第六章电信号在神经元上的产生和传导
神经元电信号在生物系统中的传输机制研究
神经元电信号在生物系统中的传输机制研究神经元是构成神经系统的基本单元，负责传递信息、控制身体各个部分的运动和调节内部环境。
神经元的功能靠神经元电信号来实现。
研究神经元电信号在生物系统中的传输机制，对于理解神经系统的工作原理和发现神经系统疾病的机制具有重要的意义。
1. 神经元电信号的产生和传播神经元电信号的产生源于通过神经元上的树突和细胞体，接收到来自其他神经元的信息，形成神经元内部的电位差。
当电位差超过一个临界值，神经元会产生动作电位，即电信号，从而实现神经信号的传递。
神经元电信号通过轴突向周围神经元或肌肉细胞传导。
轴突上有一系列的离子通道，动作电位的产生和传播，就是通过离子通道的打开和关闭实现的。
当动作电位沿着轴突向前传播时，会导致局部的离子通道打开，使得局部细胞膜的电位差改变，从而刺激旁边的离子通道再次打开。
这样，电信号就能在神经元内部或神经元之间传递。
2. 节点 Ranvier 的重要性在神经元轴突的传导过程中，节点 Ranvier 起到重要的作用。
节点 Ranvier 是轴突上一段没有髓鞘覆盖的区域，是动作电位沿着轴突快速传播的关键部位。
节点 Ranvier 处离子通道的密度更大，神经元上一部分细胞膜内的正电荷离子会在节点Ranvier 处聚集而形成一个电场，从而打开离子通道，促进电信号的传播。
节点 Ranvier 的存在使得电信号传输速度大幅提高，从而保证了快速的神经信号传递。
3. 信号合并的机制在神经元内部，信息来自多个树突和神经元之间传递的信号会被合并，影响神经元是否从静息状态变为产生动作电位的状态。
这种合并的机制称为“空间和时间上的汇总”。
空间上的汇总发生在神经元上多个树突同时接收到多个信号时，信号会在神经元的细胞体处相加。
如果相加的结果超过了阈值，神经元就会产生动作电位。
时间上的汇总是指来自不同树突上的信号在一个时间窗口内到达神经元，相加产生影响。
4. 电化学突触传递神经元通过轴突神经末梢与其他神经元或肌肉细胞形成连接，形成突触。
神经元的电信号传递方式
神经元的电信号传递方式神经元是组成人脑和神经系统的基本单元。
它们通过传递电信号来实现信息的传递和处理。
神经元的电信号传递方式是一种高度复杂和精密的过程，涉及许多特殊的化学和物理机制。
神经元的结构神经元是一种高度分化的细胞，具有许多特殊的结构和组织。
它们包括：-细胞体：包含细胞核和其他细胞器的核心部分。
-树突：从细胞体分支出来，接受来自其他神经元的信息。
-轴突：从细胞体伸出，并传递信息到其他神经元或细胞。
-髓鞘：覆盖轴突的保护层，帮助加速电信号传递。
-突触：位于轴突末端，与其他神经元或细胞相连，传递信息。
神经元的电信号传递过程神经元的电信号传递过程可以分为以下几个步骤：1.神经元接收信息神经元通过其树突上的受体感知来自其他神经元或细胞的信息。
这些信息可以是化学物质、荷电粒子和其他形式的刺激。
2.电势变化当神经元接收到信息时，它的细胞膜会发生电位变化。
这个过程被称为电势变化或神经元的“兴奋”。
3.动作电位如果电势变化足够强，它将触发神经元轴突上的电信号，即动作电位。
这个电信号会沿着轴突向神经元的末端传递。
4.神经递质释放当电信号到达轴突末端时，它会引起突触中储存的神经递质的释放。
神经递质是轴突末端和接收神经元之间的化学物质信号。
它们可以是正性刺激剂或负性刺激剂，也可以改变神经元内部环境的化学平衡。
5.信息传递神经递质通过突触向接收神经元传递信息。
这种传递可以是兴奋性的，也可以是抑制性的，取决于神经递质的性质。
6.神经元的“重置”一旦电信号传递完成，神经元的电势重新变为基线水平。
这个过程被称为“重置”，为神经元接收下一个刺激做好准备。
