8 Electrophysiology
263
8.1 Membrane Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 264
8.1.1 The Nernst potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 264
8.1.2 The membrane model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 265
8.2 Excitable Membranes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 268
8.2.1 Voltage-gated ion channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 268
8.2.2 The Morris-Lecar model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 269
8.3 Intercellular communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 272
8.3.1 Synaptic transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 273
8.4 *Spatial modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 274
8.4.1 Propagation of membrane voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 276
8.4.2 Passive membrane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 277
8.4.3 Excitable membrane: action potential propagation . .
. . . . . . . . . . . . . 278
8.5 Suggestions for Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 278
8.6 Problem Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 279
A Molecular Cell Biology
287
A.1 Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 287
A.2 The Chemistry of Life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 289
A.3 Macromolecules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 291
A.4 Model Organisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 297
B Mathematical Fundamentals
299
B.1 Differential Calculus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 299
B.2 Linear Algebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 304
B.3 Probability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 307
C Computational Software
311
C.1 XPPAUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
311
C.2 MATLAB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
318
C.2.1 The MATLAB Systems Biology Toolbox . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 326
D Exercise Solutions