Estudo do Potencial de Ação utilizando o Modelo de Hodgkin-Huxley

Resumo

O sistema nervoso processa, recebe e transmite informações dos mais diversos componentes sensoriais, permitindo o controle e a integração das atividades internas e externas de um organismo. Suas unidades básicas de funcionamento são células altamente especializadas denominadas neurônios, capazes de conduzir os sinais neurais. Tais sinais são transmitidos por meio de potenciais de ação, que são variações rápidas do potencial elétrico da membrana celular dos neurônios, devido ao movimento de íons através de canais iônicos presentes nas membranas. Uma forma de compreender os processos biofísicos por trás do potencial de ação é através do estudo do modelo de Hodgkin-Huxley (HH), que apresenta um conjunto de equações capaz de descrever a dinâmica temporal das condutâncias dos íons presentes no interior e exterior da membrana, a fim de determinar a corrente iônica e o potencial de ação. Embora o modelo HH descreva de forma satisfatória o potencial de ação, seu sistema de equações é determinístico. Uma vez que o fenômeno do movimento dos íons pode ser compreendido como um processo probabilístico, uma descrição mais acurada poderia ser realizada utilizando um formalismo estocástico, como o método Monte Carlo dinâmico (método DMC). Nesse contexto, o presente trabalho tem por objetivo utilizar do método DMC para estudar o modelo HH do ponto de vista estocástico. Mostramos que o método DMC se mostra uma ferramenta viável e com resultados satisfatórios a respeito do modelo HH, possibilitando observá-lo sob uma perspectiva estocástica.