Bioelectricity: A Quantitative Approach

این متن مقدمه‌ای بر الکتروفیزیولوژی، به دنبال رویکرد کمی است. فصل اول بسیاری از ریاضیات مورد نیاز در فصل های بعدی را خلاصه می کند. فصل دوم یک نمای کلی بسیار مختصر از اصول کلی میدان‌های الکتریکی و جریان جریان ارائه می‌کند، که عمدتاً در علوم فیزیکی و مهندسی تدوین شده‌اند، اما در محیط‌های بیولوژیکی نیز قابل استفاده هستند. پنج فصل زیر مواد اصلی این متن هستند. آنها شامل توضیحاتی در مورد چگونگی ایجاد ولتاژ در میان غشاها و چگونگی توصیف آنها با استفاده از معادلات نرنست و گلدمن (فصل 3)، بررسی دوره زمانی تغییرات ولتاژهای غشایی که پتانسیل عمل تولید می کنند (فصل 4)، انتشار عمل هستند. پتانسیل پایین فیبرها (فصل 5)، پاسخ الیاف به محرک های مصنوعی مانند محرک های مورد استفاده در ضربان سازها (فصل 6)، و ولتاژها و جریان های تولید شده توسط این فرآیندهای فعال در فضای خارج سلولی اطراف (فصل 7). فصول بعدی مطالب مفصل تری را در مورد کاربرد این اصول در مطالعه الکتروفیزیولوژی قلب و عصبی ارائه می دهد و شامل فصلی در مورد پیشرفت های اخیر در بیوفیزیک غشاء می شود. مطالعه الکتروفیزیولوژی به دلیل مطالعات تجربی دقیق، ظریف و مبتکرانه بسیاری از محققین به سرعت پیشرفت کرده است. این رشته همچنین با متحد کردن مشاهدات تجربی متعدد از طریق توسعه مفاهیم نظری دقیق و توصیفات ریاضی پیشرفت های بزرگی داشته است. بکارگیری این اصول بنیادی به نوبه خود مبنایی برای حل بسیاری از مشکلات مختلف الکتروفیزیولوژیکی تشکیل داده است.

This text is an introduction to electrophysiology, following a quantitative approach. The first chapter summarizes much of the mathematics required in the following chapters. The second chapter presents a very concise overview of the general principles of electrical fields and current flow, mostly es­ tablished in physical science and engineering, but also applicable to biolog­ ical environments. The following five chapters are the core material of this text. They include descriptions of how voltages come to exist across membranes and how these are described using the Nernst and Goldman equations (Chapter 3), an examination of the time course of changes in membrane voltages that produce action potentials (Chapter 4), propagation of action potentials down fibers (Chapter 5), the response of fibers to artificial stimuli such as those used in pacemakers (Chapter 6), and the voltages and currents produced by these active processes in the surrounding extracellular space (Chapter 7). The subsequent chapters present more detailed material about the application of these principles to the study of cardiac and neural electrophysiology, and include a chapter on recent developments in mem­ brane biophysics. The study of electrophysiology has progressed rapidly because of the precise, delicate, and ingenious experimental studies of many investigators. The field has also made great strides by unifying the numerous experimental observations through the development of increasingly accurate theoretical concepts and mathematical descriptions. The application of these funda­ mental principles has in turn formed a basis for the solution of many different electrophysiological problems.