神经元的电信号传递机制神经元的电信号传递机制是一种复杂的物理和化学过程。
它涉及多种离子通道、蛋白质和分子互动。
神经元的电信号主要通过轴突传递。
轴突内有大量离子通道，这些通道在电压变化时开启或关闭，控制离子的进出。
离子通道的控制机制可以是电压控制型、化学控制型或压力控制型。
大脑皮层神经元电信号传导机制
大脑皮层神经元电信号传导机制大脑是人类最为复杂的器官之一，拥有数以亿计的神经元，这些神经元通过电信号传导机制完成信息的处理与传递。
大脑皮层作为大脑的外部一层，是智力活动、感知、记忆等高级认知功能的重要场所。
本文将从大脑皮层神经元的结构、神经元电信号的产生机制以及信号的传导过程等方面进行探讨。
首先，大脑皮层神经元的结构对其电信号传导具有重要影响。
神经元由细胞体、轴突和树突等部分组成。
细胞体是神经元的主体，其中包含细胞核和大量细胞器，如线粒体和内质网等。
树突呈分支状，负责接收其他神经元传来的信息。
轴突较长且只有一个，负责将神经元产生的电信号传递到其他神经元。
神经元的细胞膜富含离子通道，这些离子通道对神经元电信号传导起到关键作用。
其次，神经元电信号的产生机制可以追溯到神经元细胞膜内的离子通道。
在静息状态下，神经元的细胞膜内外存在着电化学梯度，正负离子的分布不同。
细胞膜上存在的钠离子通道和钾离子通道起到了关键的作用。
当神经元受到外部刺激时，刺激作用于神经元细胞膜上的离子通道，导致通道的开闭状态发生改变。
这种改变使得钠离子从细胞外流入，同时钾离子从细胞内流出。
这一瞬间的离子流动造成了细胞内外电荷分布的临时改变，形成了短暂的电位差，也就是动作电位。
神经元电信号的传导过程是信息在神经元之间传递的关键环节。
当神经元产生动作电位时，这个电信号沿着神经元轴突迅速传导，并且可以传递给其他连接的神经元。
在轴突的传导过程中，离子通道的开闭状态发挥着重要作用。
具体而言，动作电位顺着轴突向前传播，并且在传播过程中不断回复初始状态。
这种过程类似于连锁反应，从而形成了信号的传导链条。
在神经元之间的传导过程中，突触扮演着关键角色。
突触是神经元之间的连接部分，可分为化学突触和电突触。
化学突触是其中最常见的一种，其传导过程涉及神经递质的释放和感受器的结合。
当动作电位传到轴突末梢时，促使突触前膜上的突触小泡释放神经递质，神经递质通过突触间隙到达突触后膜，进一步引发接受器反应，从而完成信号的传递。
神经元电信号的传导机制和调控
神经元电信号的传导机制和调控神经元是人类和其他动物的神经系统的基本构成单位。
它们有着复杂的结构和异构性，同时也负责传递信号和信息。
神经元通过电信号来传递信息，这是一种复杂的过程，其中涉及许多机制和调控因素。
本文将探讨神经元电信号的传导机制和调控。
1、神经元的基本结构神经元的结构包括细胞体、树突、轴突和突触。
细胞体是神经元的中心部位，其中包含细胞核、线粒体、内质网和高尔基体等细胞器。
树突是细胞体的分支，它们是与其他神经元形成突触连接的主要部位。
轴突是另一种分支，它们是神经元传递信号的主要通路。
突触是神经元之间形成的连通口，它们负责信号的传递。
2、神经元的电信号神经元的电信号是通过离子通道来产生的。
离子通道是细胞膜上一种蛋白质通道，可以控制离子的通过。
当神经元受到刺激时，离子通道会打开，离子便会从高浓度区域流向低浓度区域，形成电流。
这种电流可以传递到轴突末端，触发突触的释放。
3、电信号的传导机制电信号的传导机制包括静息态、兴奋态和行动电位。
在神经元没有受到刺激时，它处于静息态，此时细胞内的电位相对较低，细胞外的电位相对较高。
当受到刺激时，离子通道会打开，离子开始流动，电位开始上升，神经元进入兴奋态。
当电位达到一定阈值时，就会引发行动电位，这是一种短暂的电信号，沿着轴突传递到突触处，使突触释放神经递质。
