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    Reizwirkung mittelfrequenter Wechselstromimpulse und gleichlanger Rechteckströme am markhaltigen Nerven (1966)
    Springer
    Pflügers Archiv 291 (1966), S. 249-260 
    Details
    ISSN: 1432-2013
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Der Reizerfolg zeitlich begrenzter mittelfrequenter sinusförmiger Wechselströme zwischen 1 und 10 kHz wird verglichen mit dem eines gleichlangen einsinnigen Rechteckimpulses durch Schwellenbestimmungen an Einzelfaserpotentialen kleiner Bündel des N. ischiadicus des Frosches. 1. Bei fester Mittelfrequenz (Mf) liegen in beiden Fällen die Schwellenspannungen in Abhängigkeit von der Impulsdauer mit etwa gleicher Genauigkeit auf Hyperbeln entsprechend dem Weiß-Hoorwegschen Gesetz der Gleichstromreizung; die mittleren Abweichungen sind unabhängig von der Frequenz. 2. Bei Variation der Mf sind die Schwellenspannungen der einzelnen Halbwellen proportional zur Mf; sie fallen innerhalb der Meßgenauigkeit mit den Schwellen für sehr lange Mf-Impulse („Mf-Rheobase“) zusammen und schließen an die Schwellen der höheren Niederfrequenz an. Die Schwelle der einzelnen Sinus-Ganz-Wellen, die sich im Niederfrequenz-Bereich etwa mit der längerer Wechselstromimpulse deckt, liegt im Mittelfrequenzbereich höher und folgt näherungsweise einem quadratischen Verlauf. 3. Diese Ergebnisse werden hinsichtlich der Gleichrichtereigenschaften der erregbaren Membran diskutiert und auf die Nichtlinearität in der frühen Phase der Membran-Permeabilitätsänderung während der Erregung zurückgeführt.
    Notes: Summary The stimulation effect of time-limited alternating currents in the middle frequency (mf) range up to 10,000 cps is compared with that of rectangular pulses of the same duration by measuring the threshold voltages of the action potentials of single fibres of the frog's sciatic nerve. 1. At constant mf the threshold voltages, as a function of the number of stimulating periods, describe hyperbolas with the same accuracy as direct current stimulation according to the Weiss-Hoorweg law. The accuracy is independent from the mf under investigation. 2. For variable mf the threshold voltages of single cathodic half-periods are proportional to the frequency and neraly the same as for very long mf-pulses (“mfrheobases”) and continue the threshold voltages of low frequency stimulation. The threshold voltages for the single sinusoidal full-period are higher and increase almost quadratically with rising frequency. 3. These results are discussed with respect to rectifying properties of excitable membranes and reduced to the instantaneous nonlinearity in the initial excitation process.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF00380581
    Library Location Call Number Volume/Issue/Year Availability
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    Paper (German National Licenses)
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  • 2
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    Die Natrium-Gleichrichtung der unterschwellig erregten Membran in der quantitativen Formulierung der Ionentheorie (1968)
    Springer
    Pflügers Archiv 302 (1968), S. 233-244 
    Details
    ISSN: 1432-2013
    Keywords: Na Rectification ; Computed Membrane Potential ; Myelinated Nerve Fibre ; Reverse Double Pulses ; Na-Gleichrichtung ; berechnetes Membranpotential ; markhaltige Nervenfaser ; gegensinnige Doppelimpulse
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Unter Benutzung der voltage clamp Daten für die markhaltige Nervenfaser wird das Verhalten der Membran gegenüber längeren Salven gegensinniger (kathodisch-anodischer) Doppelimpulse von je 50+50 μsec Dauer berechnet. Obwohl das Zeitintegral über den Reizstrom bei exakter Symmetrierung zum Ruhepotential null wird, entsteht an der Membran eine mittlere Potential-Verschiebung in Richtung Depolarisation. Die resultierende Depolarisation läßt sich auf die Nichtlinearität in der Natrium-Strom-Spannungs-Charakteristik während der unterschwelligen Erregung zurückführen. Bedingt durch diese Na-Gleichrichtung können lange Salven gegensinniger Doppelimpulse eine ähnliche repetitive Aktivität der Membran hervorrufen, wie sie für langdauernde kathodische Reizströme bereits bekannt ist.
