Модели биофизических процессов

Биоэлектрическая активность определяется комплексом самых различных факторов: параметрами отдельных клеток, характеристиками волны возбуждения, свойствами биосреды, пространственным расположением отдельных биологических структур, видом системы отведения и т. д. Учитывая, что существующие методики исследования биологической активности ориентированы в основном на получение временных сечений и проекций поля (случайных процессов), рассмотрим вначале модели основных электрофизиологических процессов, а затем — электрофизиологических полей.

Миниатюрные потенциалы.

Электрофизиологические процессы, протекающие в биологических структурах, в значительной степени определяются характером синаптической передачи между отдельными клетками [40, 111, 187, 190]. В соответствии с существующими представлениями ведущее место занимают синапсы с химической передачей [126, 187, 190, 275, 293]. Под действием квантов химического передатчика в постсинаптической мембране генерируются миниатюрные потенциалы (МП), лежащие в основе многих постсинаптических процессов. В этой связи исследование вероятностной структуры МП имеет большое значение для моделирования электрофизиологических процессов и полей в целом.

Описано значительное число моделей МП, основанных на теории случайных импульсных потоков [39, 40, 98, 129], позволивших количественно описать некоторые параметры синаптической передачи, и на теории случайных размещений [34], позволяющей уточнить и развить некоторые вероятностные модели МП.

К числу основных вероятностных характеристик МП и формируемых на их основе ПСП относятся функции распределения временных интервалов и вероятностные характеристики их амплитуд [40, 190]. Теоретические и экспериментальные исследования [39, 40, 187] показали, что в нормальных условиях функция распределения межимпульсных интервалов хорошо согласуется с экспоненциальным, а амплитуд — с нормальным законом. Вместе с тем в ряде случаев наблюдается отклонение данных характеристик от указанных законов [40, 98].