New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

Exsc 224 Week 2 Notes

by: Jane Warther

Exsc 224 Week 2 Notes Exsc 224

Jane Warther
GPA 3.953

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

These notes cover what are in the powerpoints but they also include what he discussed in class.
Anatomy and Physiology 224
Dr. Thompson
Class Notes
Human Anatomy and Physiology
25 ?




Popular in Anatomy and Physiology 224

Popular in Education and Teacher Studies

This 12 page Class Notes was uploaded by Jane Warther on Saturday January 23, 2016. The Class Notes belongs to Exsc 224 at University of South Carolina taught by Dr. Thompson in Spring 2016. Since its upload, it has received 48 views. For similar materials see Anatomy and Physiology 224 in Education and Teacher Studies at University of South Carolina.


Reviews for Exsc 224 Week 2 Notes


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 01/23/16
Chapter 11  Lecture 3 1/19/16 Action Potential (AP)                                 2. Depolarization        3. Repolarization      1. Resting State          4. Hyperpolarization 3 Membrane Potential (mV) 2 1 4 Time (ms)  ­70mV­ resting membrane potential   AP is caused by permeability changes in the plasma membrane  o Talk about voltage­gated channels o Either happen or they don’t, depends on whether or not they reach threshold or  not  o Same size, same duration  Phase 1 o Resting state  @ ­70mV  Only leakage channels for Na+ and K+ are open   All gated Na+ and K+ channels are closed   Properties of gated channels  o Each Na+ channel has two voltage­sensitive gates   Activation gates  Closed at rest; open with depolarization   Inactivation gates  Open at rest; block channel once it is open  o Each K+ channel has one voltage­ sensitive fate o Closed at rest o Opens slowly with depolarization   Phase 2 o Depolarization   Local currents open voltage­gated Na+ channels   Na+ influx causes more depolarization   At threshold (­55 to ­50mV) positive feedback leads to opening of all Na+  channels and a reversal of membrane polarity to +30mV (spike of action  potential)   Phase 3  o Repolarizing phase   Na+ channel slow inactivation gates close   Membrane permeability to Na+ declines to resting levels   Slow voltage­sensitive K+ gates open   K+ exits the cell and internal negativity is restored   Phase 4  o Hyperpolarization   Some K+ channels remain open, allowing excessive K+ efflux  This causes after­hyperpolarization of the membrane (undershoot)  Greater than at resting membrane potential   Recap: Graded potentials are associated with receiving info­ if total sum is great enough  an AP forms  o Can vary in size and direction  o Can cause rise or decrease in membrane potential  o If change in membrane potential is not adequate, nothing happens  o What is meant by adequate is by the threshold which is at ­55mV  If graded potential doesn’t reach threshold nothing happens  Reach threshold activate sodium­gated channels, have a huge depolarizing increase overshooting 0mV with the inside of the cell becoming positive  for a moment   When cell becomes positive, sodium­gated channels close   Potassium­voltage gated channels will open and repolarize, so potassium  rushes out of the cell, membrane potential decreases so much the cell is  temporarily hyperpolarized   Once hyperpolarized potassium­voltage gated channel closes   Potassium is now in cytosol with sodium inside cell  o Sodium­potassium pumps ions back across membrane  restoring resting membrane potential where it levels off  until it receives another stimulus   Takes about 4ms, can have about 250 action potentials in one second Role of the Sodium­Potassium Pump  Repolarization  o Restores the resting electrical conditions of the neuron  o Does not restore the resting ionic conditions   Ionic redistribution back to resting conditions is restored by the thousands of sodium­potassium pumps   Requires energy to restore from an AP   Uses ATP  Propagation of an Action Potential   Na+ influx causes a patch of the axonal membrane to depolarize   Local currents occur  Na+ channels toward the point of origin are inactivated and not affected by the local  currents   Local currents affect adjacent areas in the forward direction   Depolarization opens voltage­gated channels and triggers an AP  Repolarization wave follows the depolarization wave  Threshold  At threshold Action  o Membrane is depolarized by 15 to 20 mV Membrane Potential (mV) o Na+ permeability increases o Na influx exceeds K+ efflux  o The positive feedback cycle begins o Subthreshold stimulus   Nothing happens if you apply it Stimulus Voltage o Threshold stimulus  Time (ms)  Cause a greater change in voltage, then we have AP o Action potential   All or none phenomenon   Either have stimulus that is adequate or not  Coding for Stimulus Intensity   All action potentials o Coded by number of AP generated   Strong stimulus­ a lot APs generated  Increased frequency of AP  Weak stimulus­ less APs generated in a certain amount of time  o Are alike  o Are independent of stimulus intensity  o How does the CNS tell the difference between a weak stimulus and a strong one?  