4、调控因素神经元电信号的传导受到多种因素的调控，包括离子通道、神经递质和神经调节因子等。
离子通道的打开和关闭受到多种调控因素的影响，比如神经递质、神经调节因子、药物和天然毒素等。
神经递质可以增强或抑制神经元之间的连接，从而调节电信号的传导。
神经调节因子则可以影响离子通道的打开和关闭，从而影响电信号的传导。
总之，神经元电信号的传导机制和调控是一个复杂的过程，涉及多种因素的作用。
深入了解这些机制和调控因素，对于治疗神经系统疾病和设计新型药物都具有重要意义。
神经元电信号的发生和传导机制
神经元电信号的发生和传导机制神经元是神经系统的基本组成单元，负责接收、处理和传导信息，是神经系统中最重要的环节之一。
神经元的信号传递和信息处理都是通过电信号通信进行的。
本文将详细介绍神经元电信号的发生和传导机制。
1. 神经元的结构和功能神经元主要由细胞体、树突、轴突和突触四个部分组成。
细胞体是神经元的主体部分，其中包含了细胞核，能够合成和储存蛋白质和其他物质。
树突是神经元的输入部分，主要用于接受来自其他神经元的信息。
轴突是神经元的输出部分，主要负责将信息传递给其他神经元或者肌肉组织。
突触是树突和轴突之间的接触区域，是信息传递的主要场所。
神经元的功能包括接受、整合和传递信息。
神经元通过树突接收来自其他神经元的信息，然后通过轴突传递给其他神经元或者肌肉组织。
神经元能够将来自不同树突的信息整合在一起，进行信息处理和分析。
树突和轴突之间的突触能够实现神经元之间的传递，也能实现神经元和肌肉之间的传递。
2. 神经元电信号的发生神经元的电信号主要由离子通道和离子泵调控产生。
神经元细胞膜上存在着多种离子通道，包括电压门控离子通道和配体门控离子通道。
电压门控离子通道能够根据细胞膜电势的变化打开或者关闭，分别包括钠离子通道、钾离子通道和钙离子通道。
配体门控离子通道则是通过分子的结合来打开或者关闭，包括神经递质受体和离子通道。
神经元离子泵主要是通过质子泵和钠钾泵调节细胞内外的离子浓度差。
质子泵可以将多余的H+离子排出细胞外，钠钾泵可以将细胞内的钠离子排出细胞外，同时将细胞外的钾离子带入细胞内。
当神经元处于静息状态时，神经元细胞膜内部维持一个负电位，细胞膜外部则是一个正电位。
这种状态下，神经元的钾通道打开，钾离子从细胞内流出，而其他离子通道则关闭。
当神经元接收到来自树突的兴奋性信号时，细胞膜上的钠通道会打开，钠离子从细胞外流入，导致神经元内部电位变正。
这个电势变化足够大时，细胞膜上的其他电压门控离子通道也会打开，从而引发一个兴奋性冲动，即动作电位。
神经元的电信号是如何产生的
神经元的电信号是如何产生的在我们的身体中，存在着一个极其复杂而又神奇的通信网络，这个网络的基本单元就是神经元。
神经元能够通过产生和传递电信号来实现信息的交流和处理，从而让我们能够感知世界、思考问题、做出反应。
那么，神经元的电信号究竟是如何产生的呢？要理解神经元电信号的产生，首先我们得了解一下神经元的基本结构。
神经元就像一个小小的工厂，它由细胞体、树突和轴突等部分组成。
细胞体是神经元的核心部分，包含了细胞核和各种细胞器，就像工厂的控制中心。
树突则像是工厂接收原材料的触手，它们从其他神经元接收信息。
而轴突则像是运输产品的管道，负责将神经元产生的信号传递给其他神经元或效应器。
神经元电信号的产生，关键在于细胞膜内外的离子分布和离子通道。
细胞膜就像一道围墙，将细胞内和细胞外分隔开来。
在正常情况下，细胞内和细胞外的离子浓度是不同的。
细胞外液中钠离子（Na+）和氯离子（Cl）的浓度较高，而细胞内液中钾离子（K+）的浓度较高。
同时，细胞膜上存在着各种各样的离子通道，这些通道就像是围墙的门，有的时候打开，有的时候关闭。
