Freeman A W, Johnson K O
J Physiol. 1982 Feb;323:43-64. doi: 10.1113/jphysiol.1982.sp014060.
在前一篇论文(弗里曼和约翰逊,1982年)中开发的一种机械感受器模型,被用于研究振动强度和频率对猴无毛皮肤中慢适应、快适应和帕西尼氏传入纤维反应的影响。与前一篇论文一样,这里研究的几乎所有反应特性都可以由等效电路模型解释;膜时间常数和幅度敏感性的变化解释了三种机械感受纤维类型之间的差异。
主要关注的刺激 - 反应函数是冲动频率与振动幅度之间的关系。这种关系在三种纤维类型中的每一种中都具有相同的一般形式。幅度I小于I(0)时,在任何刺激周期都不会产生冲动。幅度大于I(1)时,每个周期产生一个冲动。当I从I(0)上升到I(1)时,冲动频率从0单调上升到1个冲动/周期。对于每种纤维类型,这个斜坡的形式取决于刺激频率。
在每种纤维类型频率范围较低的刺激频率下,(I(0), I(1))斜坡往往很陡且呈S形。在某些周期会出现两个或更多冲动,而在其他周期则没有。
在中等频率下,(I(0), I(1))斜坡变为线性,每个周期最多有一个冲动。在0.5个冲动/周期处出现一个短平台期(即存在一系列强度,在交替周期产生一个冲动)。模型解释了低频和中频下的所有这些反应特性。
在较高频率下,(I(0), I(1))斜坡变得更浅,并且在0.5个冲动/周期的冲动频率处斜率出现不连续。对于慢适应和快适应纤维,当刺激频率大于20Hz时,(I(0), I(1))斜率的上半部分变得更陡。对于频率大于80Hz时,帕西尼氏纤维的(I(0), I(1))斜率的上半部分比下半部分更浅。这些效应分别表明每个动作电位后存在短暂的过度兴奋期,以及由于高冲动频率导致的敏感性降低。
调整模型的膜时间常数以匹配观察到的随着刺激频率增加而出现的(I(0), I(1))斜率降低。慢适应、快适应和帕西尼氏传入纤维进行最小二乘拟合所需的时间常数分别为58、29和4.2毫秒;这些值与前一篇论文中获得的值处于同一量级。
感受器敏感性在整个频谱上有所变化;慢适应感受器在低频时最敏感,快适应单位在中频范围最敏感,而帕西尼氏纤维在高频时最敏感。根据模型,感受器调谐曲线中的高频滚降是由于感受器膜的电流积分特性,而低频滚降是由于位于刺激探头和感受器膜之间组织中的高通滤波器,可能是机械性的。
在感受器和模型中,冲动相位都随着刺激强度的增加而提前。证明了该模型能够拟合单个感受器中的频率 - 强度函数和相位提前函数。