Strong stimuli can generate action potentials more often than weaker stimuli   The CNS determines stimulus intensity by the frequency of impulses – rate coding  Absolute Refractory Period  When cell depolarizes   Time from the opening of the Na+ channels until the resetting of the channels   Ensures that each AP is an all or none event   Enforces one­way transmission of nerve impulses   Period from when cell reaches threshold and depolarizes until the cell depolarizes and  reaches threshold again­ from threshold to threshold   During this period, the cell can’t depolarize a second time  Relative Refractory Period   Begins when membrane potential falls below threshold and lasts through  hyperpolarization period until resting membrane potential returns to normal   Follows the absolute refractory period  o Most Na+ channels have returned to their resting state o Some K+ channels are still open  o Repolarization is occurring  Threshold for AP generation is elevated   Exceptionally strong stimulus may generate an AP   Possible for neuron to depolarize again but it takes a larger stimulus than normal to do it  Conduct Velocity   Rate at which the AP propagates down the length of the axon   Conduction velocities of neurons vary widely   2 things that effect it: o 1. Effect of axon diameter  Large diameter fibers have less resistance to local current flow and have  faster impulse conduction  o 2. Effect of myelination   Continuous conduction in unmyelinated axons is slower than salutatory  conduction in myelinated axons   In a bare plasma membrane  o Receive stimulus at dendrite will cause local change in membrane potential o Change in membrane potential doesn’t travel very far from site of stimulus, it  decays rapidly because there aren’t voltage­gated channels in dendrites o It takes a lot of stimulus to create an adequate stimulus to create AP on the  dendrite   In an unmyelinated axon o Do have voltage­gated channels(talking about sodium in picture)  o If there is an adequate stimulus will cause sodium voltage gated channels to open, sodium rushed into cell, cell depolarizes o Change in membrane potential travels to the next sodium gated channel, sodium  rushes in , cell depolarizes o And it keeps repeating o The signal propagates down length of axon   In a myelinated axon  o Myelin decreases the AP that occur along length of axon  o There are few sodium­gated channels in myelinated axon because myelin wraps  around axon with no sodium­gated channels where myelin is  o Acts as insulator , allows change in membrane potential to last at a longer  distance where it will come upon a node of Ranvier which will trigger sodium­ gated channels, depolarize membrane and the cycle repeats  o Takes less time for AP to propagate down the membrane  o Salutatory conduction­ activation of  sodium­gated channels at Node of Ranvier  Nerve Fiber Classification   Nerve fibers are classified according to: o Diameter o Degree of myelination  o Speed of conduction   Group A fibers  o Largest diameter neurons o Heavily myelinated o Fastest conduction  o Examples  Somatic sensory (sensory input)  Motor fibers   Group B fibers  o Intermediate diameter  o Lightly myelinated o Moderately fast o Examples   ANS fibers (involuntary motor)  Group C fibers  o Smallest diameter o Unmyelinated o Slowest  o Example  ANS fibers (involuntary motor)  Certain type of sensory  The Synapse  A junction that mediates information transfer from one neuron: o To another neuron or o To an effector cell   Axodendritic synapse – most common  Axosomatic synapse­ most common   Axoaxonic synapse   Presynaptic neuron­ conducts impulses toward the synapse o Has AP, will release neurotransmitter which will causes graded potential on post­ synaptic neuron   Postsynaptic neuron­ transmit impulses away from the synapse  Electrical vs. Chemical Synapses   Electrical  o Very rapid  o Have gap junctions o Unidirectional or bidirectional  o Are important in :   Embryonic nervous tissue   Some brain regions   Heart   Chemical  o Specialized for the release and reception of neurotransmitters  o Typically composed of two parts   Axon terminal or buton ­ presynaptic neuron   Doesn’t physically touch postsynaptic region­ space is known as  synaptic cleft  o Extracellular fluid passes through this region  Receptor region­ postsynaptic neuron (dendrites or soma with ligand­gated channels) How does one neuron communicate with another neuron?  Via neurotransmitters  Information Transfers­ how one neuron communicates with another neuron  1. Action potential arrives at axon terminal or button o Its goal to release neurotransmitter into synaptic cleft  2. Voltage gated Ca2+ channels  open and Ca2+ enter the axon terminal  3. Ca2+ entry causes neurotransmitter­ containing synaptic vesicles to release their  contents by exocytosis  4.Neurotransmitter diffuses across the synaptic cleft and binds to specific receptors on the postsynaptic membrane  5. Binding of neurotransmitter opens ion channels, resulting in graded potentials  6. Neurotransmitter effects are terminated by : o Reuptake  o Enzymatic degradation  o Diffusion  Quiz 1 1. Integration occurs in the PNS­ false  it occurs in CNS 2. Afferent fibers are sensory input­ true  3. what specific cell tyes are responsible for the production of myelin in the CNS and PNS CNS­ oligodendrocytes               PNS­ schwann cells  4. The Na+/K+ pumps move sodium into extracellular fluid and potassium into the cytosol. 