تحریک‌پذیری پایانه‌های آکسونی در تحریک خارج سلولی: بررسی تاثیر مشخصات هندسی پایانه‌ها

هدف: تحریک الکتریکی سیستم اعصاب مرکزی، اجزای نورونی مختلفی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. فعال شدن هر یک از این اجزا می تواند به پاسخ متفاوت سیستم عصبی منجر شود. مطالعات گذشته حاکی از آن است که در تحریک کاتدی، آکسون های عبوری و در تحریک آندی، بخش اولیه آکسون سلول های محلی، تحریک پذیرتر از سایر اجزای نورونی اطراف الکترود هستند. در این مطالعات به پایانه های آکسونی چندان توجه نشده است، اما نتایج بعضی مطالعات تجربی، شواهدی دال بر تحریک پذیری زیاد پایانه ها ارایه می-دهند. در این تحقیق با استفاده از یک مدل محاسباتی، تحریک پذیری پایانه آکسونی بررسی شد. روش: به این منظور، اثر ویژگی های مختلف هندسی پایانه آکسونی، نظیر پایان یافتن فیبر در محل پایانه، شاخه بندی پایانه، وجود زایده های سیناپسی مخروطی‌شکل و برجستگی در محل شاخه شدن آکسون بر تحریک پذیری آن (در مقایسه با سایر بخش های آکسون) بررسی شد و حساسیت آستانه تحریک به این ویژگی ها به دست آمد. یافته ها: نتایج این شبیه سازی ها نشان داد که انتهای فیبر عصبی تحریک پذیرتر از بخش‌های میانی آن است. برآمدگی های پایانه آکسون نیز باعث افزایش تحریک پذیری می شود و آستانه تحریک کاتدی را تا 34 درصد و آستانه تحریک آندی را تا 5/7 درصد کاهش می دهد. از سوی دیگر ،آکسون ها در بخش پایانی خود شاخه بندی شده و با توجه به نتایج شبیه سازی، عامل دیگر افزایش تحریک پذیری پایانه ها می شوند و بدین وسیله می توانند از آستانه تحریک کاتدی تا 28درصد و از آستانه تحریک آندی تا 78 رصد بکاهند. نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که ویژگی های هندسی پایانه های آکسونی به افزایش تحریک پذیری این بخش می انجامد و آن را یکی از مهم ترین اهداف تحریک الکتریکی می سازد. فعال شدن پایانه های آکسونی با توجه به اثر مهاری یا تحریکی آنها بر نورون های محلی می تواند آثار متفاوتی بر سیستم عصبی داشته باشد