当神经元处于静息状态时，也就是没有受到刺激的时候，细胞膜对钾离子的通透性较高，而对钠离子的通透性较低。
这时，钾离子会通过钾离子通道从细胞内流向细胞外，而钠离子则很少进入细胞内。
由于钾离子的外流，使得细胞内的电位变得更负，形成了静息电位，大约在－70 毫伏左右。
然而，一旦神经元受到刺激，情况就会发生变化。
当刺激达到一定强度时，会导致细胞膜上的钠离子通道打开。
这时，钠离子会迅速涌入细胞内，使得细胞内的电位迅速上升，从负电位变为正电位。
这个短暂的电位变化就形成了动作电位的上升支。
动作电位一旦产生，就会迅速传播。
这是因为细胞膜上的离子通道具有一种特殊的性质，叫做“全或无”特性。
也就是说，只要刺激达到阈值，就会产生动作电位，而且动作电位的幅度是固定的，不会因为刺激强度的增加而增大。
当动作电位达到峰值后，钠离子通道会迅速关闭，而钾离子通道则会延迟打开。
神经元通过电信号传递信息
神经元通过电信号传递信息神经元是构成我们神经系统的基本单位，负责收集、处理和传递信息。
神经元通过电信号的传递来实现这一过程。
电信号的传递是神经元运行的基础，也是神经系统功能正常运行的关键。
神经元是由细胞体、树突、轴突和突触等部分组成。
细胞体是神经元的主体，包含细胞核和细胞质，负责接收和处理信息。
树突是从细胞体伸出的分支，负责接收其他神经元传递过来的信号。
轴突是神经元传递信息的主要通道，将经过细胞体处理后的信号传递到其他神经元。
突触是神经元之间的连接部分，通过神经递质的释放来传递信号。
神经元通过电信号的传递来实现信息的传输。
当神经元受到刺激时，树突上的离子通道会打开，使得细胞内外的电位差发生变化，称为神经元的动作电位。
一旦动作电位发生，它会沿着轴突迅速传播到突触末梢。
这种传播是靠离子的流动，通过离子通道的打开和关闭来实现的。
在神经元内部，钠离子的大量内流会使膜电位变得正向，达到峰电位。
之后，钾离子外流使膜电位回复到静息电位。
这一过程形成了一种类似“电流”的信号，通过轴突迅速传递到突触末梢。
当电信号传递到突触末梢时，它需要通过神经递质来传递到下一个神经元。
神经递质是一种化学物质，可以使电信号从一个神经元传递到另一个神经元。
当电信号达到突触末梢时，它会引发神经递质的释放。
神经递质释放到突触间隙后，会与下一个神经元上的受体结合，进而引发下一个神经元内部的电信号。
这样，信号就能够在神经元之间传递。
整个过程中，电信号的传递速度非常快。
神经元的轴突被包裹着髓鞘，髓鞘是由胶质细胞产生的多层脂质物质，具有绝缘作用。
髓鞘可以阻止电信号的损失和散失，使得电信号能够以高速传递。
而且，神经元的轴突可分为节点和间节点。
节点上的跳跃传导使得电信号能够更快速地传递。
神经元通过电信号的传递实现了信息的传输和处理。
当感官器官受到外界刺激时，感觉神经元会将信号传递到大脑，经过神经网络的处理和分析后，大脑会做出相应的反应。
这种反应可以是行动，也可以是知觉和记忆等脑功能的实现。
神经元细胞的电信号传导机制
神经元细胞的电信号传导机制神经元细胞是一种高度特化的细胞，主要负责人类大脑和神经系统的信号传导。
神经元细胞的电信号传导机制是实现这一功能的基础。
在神经元细胞内部，有一种特殊的电信号传导过程，被称为动作电位，它是通过离子通道的开放和关闭而产生的。
神经元细胞电信号传导机制的基础是离子通道的开放和关闭。
当神经元受到足够的外界刺激时，神经元内部的细胞膜上的离子通道会打开，并且释放出一种称为动作电位的大规模电信号。
这个电信号沿着神经纤维传递到周围区域，并最终通过突触传递给其他神经元细胞。
神经元细胞内部的离子通道主要有两种类型：钾离子通道和钙/钠离子通道。
钾离子通道是控制细胞内钾离子浓度的关键，它们在细胞膜上占据主导地位。
