Il modello di Hodgkin e Huxley

Il modello attualmente accettato della trasmissione dell'informazione sulla membrana nervosa attraverso la creazione e la propagazione di un potenziale d'azione risale solo ai primi anni '40, grazie al lavoro dei due fisiologi inglesi Alan Lloyd Hodgkin e Andrew Huxley.

Usando un assone gigante di calamaro e speciali microelettrodi, Hodgkin e Huxley furono in grado di misurare il potenziale di membrana e le fasi di depolarizzazione e iperpolarizzazione che contraddistinguono il potenziale d'azione. Grazie a queste ricerche, i due fisiologi hanno ricevuto il premio Nobel in Fisiologia e Medicina nel 1963, insieme a Sir John Carew Eccles per il suo lavoro sulle sinapsi dei neuroni.

Figura 1: I risultati dell'esperimento di Hodgkins e Huxley

In una serie di 5 articoli, Hodgkin e Huxley svilupparono il modello ormai standard di un potenziale d'azione; l'ultimo articolo, in particolare, presenta il modello matematico. È stata la prima descrizione quantitativa dell'eccitabilità elettrica nelle cellule nervose, che ha anche permesso ai due scienziati di prevedere il comportamento dei canali ionici, che all'epoca non erano ancora stati scoperti. Oltre a migliorare la tecnica del voltage clamp, i due fisiologi definirono un'equazione in grado di prevedere il corso temporale di un potenziale d'azione.

Così facendo, dimostrarono anche l'inesattezza del consenso preesistente, basato sull'idea che la membrana dell'assone si rompesse ogni volta per permettere il passaggio degli ioni, portando così il potenziale di membrana a zero per un breve momento. Come ora sappiamo, la membrana non si rompe e i canali sono responsabili del trasferimento controllato degli ioni, portando il potenziale di membrana anche a +45 mV.