Freeman A W, Johnson K O
J Physiol. 1982 Feb;323:21-41. doi: 10.1113/jphysiol.1982.sp014059.
施加于猴子手部的振动刺激在支配该区域的三类低阈值机械感受器传入纤维中诱发锁相脉冲序列。每类传入纤维(慢适应(SA)、快适应(RA)和环层小体(PC))的反应在其敏感的频率和强度范围内以系统但复杂的方式变化。这些感受器无法进行电生理记录。本研究的目的是通过详细检查脉冲序列的统计特性来推断其反应背后的机制。
选择了一个具有四个自由度的非常简单的感受器模型作为起点。自变量包括静息膜时间常数τ、可变膜电导G(r)、每个正弦刺激周期产生去极化的部分p(r)以及分配给脉冲阈值的噪声水平σ。目的是利用观测数据与基本模型预测之间的偏差来构建一个更有效的模型。实际上,偏差很小,并且大多由每个动作电位之后兴奋性增加的时期来解释。本文研究的三类机械感受器反应之间几乎所有的差异都由时间常数的差异来解释。
从两个分辨率水平检查了每个机械感受器类反应的时间结构,一个粗分辨率水平,其中分辨率单位是一个完整周期,另一个细分辨率水平,其中单位是0.1毫秒。
每个反应的粗结构由每个刺激周期上是否存在脉冲来表示。在每个机械感受器类中,脉冲序列在低刺激频率下是随机的,在高频率下是规则的。慢适应传入纤维的转变频率约为5赫兹,快适应传入纤维为7赫兹,环层小体传入纤维为110赫兹。当分别将SA、RA和PC的时间常数设置为80、60和3.4毫秒时,模型与这些数据紧密匹配。
每个机械感受器类反应的细结构表现出脉冲锁相、强度增加时的相位提前以及较高频率下的双峰相位分布。对双峰分布的第一模式有贡献的脉冲总是出现在没有脉冲出现的周期之后的周期中。对延迟模式有贡献的脉冲总是出现在充满脉冲的周期之后的周期中。两种模式之间的平均相位差称为相位延迟。感受器和模型的相位延迟都随刺激频率增加;使模型与神经相位延迟曲线匹配所需的时间常数分别为SA的123毫秒、RA的64毫秒和PC的4.8毫秒。