当神经元细胞受到刺激时，钾离子通道会打开，使得细胞内的钾离子流出，从而抑制神经元细胞的兴奋。
另一方面，钙/钠离子通道控制着细胞膜上的钠离子和钙离子浓度。
当神经元受到刺激时，这些离子通道会打开，导致钠离子和钙离子流入神经元细胞，增加其兴奋性。
当这些钠离子和钙离子达到足够的浓度时，会产生动作电位。
动作电位的产生是一种复杂的过程，涉及多个分子机制。
这些机制主要包括：活性化、去极化和复极化。
活性化是指离子通道打开的过程，去极化是指细胞膜内部变得更加正电荷的过程，复极化则是指细胞膜内部重新变得负电荷的过程。
这些过程的协同作用才能产生有效的动作电位。
动作电位的传导速度非常快，可以达到每秒几十米甚至几百米。
这个速度比声音和光速还要快。
这种高速传导是实现神经元细胞信号传递和人类思维的关键。
神经元细胞电信号传导机制复杂而精致。
虽然我们已经对其有了一定的了解，但是神经元细胞和神经系统的本质仍然是一个谜。
随着科学技术的不断进步，我们相信在未来的研究中，我们将会了解更多关于神经元细胞以及神经系统的奥秘。
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三、引起兴奋的主要条件 1、组织的机能状态 2、刺激的特征
(1)阈强度:当刺激作用时间不变的情况下，刚能 引起组织兴奋的最小刺激强度称为阈强度.
和兴奋性的关系：
(2) 阈刺激:达到这一强度的刺激是有效 刺激称为阈刺激. (3) 阈上刺激:高于阈强度的刺激.
第六章 电信号在神经元上的产生和传导
第一节 神经元的兴奋性
一 、刺激与反应
1、 刺激:凡能引起机体的活动状态发生变化 的任何环境变化因子都称为刺激。
2、 反应：由刺激而引起的机体活动状 态的改变都称为反应。
二、兴奋与兴奋性:
（1）兴奋:活组织因刺激而产生冲动的反应称 为兴奋。 （2）兴奋性:可兴奋组织具有产生兴奋即产生冲 动的能力称为兴奋性 。
它包括去极化、反极化和复极化的相继过 程,一次刺激导致这样一个电位波动,代表一 次兴奋,这种电位波动就称为动作电位.
特点：1、具有“全或无Байду номын сангаас的性质 2、非递减性传导
三 生物电现象的离子学说 (一)细胞膜 (二)细胞膜的物质转运功能
1单纯扩散 一些脂溶性物质分子顺着浓度梯度或电位梯 度的跨细胞膜的转运形式，称为单纯扩散。 02和CO2等脂溶性的气体分子的转运形式，就 是单纯扩散过程。
时，则可能引起一次兴奋，这种现象称为 阈下总和。 空间总和 时间总和
第二节 神经和肌肉的生物电现象
一、生物电 生物体在生命活动过程中所表现的电现象
称为生物电。
二、静息电位 和动作电位 (一)静息电位 在静息状态下,存在于细胞膜内外两侧的电位差为 静息电位,外正内负。
极化 :把静息电位时所保持的外正内负的状 态称为膜的极化
③是一种生电性泵
4入胞和出胞 入胞和出胞是细胞膜对某些大分子物质或物质
团块的转运形式。
入胞是指细胞外大分子物质团块进入细胞的 过程。如进入的是固态物称为吞噬，如进入 的物质为液态物称为吞饮。
出胞是指大分子物质由细胞排出的过程。
入胞和出跑过程均要消耗能量，它主要是 来自于细胞内线粒体氧化过程中所形成的 ATP。
钠泵 结构： 膜蛋白质，具有ATP酶活性
功能：分解ATP，释放出能量， 利用这一能量，不断地将Na+从 胞内泵出胞外，将K+从胞外泵入 胞内
特性： 3个Na+移出膜外2个K+ 移入膜内
生理意义：
① 建立一种势能贮备，供细胞其他耗能过程利用 （Na + -H +交换，易化扩散，继发性主动转运等） ② 产生和维持细胞内高K+ 、细胞外高Na+的 状态，是细胞产生生物电的基础
(4) 阈下刺激:低于阈强度的刺激则不能引起 兴奋称为阈下刺激.