    Notes: Summary Using the voltage clamp data from the myelinated nerve fibre the response of the membrane is calculated for long trains of reverse (cathodal-anodal) double pulses of 50+50 μsec duration. Although the time integral of the stimulating current is zero the average membrane potential is shifted in the direction of depolarization. This resulting depolarization is caused by the nonlinearity of the sodium current-voltage relation during subthreshold excitation. Due to this Na rectification long trains of double pulses lead to repetitive activity of the membrane similar to that produced by long-lasting cathodal currents.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF00586728
    Library Location Call Number Volume/Issue/Year Availability
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    Paper (German National Licenses)
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  • 3
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    Repetitive Aktivität des isolierten Schnürrings bei Reizung mit nullinien-symmetrischen Strömen (1969)
    Springer
    Pflügers Archiv 306 (1969), S. 153-164 
    Details
    ISSN: 1432-2013
    Keywords: Repetitive Activity ; Sodium Rectification ; Ranvier Node ; Short Reverse Double Pulses ; Repetitive Aktivität ; Na-Gleichrichtung ; Isolierte Froschnervenfaser ; Kurze gegensinnige Doppelimpulse
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung 1. Nullinien-symmetrische Ströme aus kurzen gegensinnigen Doppelimpulsen von je 50+50 μsec Dauer erzeugen an der Membran des isolierten Ranvierschen Schnürrings eine Verschiebung des mittleren Membranpotentials in Richtung Depolarisation und eine ausgeprägte repetitive Aktivität. Diese besteht in einer gleichmäßig wiederkehrenden Auslösung von Aktionspotentialen mit Frequenzen, die durch Stärke des Reizstromes und Größe des Ruhepotentials bestimmt sind. 2. Bei stärkeren Reizströmen geht die repetitive Aktivität der Membran nach einigen, in ihrer Höhe rasch abnehmenden Aktionspotentialen über in ein unterschwelliges Oscillieren des mittleren Membranpotentials um eine sich einstellende steady-state-Depolarisation. Bei Beendigung der Doppelimpuls-Salve mit dem depolarisierenden Impuls wird noch einmal ein Aktionspotential ausgelöst. 3. Versuche an dem mit 6 mM-TEA-Ringer bespülten Schnürring zeigen eine prinzipiell gleiche repetitive Aktivität; die steady-state-Depolarisation ist jedoch deutlich größer. In Cholin-Ringer wird das mittlere Membranpotential nicht verschoben; die durch die aufeinanderfolgenden Doppelimpulse hervorgerufenen Potentialschwankungen erfolgen gleichmäßig um das Ruhepotential. 4. Diese Befunde stehen in guter Übereinstimmung mit den Aussagen der Frankenhaeuser-Huxley-Gleichungen.
