Frakcjonowanie zakresowe

A graph (title: Range Fractionation; x-axis: Stimulus Intensity (low-to-high), y-axis: sensory neuron activity (low-to-high)). 10 bell curves along the graph tile the area, showing different neurons respond to different stimulus intensities.

Graficzne przedstawienie frakcjonowania zakresowego . Na tym schemacie 10 neuronów czuciowych reaguje na ułamek całego zakresu natężeń bodźca (niebieski, dolny). Razem wszystkie 10 tych neuronów obejmuje zakres postrzeganych bodźców”, czyli wszystkie dostrzegalne intensywności bodźców docierających do systemu. Odpowiedź neuronów jest wskazywana przez „aktywność neuronów sensorycznych” (lub szybkość wyzwalania potencjału czynnościowego). pojedynczy neuron czuciowy zaznaczony jest na żółto. Na tym rysunku bodźce o niskiej intensywności (jasnoniebieski, po lewej) aktywują pojedynczy neuron czuciowy, podczas gdy bodźce o dużej intensywności (ciemnoniebieski, po prawej) mogą aktywować 3-4 neurony. Odpalanie zbiorowe wzór neuronów czuciowych poinformuje układ nerwowy o właściwościach bodźca.

Frakcjonowanie zakresów to termin używany w biologii do opisania sposobu, w jaki grupa neuronów czuciowych jest w stanie zakodować bodźce o różnej sile. Narządy zmysłów składają się zwykle z wielu receptorów czuciowych mierzących tę samą właściwość. Te receptory czuciowe wykazują ograniczony stopień precyzji ze względu na górną granicę szybkości wyzwalania . Jeśli receptory zostaną wyposażone w odrębne funkcje przenoszenia w taki sposób, że punkty o najwyższej czułości zostaną rozproszone wzdłuż osi mierzonej jakości, można zwiększyć precyzję narządu zmysłu jako całości.

Podstawą koncepcji frakcjonowania zakresu jest to, że każdy bodziec (na przykład dotyk) ma zakres intensywności, który można wyczuć (od lekkiego do głębokiego/mocnego dotyku). Aby organizm był w stanie wyczuć zakres intensywności bodźców, neurony czuciowe są dostrojone do ułamków całego zakresu. Łącznie wzór aktywności neuronów czuciowych to sposób, w jaki organizm może zidentyfikować określone parametry bodźca. Wykazano to dla neuronów proprioceptywnych w szarańczy , neuronów proprioceptywnych u patyczaka, neuronów narządu Johnstona u Drosophila oraz w neuronach odbierających słuch. neurony u świerszczy.

Ułamek zakresu jest podobny do teorii linii oznakowanych w tym sensie, że obie opisują zjawisko, w wyniku którego neurony czuciowe dzielą zadanie kodowania zakresu intensywności bodźców. Jednak różnica leży w dalszych partnerach synaptycznych. Teoria linii oznakowanych opisuje w pełni posegregowane postsynaptycznie kanały . Natomiast neurony czuciowe korzystające z frakcjonowania zakresu mają wspólnych partnerów synaptycznych i to właśnie ich zbiorowa aktywność informuje o typie bodźca.