hodgkin-huxley-sim — Hodgkin-Huxley 활동전위Lab
4 次結合微分方程式 (Na/K/L チャネル + m³h/n⁴ ゲーティング) + RK4 Δt=0.01 ms + オシロスコープ + パルス刺激 Sandbox (外部 lib 0、ko/en/ja)。
学習シナリオ (ステップクリック)
→ AP発生なし。膜電位わずかに脱分極後静止電位復帰。
オシロスコープ — V(t)
ゲーティング変数 (m/h/n)
主要用語（ホバー）
ツールガイド
定義
hodgkin-huxley-sim は Hodgkin & Huxley 1952 J Physiol の 4 次結合微分方程式 (C·dV/dt = −gNa·m³h·(V−ENa) − gK·n⁴·(V−EK) − gL·(V−EL) + I + ゲーティング dm/dh/dn/dt = α(1−x) − β·x) + Goldman-Hodgkin-Katz 平衡電位 ENa/EK/EL 自動計算 + RK4 Δt=0.01 ms 時間ステップ + 絶対/相対不応期を自前 RK4 ソルバー + オシロスコープ SVG で可視化する無料神経細胞動力学学習ツール (Kandel Ch.7 / Hille Ion Channels ベースライン、外部 npm 0)。
目的
(1) 神経生理学活動電位の静的図解 → RK4 4 次結合 ODE 動的シミュレーション (2) ゲーティング変数 m/h/n 補助トレース (Na⁺ 活性化/不活化 + K⁺ 活性化) 学習 (3) Goldman-Hodgkin-Katz 平衡電位自動ベースライン (学部神経生物学) (4) 5 シナリオ (閾値下/閾値/閾値上/不応期/細胞外 K⁺ 変化) (5) RK4 数値解析学習 (Δt=0.01 ms 精度) (6) 外部 lib 0
使い方
① 刺激電流 I スライダー (0-30 μA/cm²) + パルス持続 (0.1-10 ms) ② Sandbox: マウスクリックで電極パルス入力 (強度/持続) ③ RK4 Δt=0.01 ms 自動進化 → 膜電位 V(t) オシロスコープ SVG リアルタイム ④ ゲーティング m/h/n 補助トレース同時表示 ⑤ ENa/EK/EL Goldman-Hodgkin-Katz 自動表示 ⑥ 5 シナリオ: • 閾値下 (I=10 μA/cm²) → AP 発生 X • 閾値 (I=15 μA/cm²) → 1 回 AP • 閾値上 (I=20 μA/cm²) → 連続発火 • 不応期 (1 パルス + 1 ms 後に 2 パルス) → 2 番目 AP 発生 X (絶対不応) • 細胞外 K⁺ 変化 → 静止電位移動 ⑦ 学術用語 hover (action potential / membrane potential / voltage-gated / gating / threshold / refractory / Nernst / Goldman-Hodgkin-Katz / RK4 / Na/K ポンプ 等 18 用語)
例
例 1) I=0 → V 静止 ≈ −65 mV (RK4 安定平衡) 例 2) I=10 μA/cm² (閾値下) → AP X 例 3) I=15 μA/cm² (閾値) → 1 回 AP 例 4) I=20 μA/cm² (閾値上) → 連続発火 例 5) 1 パルス + 1 ms 後 2 パルス (絶対不応) → 2 番目 AP X