四、可兴奋组织的兴奋性 1.兴奋后兴奋性的改变 ：以神经纤维为例: （1）绝对不应期 （2)相对不应期 （3)超常期 （4）低常期
（二）阈下总和：当条件刺激和测试刺激 都是阈下的，当它们单独作用时，都不能 引起组织兴奋，但当它们相继或同时作用
(三)静息电位和动作电位的离子基础 1静息电位的离子基础：
静息电位主要是K+大量外流形成的； 主要表现为K+的平衡电位。
2 动作电位的离子基础
上升支（除极相）：Na+大量内流形成的 ；
下降支（复极相）；是由于K+大量外流形成的； 动作电位发生后的恢复期间钠一钾泵活动增强, 排 Na +,同时将透出膜外的K+重新移入膜内, 恢复静息电位。
2易化扩散
体内有些物质不溶于脂质或溶解度甚小， 但在细胞膜上某些特殊蛋白质的“帮助”下， 由 膜的高浓度一侧向低浓度一侧的转运形式，称 为易化扩散。它可区分为以下两类
(1)．以“载体”为中介的易化扩散
以“载体”为中介的易化扩散如葡萄糖和氨 基 酸通过一般细胞膜进入细胞内的过程.
(2)．以通道为中介的易化扩散 以通道为中介的易化扩散
局部电位的性质：
1、 电紧张性扩布
2、不具有“全或无”的性 质 3、当局部电位增加到一定程度时， 就产生可传导的动作电位。
局部兴奋与动作电位的区别:
区别
①刺激强度 ②钠通道开放数 ③膜电位变化幅度 ④‘全或无’特点 ⑤总和现象 ⑥传播特点
局部兴奋
阈下刺激 少 小 无 有
电紧张扩布
动作电位
阈或阈上刺激 多 大 有 无
③ 机械门控通道：当膜的局部受牵拉变形时被激活 ，如触觉的神经末梢、听觉的毛细胞等都存在这类通 道。
Na+通道有两 种门控状态：
激活态和失 活态。
K+通道仅有 一个门控状 态：
或是处于开 放状态，或 是处于关闭 状态。
3主动转运
主动转运是指细胞膜通过被称为“泵”的膜 白 质，将某种物质分子或离子经细胞膜逆浓度或 电位梯度，而且消耗能量的转运过程。
不衰减扩布
兴奋性与Na +通道的性状
绝对不应期与Na +通道的性状：Na +通道失活 相对不应期与Na +通道的性状：部分复活（备用） 超常期的机制： Na +通道备用，膜电位与阈电位较近 低常期的机制： Na +通道备用，膜电位与阈电位较远 静息期与Na +通道的性状：备用（关闭）
与此种扩散有关的膜蛋白质称通道蛋白（简称 通道）。
通道介导的易化扩散
门控离子通道分为三类：
①电压门控通道：当膜去极化达到一定水平时， 通道蛋白质的分子构象发生改变。通道打开。 目前发现至少三种Na+ 通道、五种K+通道和三 种Ca2+通道属于此类通道。
② 化学门控通道：受膜环境中某些化学物质的影响 而开放,这类化学物质（配基）主要来自细胞外液， 如激素、递质等；
(四)兴奋的引起和传导 1 兴奋的引起
(1)外向电流： 阴极:外向电流,膜除极化,兴奋性升高 阳极:内向电流,膜超极化,兴奋性降低
（2）阈电位
当膜电位减小到某一临界水平时便爆发 动作电位，这一临界水平的膜电位数值， 称为阈电位
2 局部电位（反应、兴奋）
可兴奋细胞在用阈下外向电流刺激时，除了外 向电流直接造成的电压降以外，膜自身也发生了 一些轻微的去极化反应，二者叠加在一起，就使 膜产生了较大的去极化，这个去极化型的电反应， 就是局部反应或局部电位。
去极化：静息电位的数值向膜内负值减小的方 向变化
超极化 ：静息电位的数值向膜内负值加大的 方向变化 复极化 ：细胞先发生去极化，然后再向正常 安静时膜内所处的负值恢复 反极化：外负内正
(二)动作电位
各种可兴奋细胞在受到刺激而发生兴奋时，其 共同的表现就是在静息电位的基础上，细胞膜上 发生一次短暂的电位波动.