5. where do you find ligand gated channels on neurons? Dendrites or soma (cell body)  Chapter 11  Lecture 4 Postsynaptic potentials   Graded potentials –they are changes in membrane potentials  o Vary in size unlike AP  o Sometimes called receptor potentials   Strength determined by  o Amount of neurotransmitter released  o Time the neurotransmitter is in the area   Types of postsynaptic potentials  o 1. EPSP­ excitatory postsynaptic potentials   Also known as depolarizing graded potentials­ membrane moves toward 0  or threshold o 2. IPSP­ inhibitory postsynaptic potentials   These are hyperpolarizing­ membrane potential moves away from zero,  becomes more negative  o EPSP or IPSP only tell the direction not if they are adequate  Excitatory Synapses and EPSPs  Neurotransmitter binds to and opens chemically gated channels that allow simultaneous flow of Na+ and K+ in opposite directions  Na+ influx is greater that K+ efflux, causing a net depolarization  Threshold  EPSP helps trigger AP at axon hillock if EPSP is of threshold strength and opens the voltage­gated channels   Causes depolarization  Inhibitory Synapses and IPSPs Stimulus  Neurotransmitter binds to and opens channels Time (ms) for K+ or Cl­  Causes a hyperpolarization (the inner surface of membrane  Membrane potential (mV) becomes more negative)  Threshold Reduces the postsynaptic neuron’s ability to produce an AP  Stimulus Integration: Summation ime (ms) Membrane potential (mV) Presynaptic (E1)  fires one time, get a  graded potential (EPSP), then it decays, fires  another time , get a graded potential EPSP)  and then it decays again  o Action potential was inadequate so it didn’t reach threshold  o If time between the two 2 of E1 firing is small , one can cause a change in  membrane potential, and the firing of a second upon the first causes a greater  change in membrane potential o The adding of the two is called summation  o Does not take 2 EPSPs to reach threshold o No summation is when two signals are fired at different times and do not overlap   You need 2 that are close together that fall on top of each other to combine and reach threshold o When one neuron fires multiple times causing a large change in membrane  potential it is called temporal summation  Two presynaptic neurons fire at the same time ,  they can cause a larger effect than if one  fired  o This is called spatial summation   Signal from one postsynaptic neuron (EPSP )and a presynaptic neurons(IPSP) cancels  each other out  Synapses can’t be inhibitory and excitatory Neurotransmitters  Acetylcholine  o At nicotinic ACh receptors(on skeletal muscles, autonomic ganglia, and in the  CNS)  Functional classes: excitatory and direct action   Will cause EPSP   Sites where secreted­ CNS: widespread throughout cerebral cortex,  hippocampus and brain stem  o At muscarinic ACh receptors( on visceral effectors and in the CNS)  Functional classes: excitatory or inhibitory depending on subtype of  muscarinic receptor and indirect action via second messengers   Multiple kinds of muscarinic receptors which is why it is either  inhibitory or excitatory  M2 receptor­ receptor for ACh in heart o When activated causes heart rate to decrease o Inhibitory receptor   Sites where secreted­ PNS: all neuromuscular junctions with skeletal  muscle; some autonomic motor endings (all preganglionic and  parasympathetic postganglionic fibers) o One of the most abundant in the body  o Get names of receptors whether they are stimulated by nicotine or muscarinic  o Depends on the receptor ACh binds to whether it is excitatory or inhibitory   Biogenic Amines o Amino acids that are highly modified o Norepinephrine ( noradrenaline)   Functional classes:   Excitatory or inhibitory depending on receptor type it binds to   Indirect action via second messengers  Sites where secreted:   CNS: brain stem, particularly in the locus coeruleus of the  midbrain; limbic system; some areas of cerebral cortex o Dopamine  Synthesized in same pathway as norepinephrine   “feel good” neurotransmitter  Functional classes  Excitatory or inhibitory depending on the receptor type bound   Indirect action via second messengers  Sites where secreted:  CNS: substantia nigra of midbrain; hypothalamus; is the principal  neurotransmitter of extra­pyramidal system  PNS: some sympathetic ganglia o Serotonin  Too much of it you go to sleep  Not enough of it you are depressed   Functional classes:  Mainly inhibitory   Indirect action via second messengers; direct action at 5­HT3  receptors   Sites where secreted:  CNS: brain stem, especially midbrain; hypothalamus; limbic  system; cerebellum, pineal gland; spinal cord   Amino Acids­ can be neurotransmitters too  o GABA(aminobutyric