The Effect of Heat on the Spiking Patterns of the Cells in Aplysia

군소 세포의 발화 형태에 미치는 열자극 효과

Fruitful findings have been produced from five out of sixty cells which were obtained from each 63 individual Aplisia caught at the Jeju coast. Spiking patterns of three out of five cells, such as relaxation oscillator, bursting within a short time of the inter-burst interval, chaotic bursting, period doubling sequences, bursting with long trains of action potentials separated by short silent periods, regular repeated beating or elliptic bursting, and silent states had been changed in order as the temperature was lowered to $10^{\circ}C\;from\;32^{\circ}C$. In the intervals of every about 40 minutes repeated ups and downs of temperature produced similar firing patterns at the allowable temperature ranges. The other two cells showed difference from these. The amplitudes of the action potentials of the two cells will not be highly decreased in 24 hours. Average spike frequencies, the inter-burst interval, peak to peak spike amplitude of action potentials, minimum potential values are compared and analyzed by using the computer programme. The spike frequencies according to temperature show the distribution of bell type, with maximal spike frequencies at intermediate temperatures and minimal ones at either end. The most common pattern consist of high spike frequency during failing and low one during rising temperatures.

제주 해안에서 잡은 60여 개의 군소를 대상으로 한 실험 데이터 중에서 5개의 세포에 대한 실험 결과를 분석해 보니 주목할 만한 결과들이 나왔다. 이들 5개의 세포들 중에 3개의 세포에서는 $32^{\circ}C$에서 $10^{\circ}C$까지 온도를 내리는 동안에 이완된 진동 상태, 연속발화상태 사이의 과분극 기간이 짧은 버스팅, 혼돈 양상의 버스팅, 주기 배가 양상, 연속발화 기간은 길고 휴지 기간은 짧은 버스팅, 일정하게 반복되는 비팅 상태이거나 타원형 버스팅, 휴지상태가 차례차례로 나타났으며, $10^{\circ}C$에서 $32^{\circ}C$까지 온도를 올리는 동안에는 그 반대 순서로 발화 형태가 변화하였다. 같은 온도 범위에서 80분 정도의 주기로 계속해서 열변화 자극을 줄 때마다 이러한 발화 형태 변화는 일정하게 나타났다. 그러나 나머지 두 세포의 경우에는 이와는 다른 발화 형태의 온도에 따른 변화를 보였다. 이들 경우에 이러한 열변화 자극을 24시간 이상 지속하였으나 발화 진폭은 크게 줄어들지 않았다. 그리고 평균발화 진동수, 버스팅 신호 사이의 평균 과분극상태 지속시간, 활동전위 진폭과 활동전위의 최저값 등을 $C^{++}$로 짠 프로그램을 실행시켜서 비교 분석 가능하였다. 온도에 따른 발화 진동수의 분포는 저온과 고온에서는 낮으나 중간 영역에서는 높은 종 모양의 형태를 보였는데, 온도를 내리는 동안에는 온도를 올리는 동안 보다 발화 진동수가 높았다.