Thermal fluctuations and the minimum electrical field that can be detected by a biological membrane

سر و صدای الکتریکی حرارتی در سلول های زنده حداقل آستانه ای برای مکانیسم های واکنش زیست محیطی که به میدان های الکتریکی مربوط می شود، محسوب می شود. مدل های موجود که به توضیح و تفسیر این پدیده می پردازند، نتیجه های فراوانی را ایجاد می کنند. ساده ترین مدل، که در آن بیومبن به عنوان یک دی الکتریک خطی در نظر گرفته می شود، یک سطح نویز متعادل را ایجاد می کند که چندین مرتبه بزرگتر از چیزی است که به صورت آزمایشی مشاهده می شود. یک رویکرد جایگزین برای برآورد سر و صدای حرارتی به عنوان نویز نایکوئیست یک مقاومت در یک پهنای باند فرکانسی محدود، فیزیکی بینش کمی را به ارمغان می آورد. در این کار استدلال می کنیم که رفتار دیلی الکتریکی غیر خطی باید به حساب بیاید. با استفاده از رویکرد مکانیک آماری، نوسانات حرارتی یک بیوموای الکترومکانیکی کاملا متصل شده را تجزیه و تحلیل می کنیم. ما یک تقریب متنوعی برای تحلیلی به دست آوردن نتایج معیار برای غشاهای مایع مدل و همچنین برآوردهای منطقی فیزیکی از حداقل آستانه میدان الکتریکی که می توانند توسط سلول ها شناسایی شوند، ایجاد می کنیم. به طور کیفی، حداقل مدل ما قادر به پیش بینی همه نتایج تجربی شناخته شده است. پیش بینی های مدل ما نیز نشان می دهد که کارهای آزمایشی بیشتری برای روشن کردن تناقضات در ادبیات ضروری است.