    Notes: Summary 1. Long trains of reverse (anodal-cathodal and cathodal-anodal) double pulses of 50+50 μsec duration shift the average membrane potential of the isolated node of Ranvier in the direction of depolarization and induce sustained repetitive activity. The spike frequency depends on the strength of the stimulating current and on the value of the resting (steady state) potential. 2. With stronger currents a few action potentials of decreasing amplitude are observed followed by damped subthreshold oscillations of the average membrane potential around a steady state depolarization. If the train of double pulses ends with a depolarizing pulse one more action potential is elicited. 3. Superfusion of the Ranvier node with Ringer's solution containing 6 mM TEA does not influence the repetitiousness; the steady state depolarization is significantly increased. In choline Ringer's solution no shift of the average potential is seen. 4. These experimental findings agree with the predictions of the Frankenhaeuser-Huxley equations.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF00586882
    Library Location Call Number Volume/Issue/Year Availability
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    Paper (German National Licenses)
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  • 4
    Electronic Resource
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    Darstellung, Löschung und Summierung unterschwelliger Erregungen am isolierten Schnürring durch Reizung mit kurzen gegensinnigen Doppelimpulsen (1967)
    Springer
    Pflügers Archiv 296 (1967), S. 1-13 
    Details
    ISSN: 1432-2013
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Am Ranvierschen Schnürring markhaltiger Fasern des Froschischiadicus wird die Reizwirkung kurzer, gegensinniger Doppelimpulse, symmetrisch zum Ruhemembranpotential, zwischen 20 μsec und 0,5 msec untersucht durch Registrierung unterschwelliger Erregungen. 1. Durch Reizung mit kurzen gegensinnigen Doppelimpulsen lassen sich unterschwellige Erregungen besonders gut darstellen, da das lineare Verhalten der Membran im Reiz selbst kompensiert wird. 2. Der Reizerfolg gegensinniger Doppelimpulse ist neben deren Polarität am Reizort abhängig von der jeweiligen Größe des Ruhemembranpotentials. Bei Hyperpolarisation hat der negativ beginnende, bei Depolarisation der positiv beginnende Doppelimpuls die größere Reizwirkung. 3. Die durch den Doppelimpuls hervorgerufenen unterschwelligen Erregungen können summiert werden, wodurch der Gildemeister-Effekt der Mittelfrequenzreizung erklärt ist. Die Reizwirkung symmetrischer gegensinniger Doppelimpulse wird diskutiert durch Nichtlinearitäten im frühen Permeabilitätswechsel der erregten Membran und durch die von der Größe des Ruhemembranpotentials abhängigen Zeitkonstanten der die Erregung aktivierenden und inaktivierenden Prozesse.
    Notes: Summary The stimulation effect of short reverse double pulses from 20 μsec to 0.5 msec, symmetrical about the resting potential, is investigated by recording subthreshold potentials on the isolated node of Ranvier of the frog's sciatic nerve. 1. Subthreshold excitations are well demonstrated by stimulation with short reverse double pulses, because the linear properties of the membrane are compensated by the stimulus itself. 2. The stimulation effect of reverse double pulses depends on the sequence of polarity and on the value of the membrane potential. At hyperpolarisation of the membrane the initial negative double pulse is more effective, whereas at depolarisation the initial positive one is more effective. 3. Subthreshold excitations produced by reverse double pulses can be added up, by which the Gildemeister-effect of middle frequency stimulation is explained. The stimulation effect of reverse symmetrical double pulses is discussed in terms of nonlinearities of the initial permeability changes of the excited membrane and in terms of the specific time constants of activation and inactivation as functions of the resting potential.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF00363475
    Library Location Call Number Volume/Issue/Year Availability
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    Paper (German National Licenses)
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  • 5
    Electronic Resource
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    Über den Mechanismus der Reizwirkung mittelfrequenter Wechselströme auf die Nervenmembran (1966)
    Springer
    Pflügers Archiv 289 (1966), S. 215-226 
    Details
    ISSN: 1432-2013
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Der Mechanismus der Reizwirkung mittelfrequenter Wechselströme („Gildemeister-Effekt“) wird durch Messungen an N. ischiadicus des Frosches näher analysiert. Der Nerv wird mit sinusförmigen Wechselstromimpulsen von 20 Hz bis 50 000 Hz zeitlich begrenzter Dauer und regelbarer Einund Ausschaltphase gereizt und das fortgeleitete Aktionspotential gleichzeitig mit der Reizspannung registriert. Es ergab sich: 1. Die Erregung der Mittelfrequenz erfolgt durch Überlagerung der Wirkung der einzelnen Halbperioden an jeder der beiden Elektroden. Die Wirkung der ersten negativen Halbwelle wird durch die unmittelbar folgende positive Halbwelle nicht völlig gelöscht. Es kommt zu einer Summation der lokalen Antwort und zu einem fortgeleiteten Aktionspotential nach Ablauf mehrerer Perioden. 2. Die Erregung tritt am ganzen Nerven bei äußerlich symmetrischer Stromzuführung an beiden Reizelektroden auf („ambipolare Reizung“ nach Wyss), jedoch mit einer Phasenverschiebung von einer halben Periode entsprechend dem Gesetz der polaren Erregung. 3. Die Grenzfrequenz, oberhalb der der „Gildemeister-Effekt“ beginnt, hängt von den Zeitkonstanten des Erregungsprozesses (z. B. der Konstanten k nach Hill) ab. Sie wird durch Herabsetzung der Temperatur mit einem Q 10 von etwa 2 zu niedrigen Frequenzen hin verschoben.