acid)  Functional Classes:   Generally inhibitory  o Glutamate  Functional classes:  Generally excitatory   Peptides  o Endorphins (e.g., dynnorphin, enkephalins) o “feel good” neurotransmitter operating via opiate receptors   Functional classes:  General inhibitory  Indirect action via second messengers   Sites where secreted :  CNS: widely distributed in brain; hypothalamus; limbic system;  pituitary ;spinal cord   Purines  o ATP   Functional classes:   Excitatory or inhibitory depending on receptor type it is bound to  o Often associated with signaling pain   Direct and indirect actions via second messengers   Sites where secreted:  CNS: basal nuclei, induces Ca2+ wave propagation in astrocytes   PNS: dorsal root ganglion neurons  o Adenosine  Causes you to be mentally un­alert   Caffeine blocks adenosine from binding to its receptor   Functional Classes:  Generally inhibitory o Signaling molecule  Indirect action via second messengers   Sites where secreted:   Throughout CNS   Gases and Lipids o All are neuromodulators  o Nitric oxide (NO)  Functional classes:   Excitatory o Carbon monoxide (CO)  Functional classes:   Excitatory Endocannabinoids (e.g., 2­arachidonoylglycerol, anaddamide)  Functional classes:   Inhibitory  Neurotransmitter Receptors  Two types  o 1. Channel­linked receptors (direct)  Ex. ACh and amino acids  o 2. G protein­linked receptors (Indirect)  Ex. Biogenic amines, neuropeptides, and dissolved gases   If ions move across the membrane it is not a direct affect to activate the  membrane  Channel­Linked (Ionotropic) Receptors  Ligand­gated ion channels  o Ligand binds to closed receptor, causes it to open and then the ions flow through  the channel  Action is immediate and brief  Excitatory (EPSP) o Receptors are channels  o Na+ influx = depolarization  Inhibitory (IPSP) o Receptors allow:  Cl­ influx or   K+ efflux   Hyperpolarization occurs for either of them  G Protein­Linked Receptors they cause formation of an intracellular second messenger (cyclic AMP ) that bring about the cell’s response  don’t directly open channels, a domino effect opens them effect exerted through second messenger  slower to respond and fall off and decay than ligand­gated channels   signal lasts a little longer so usually is a little more potent  Second Messenger Systems  o 1. Neurotransmitter (1  messenger) binds and activates receptor o 2. Receptor activates G protein  Used GTP as energy source   o 3. G protein activates adenylate cyclase (enzyme)  Catalyzes a reaction  o 4. Adenylate cyclase converts ATP to cAMP(2  messenger)  o 5a. cAMP changes membrane permeability by opening or closing ion channels o 5b. cAMP activates enzymes  o 5c. cAMP activates specific genes  Neural Integration: Neuronal Pools  Functional groups of neurons that: o Integrate incoming information  o Forward the processed information to other destinations   Simple Neuronal Pool o Single presynaptic(input) fiber branches and synapses with several postsynaptic  neurons in the pool  o Amplifying circuit  Types of Circuits in Neuronal Pools   Diverging circuit o One incoming fiber stimulates an ever­increasing number of fibers, often  amplifying circuits  o May affect a single pathway or several  o Common in both sensory and motor systems  Converging circuit  o Opposite of diverging circuits , resulting in either strong stimulation or inhibition  o Also common in sensory and motor systems o Multiple inputs all converging into one   Reverberating (oscillating) circuit o Chain of neurons containing collateral synapses with previous neurons in the  chain  o Keeps things active –how you stay alert  o Ex; alertness   Parallel after­discharge circuit o Incoming fiber stimulates several neurons in parallel arrays to stimulate a  common output cell  Patterns of Neural Processing   Serial Processing o Ex: reflexes­ rapid, automatic responses to stimuli that always cause the same  response  o Normally doesn’t happen in isolation o Usually accompanied by parallel processing  o Reflex arcs (pathways) have five essential components   Stimulus         ↓  1. Receptor   2. Sensory neuron   3. Integration center  4. Motor neuron   5. Effector           ↓  Response   Parallel processing  o Input travels along several pathways  o One stimulus promotes numerous responses o Travels to two different destinations simultaneously  o Important for higher­level mental functioning  o Ex: a smell may remind one of the odor and associated experiences 


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

25 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."

Amaris Trozzo George Washington University

"I made $350 in just two days after posting my first study guide."

Steve Martinelli UC Los Angeles

"There's no way I would have passed my Organic Chemistry class this semester without the notes and study guides I got from StudySoup."

Parker Thompson 500 Startups

"It's a great way for students to improve their educational experience and it seemed like a product that everybody wants, so all the people participating are winning."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.