Textbook Notes (369,140)
Canada (162,411)
Psychology (1,112)
PSYC 271 (57)
Chapter 4

PSYC271 Chapter 4 Neural Conduction & Synaptic Transmission.docx

7 Pages

Course Code
PSYC 271
Peter J Gagolewicz

This preview shows pages 1 and half of page 2. Sign up to view the full 7 pages of the document.
PSYC271 Chapter 4: Neural Conduction and Synaptic Transmission ­ “The Lizard”: A case of Parkinson’s Disease ­ Parkinson’s disease caused by lack of dopamine production.  ­ Prescribing dopamine does nothing because dopamine doesn’t readily penetrate the  blood­brain barrier. Solution: L­dopa, a chemical precursor to dopamine that gets  converted to dopamine after passing through the blood­brain barrier 4.1 Resting Membrane Potential ­ Membrane Potential: the difference in electrical charge between the inside and outside  of a cell ­ Recording Membrane Potential: ­ Microelectrodes: extremely fine recording electrodes, which are used for  intracellular recording. ­ One electrode inside body, other on the outside. Measures volt both sides. ­ Resting Membrane Potential: ­ Resting Potential:  the steady membrane potential of a neuron at rest, usually  about ­70mV ­ When both electrodes outside cell, voltage usually 0. ­ With a ­70mV charge built up across its membrane, a neuron is said to be  ‘polarized’ ­ Ionic Basis of the Resting Potential: ­ Ions: positively or negatively charged particles ­ Greater ratio of negative charges to positive charges inside the cell, than outside  it. This unequal distribution of charges and homogenization occurs due to: ­ Random Motion  ▯ions in neural tissue are always in random motion.  Particles tend to become evenly distributed because are more likely to  move down concentration gradients (from areas of high concentration to  areas of low concentration) ­ Electrostatic Pressure  ▯like charges repel each other and opposite  charges attract. Left with areas of opposite charges. ­ 4 ions most important in resting potential: Sodium (Na+), Potassium (K+),  Chloride (Cl­), various negatively charged ions ­ More Na+ and Cl­ ions outside neuron than inside. More K+ ions inside. ­ Proteins synthesized inside cell are negatively charged and tend to stay inside ­ Neural membrane partly responsible for this distribution of ions: ­ Differentiated Permeability (passive­no energy used)  ▯In resting  neurons, K+ and Cl­ pass easily, Na+ with difficulty, and negative ions not  at all. ­ Ion Channels: pores in neural membranes through which specific ions  pass. Specialized to particular ions. ­ Hodgkin & Huxley found that the 70mV of electrostatic pressure keeps  out the negatively charged ions (keeps them from travelling to areas of  lower concentration). Alternatively, 90mV would be necessary to let K+  ions out of the neuron, but only 70mV available. For Na+, 120mV would  be necessary to push ion inside the neuron. ­ Passive factors constantly drive K+ ions out of the neuron and Na+ ions  in. Therefore, K+ ions must be actively pumped in and Na+ ions must be  actively pumped out to maintain resting equilibrium. ­ Active mechanisms in the cell membrane counteract the influx of Na+  ions by pumping Na+ ions out as rapidly as they pass in. Counteract efflux  of K+ ions by pumping K+ ions as rapidly as they pass out. ­ Sodium­Potassium Pump: active transport mechanisms that pump Na+ ions  out of neurons and K+ ions in. Found in cell membrane and constantly exchanges  three Na+ ions inside the neuron for two K+ ions outside. 4.2 Generation and Conduction of Postsynaptic Potentials ­ When neurotransmitter attaches to postsynaptic receptor, can have one of 2 effects  depending on structure of both neurotransmitter and receptor: 1. Depolarize: decrease the resting membrane potential ­ Excitatory Postsynaptic Potentials (EPSPs): post­synaptic depolarizations,  which increase the likelihood that an action potential will be generated 2. Hyperpolarize: increase the resting membrane potential ­ Inhibitory Postsynaptic Potentials (IPSPs): post­synaptic hyperpolarizations,  which decrease the likelihood that an action potential will be generated ­ Graded Responses: responses whose magnitude is indicative of the magnitude of the  stimuli that induce them. (ex. Weak signals elicit small postsynaptic potentials, strong  signals elicit large postsynaptic potentials). This is true for both EPSPs & IPSPs ­ Important: whether EPSPs or IPSPs, both cause reactions the instant they hit the  receptor.  ­ Transmission of EPSPs and IPSPs is decremental  ▯decrease in amplitude as they travel  through the neuron. Most do not make it far into the axon 4.3 Integration of Postsynaptic Potentials and Generation of Action Potentials ­ Most postsynaptic potentials created at a single synapse have little to no effect on the  firing of the postsynaptic neuron (doesn’t get it excited enough). ­ Multiple neurotransmitters can be released into a synapse and attach to multiple  posysynaptic receptors. If the sum of EPSPs + IPSPs that reach the first part of the axon  is low enough voltage to excite the neuron (­65mV), an action potential will be generated  and the message will be passed on to the next neuron. ­ Threshold of Excitation: the level of depolarization necessary to generate an action  potential, usually about ­65mV ­ Action Potential (AP): a massive momentary reversal of a neuron’s membrane  potential from about ­70mV to about +50mV. All­or­none response. ­ All­or­None Response: non­graded responses. Either occur to their full extent or not at  all. ­ Integration: adding or combining a number of individual signals into one overall signal  (ex. Sum of EPSPs and IPSPs before generating action potential) ­ Neurons integrate signals in 2 ways: ­ Spatial Summation: the integration of signals that occur at different sites on the  neuron’s membrane. Three possible outcomes: 1. Two simultaneous EPSPs sum to produce greater EPSP 2. Two simultaneous IPSPs sum to produce greater IPSP (more ­ve) 3. Simultaneous IPSP and EPSP cancel each other out ­ Temporal Summation: the integration of neural signals that occur at different  times at the same single synapse. ­ If particular synapse is activated and then activated again before the  original postsynaptic potential has completely dissipated, the effect of the  second stimulus will be added to the postsynaptic potential produced by  the first. ­ Integration of signals is always occurring because a single neuron has thousands of  synapses and dendrites. ­ Which dendrite or synapse the signal hits has no effect on its being more/less  influential. Whether or not dendrite or synapse is located closer to axon – doesn’t matter.  ­ Neuron firing similar to gun firing. Graded response as neuron is stimulated (becomes  less polarized until the threshold of excitation reach) much like a gun’s trigger is slowly  pulled back. The actual firing is an all­or­none event, firing the AP/bullet either happens  or doesn’t, the speed or amplitude of firing can’t be influenced. 4.4 Conduction of Action Potentials ­ Ionic Basis of Action Potentials: ­ Voltage­Activated Ion Channels: ion channels that open/close in response to  changes in the level of the membrane potential ­ Membrane potential for resting neuron remains relatively the same. ­  However when membrane potential gets reduced to the threshold of excitation,  sodium channels in the axon membrane open and allow Na+ ions to rush in.  Membrane potential suddenly increase from ­70 to +50mV, triggering K+  channels to open. K+ rush out of the cell. ­ ‘Rising phase’  ▯after 1 millisecond of opening, Na+ channels close. ­ Repolarization  ▯Potassium channels gradually close. Because of this, too many  K+ escape, leaving the cell hyperpolarized. Eventually, original conditions are  restored. ­ Note: this all happens so quickly that only ions closet to the membrane (both  inside the cell and out) are involved in this exchange. Since the majority of ions  inside and outside the cell are unaffected, restoring original conditions isn’t very  difficult. ­ Refractory Periods: ­ Absolute Refractory Period: a brief period after the initiation of an action  potential during which it is impossible to elicit another action potential in the  same neuron ­ Relative Refractory Period: a period after the absolute refractory period during  which a higher­than­normal amount of stimulation is necessary to make a neuron  fire ­ If neuron is subject to high level continual stimulation, it will fire after a relative  refractory period. If lower level, must wait for absolute refractory period to be  over. ­ Axonal Conduction of Action Potentials: ­ Action potentials are nondecremental & are conducted more slowly than  postsynaptic potentials (because an active process)   ­ Antidromic Conduction: Axonal (action potential) conduction in the  backwards direction – from terminal buttons to cell body. ­ Orthodromic Conduction: Axonal (action potential) conduction in the natural  direction – from cell body to terminal buttons. ­ Conduction in Myelinated Axons: ­ In myelinated axons, ions can only pass through the nodes of Ranvier  (unmyelinated segments). This means that the signal passes through a node,  reaches a myelinated area, and must create another action potential to get through  sodium pumps. This is done, and signal travels to next node. Same thing happens  when it reaches the next myelinated area. Continues until terminal buttons are  reached. ­ When dealing with myelinated axons, action potentials are conducted passively  and decrementally. By the time the signal travels from the node to the next myelin  area, 
More Less
Unlock Document

Only pages 1 and half of page 2 are available for preview. Some parts have been intentionally blurred.

Unlock Document
You're Reading a Preview

Unlock to view full version

Unlock Document

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.