    Notes: Summary The mechanism of middle frequency excitation is analyzed by electrical stimulation of the frog's sciatic nerve with bursts of single or multiple phase-locked sinusoidal cycles up to 50 000 cps. 1. Middle frequency excitation is caused by superimposing the effects of a single half period at each stimulating electrode. The effect of the first negative half-period is not completely nullified by the following positive phase. Consequently after a multiple cycle burst a summation of the local response about the critical membrane voltage is possible (Gildemeister-effect). 2. With balanced current densities this excitation process is detectable on both stimulating electrodes (“ambipolar stimulation” see Wyss), but between both electrodes always a phase displacement exists corresponding to Pflügers law of polar excitation. 3. The frequency, above which the special mechanism of middle frequency excitation begins, depends on the membrane time constants (for example Hill's k) and decreases with falling temperature, the Q 10 being about 2.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF00363808
    Library Location Call Number Volume/Issue/Year Availability
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    Paper (German National Licenses)
    Fulltext
  • 6
    Electronic Resource
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    Numerical calculation of the response in the myelinated nerve to short symmetrical double pulses (1968)
    Springer
    Pflügers Archiv 299 (1968), S. 357-363 
    Details
    ISSN: 1432-2013
    Keywords: Berechnetes Membranpotential ; markhaltiger Nerv ; Doppelimpuls ; Computed Response ; Nerve ; Double Pulses
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary 1. Numerical computations were made of the response of the nodal membrane in the myelinated nerve fibre to symmetrical reverse (cathodal-anodal and anodal-cathodal) pulses of short duration. The voltage clamp data were used and the equations were solved with a two step Heun-Runge-Kutta integration method. 2. The response elicited by a cathodal pulse was not fully counteracted by a succeeding anodal pulse of the same amplitude and duration. 3. The nonlinear reaction of the model to the short pulses (50 μsec) depended mainly on the changes in the sodium transport system. 4. The results of these calculations agree satisfactorily with previous experimental investigations.
    Notes: Zusammenfassung 1. Es werden Berechnungen durchgeführt über das Verhalten der Schnürring-Membran markhaltiger Nervenfasern gegenüber symmetrischen gegensinnigen Doppelimpulsen kurzer Dauer. Hierfür werden die Standard-Daten der Voltage-Clamp Analyse benutzt und die partiellen Differentialgleichungen mit einer modifizierten Heun-Runge-Kutta-Methode numerisch integriert. 2. Die durch einen kathodischen Impuls hervorgerufene Erregung wird nur teilweise aufgehoben durch den nachfolgenden hyperpolarisierenden Impuls gleicher Dauer und Amplitude. 3. Das unterschiedliche Verhalten des mathematischen Modells gegenüber kurzen kathodischen und anodischen Impulsen (von je 50 μsec Dauer) während der beginnenden Erregung ist im wesentlichen zurückzuführen auf Nichtlinearitäten im Na-Permeabilitätswechsel. 4. Die Ergebnisse dieser Rechnungen stehen in guter Übereinstimmung mit den bisherigen experimentellen Befunden über die Reizwirkung mittelfrequenter Wechselströme.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF00602911
    Library Location Call Number Volume/Issue/Year Availability
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