिसेप्टर (जनरेटर) पोटेंशियल झिल्ली क्षमता में एक श्रेणीबद्ध परिवर्तन है जिसका आकार उद्दीपन की शक्ति को दर्शाता है और जो निष्क्रिय रूप से फैलता है; एक एक्शन पोटेंशियल एक ऑल-ऑर-नथिंग आवेग है जो बिना क्षय के फैलता है और तब ट्रिगर होता है जब रिसेप्टर पोटेंशियल थ्रेशोल्ड तक पहुंच जाता है।

तंत्रिका तंत्र में उद्दीपन की तीव्रता को कैसे दर्शाया जाता है?

मुख्य रूप से फायरिंग आवृत्ति द्वारा: एक मजबूत उद्दीपन एक बड़ा रिसेप्टर पोटेंशियल और संवेदी अभिवाही में एक्शन पोटेंशियल की उच्च दर उत्पन्न करता है, यह संबंध पहली बार एकल संवेदी अंत-अंगों से रिकॉर्डिंग द्वारा प्रदर्शित किया गया था।