Observações e modelos: o trabalho de Hodgkin e Huxley como exemplo

Abstract

O objetivo deste trabalho é fazer uma revisão do trabalho de Hodgkin e Huxley como um exercício de aprendizado do método científico, de modelagem matemática, bem como da relação entre modelos e observações. O modelo se refere à propagação de pulsos elétricos em axônios e foi desenvolvido com o intuito de entender a capacidade dos neurônios em gerar pulsos elétricos. O experimento empregava o axônio gigante da lula do gênero Loligo, em um método que consistia no disparo de uma corrente elétrica em um ponto do axônio e na observação do efeito dessa corrente na excitabilidade da membrana em outro ponto. Revelando que a membrana é submetida a um aumento de condutância a qual esta tem o mesmo padrão no tempo que a mudança elétrica. O experimento não mostrava quais íons estavam envolvidos, porém consistiu em uma forte evidência de que ocorria um aumento da permeabilidade iônica. Com a evolução do experimento descobriu-se que o potencial de ação apresentava valores frequentemente maiores que o potencial de repouso, tendo sido estabelecido o valor absoluto dos potenciais naturais de membrana quando o axônio está em repouso. As equações que descrevem o modelo foram construídas registrando-se as correntes e analisando seus gráficos. Em decorrência deste modelo, foram descobertos alguns fenômenos da membrana neuronal, o que levou ao surgimento da neurociência computacional. Ainda hoje surgem novas perspectivas a partir do trabalho de Hodgkin e Huxley, que sem tecnologias e aparelhagens suficientes, já prediziam na época a existência dos canais iônicos e outros mecanismos importantes para o entendimento da natureza dos pulsos elétricos e de sua propagação. Este trabalho está publicado como Relatório Técnico nº 01/2014 do Departamento de Matemática Aplicada e Computacional no site do LNCC de onde foram extraídas as referências abaixo.