Esta pagina permite simular el "current pach clamp" o "clampeo de corriente" o "abrazadera de corriente"
para una celula (neurona) completa. El modelo matemático utilizado en este simulador se
basa en el modelo Morris-Lecar, que a su vez encuentra
sus raíces en el modelo de Hodgkin-Huxley. El modelo de Hodgkin-Huxley fue desarrollado
por Alan Lloyd Hodgkin y Andrew Huxley en la decada de 1950 , y se basó,
en sus investigaciones en el axon gigante de calamar, que les valieron
el premio Noblel en fisiologia y medicina en 1963.
El "clamp de corriente" o "clampaje de corriente" o "clampeo de corriente" es una técnica
fundamental en la investigación
neurofisiológica que permite mantener constante la corriente que fluye a través de una
célula mientras se registra el cambio resultante en el potencial de membrana. Esta técnica es
útil para investigar cómo los cambios en la corriente iónica afectan la actividad eléctrica de las
células nerviosas.
En el clamp de corriente, se ajusta una corriente
externa para mantener constante el flujo de iones a través de los
canales iónicos de la membrana celular. Esto permite a los investigadores
analizar cómo la célula responde a la manipulación de la corriente iónica.
Al mantener constante la corriente, se puede observar cómo el potencial de membrana cambia
en respuesta a esa corriente constante, lo que proporciona información valiosa sobre la excitabilidad
y la función celular.
A este respecto, el modelo de Morris y Lecar (ML) fue concebido originalmente para entender
la actividad eléctrica en las fibras musculares de los cirrípedos, que son conocidos como percebes.
Como tal, es un modelo que encuentra su inspiración en la biología.
Este modelo es una representación simplificada de la excitación neuronal en sistemas
con dos conductancias no inactivantes sensibles al voltaje. Su enfoque original incorpora una conductancia de Ca²⁺
sensible al voltaje para la excitación, que genera una respuesta instantánea, y una conductancia de K⁺ dependiente
del voltaje que opera de manera retardada para la recuperación.
Desde un punto de vista cualitativo, estas ecuaciones describen la relación entre el potencial de la membrana celular y
la activación de los canales iónicos presentes en dicha membrana.
Al variar ciertos parámetros, se pueden observar diferentes tipos de comportamiento neuronal.
El término "τ N" está relacionado con las escalas de tiempo relativas de la dinámica de disparo de las neuronas,
las cuales pueden ser muy diferentes entre diferentes células y también pueden verse afectadas por la temperatura.
Se generan dos gráficos por separado. El primero ilustra la corriente externa aplicada en microamperios por centímetro cuadrado (µA/cm²) en función del tiempo, mientras que el segundo representa la variación del voltaje de la membrana en miliVoltios(Mv) en función del tiempo, acorde al modelo de Morris-Lecar
Estos gráficos cuentan con funcionalidades interactivas en su versión para computadoras.
Es posible aplicar zoom y desplazarse tanto horizontal como verticalmente. Además,
es posible ajustar el tamaño de los gráficos utilizando los controles correspondientes.
En ambas versiones, ya sea para computadoras o teléfonos, se permite ocultar y mostrar las leyendas, y
al hacer clic en cada leyenda es posible ocultar de forma individual cada una de ellas.
Ingresá la intensidad deseada para la corriente externa, indica el momento en el cual deseas que ocurra el estímulo, establece la duración del mismo y, si deseas aplicar un segundo estímulo, selecciona la intensidad, el instante de inicio y la duración del segundo estímulo. Ten en cuenta que existen valores máximos y mínimos para cada uno de estos parámetros. Si no deseas aplicar un segundo estímulo, simplemente déjalo en blanco y pulsa el botón 'Estimular' con los valores del primer estímulo configurados.
Los datos y gráficos estarán disponibles para su descarga en una hoja de cálculo al hacer clic en el botón "Descargar Datos y Gráficos en Excel".
Los números decimales deben ingresarse con un punto y no una coma. Ejemplo: "0.5" y no "0,5".
Si alguno de los campos que son imprescindibles para la simulación se deja en blanco,
la simulación procederá asumiendo que se ha ingresado
un valor de cero (0) o la cantidad mínima requerida para ese campo.
En caso de ingresar
un valor por debajo del límite mínimo permitido, la simulación se efectuará considerando
el valor mínimo permitido. Si ingresas un valor que excede el límite máximo permitido, la
simulación se ejecutará con el valor máximo permitido para el campo en cuestión.
Los valores mínimos y máximos establecidos para el comienzo y la duración de cada estímulo se aplican
bajo la premisa de que el valor de la corriente es distinto de cero (0). En caso de que la corriente
sea igual a cero, el valor mínimo se ajustará automáticamente a cero (0).
En cualquier caso donde el valor utilizado para
la simulacion no sea
el ingresado por el usuario, se avisara resaltando en amarillo el cuadro de ingreso del valor.
Si deseas modificar los parámetros de las ecuaciones del modelo de Morris-Lecar,
puedes acceder a la sección Versión Avanzada.
En el modelo de Morris-Lecar, los canales iónicos de sodio son reemplazados por canales de calcio, donde la variable "w" representa la activación, sin una variable de inactivación presente. La dinámica del modelo está descrita por una serie de ecuaciones que capturan estas interacciones y procesos subyacentes. Estas son:
Este conjunto de ecuaciones diferenciales describe la dinámica del potencial de membrana (V)
y la variable de activación (n) en el modelo de Morris-Lecar, que a su vez representa
la excitabilidad de la célula neuronal.
Donde las variables son
V : potencial de membrana
N : variable de recuperación: la probabilidad de que el canal de K+ esté conduciendo
Los Parámetros y constantes son:
I : corriente aplicada
C : capacitancia de membrana
g L , g Ca , g K : conductancias de fuga, Ca ++ y K + a través del canal de membranas
V L , V Ca , V K : potencial de equilibrio de los canales iónicos relevantes
V 1 , V 2 , V 3 , V 4 : parámetros de ajuste para estado estable y constante de tiempo
φ : frecuencia de referencia