The Hodgkin-Huxley model is a set of equations describing how ion currents generate action potentials in neurons.Jusque dans les années 1950, le mécanisme de l'influx nerveux restait une énigme. On savait qu'il y avait une impulsion électrique, mais on ne comprenait pas comment les ions la créaient. Alan Hodgkin et Andrew Huxley ont expérimenté sur l'axone géant du calmar — son épaisseur permettait d'y insérer des électrodes. Ils ont mesuré les courants des ions sodium et potassium et ont construit un modèle mathématique. Il décrit la membrane comme un condensateur, et les canaux ioniques comme des résistances commandées par la tension. Les équations incluent les variables m, h, n — ce sont les « portes » des canaux, qui s'ouvrent et se ferment en fonction de la tension. Le modèle reproduit avec précision la forme du potentiel d'action — l'influx lui-même. Ce fut une percée : pour la première fois, un processus biologique était décrit avec une précision d'ingénieur.
En 1952, les physiologistes britanniques Alan Hodgkin et Andrew Huxley ont publié une série d'articles présentant un modèle mathématique de l'influx nerveux. Travaillant au laboratoire marin de Plymouth, ils ont utilisé l'axone géant du calmar Loligo forbesi. Grâce à la méthode du voltage imposé, ils ont séparé les courants sodique et potassique et décrit leur cinétique. Pour cette découverte, ils ont reçu en 1963 le prix Nobel de physiologie ou médecine (conjointement avec John Eccles). Le modèle est devenu le fondement des neurosciences computationnelles.
Le modèle est utilisé pour simuler des réseaux de neurones, étudier l'épilepsie, les arythmies cardiaques et l'action des anesthésiques. Il fonctionne pour toute cellule excitable à condition de connaître les types de canaux ioniques. Limites d'applicabilité : le modèle ne décrit que l'activité de type spike, il ne prend pas en compte les intégrations dendritiques ni les processus métabotropes lents ; pour une modélisation précise des neurones réels, des modifications avec des courants supplémentaires sont souvent nécessaires.
Le modèle est à la base de tous les neuro-implants et stimulateurs cardiaques modernes, où il est nécessaire de calculer avec précision la réponse électrique d'un tissu excitable.
Hodgkin et Huxley ont utilisé le calmar parce qu'il possède un axone géant d'un diamètre de près d'un millimètre — des centaines de fois plus épais que celui de l'humain. On pouvait y insérer des électrodes sans tuer la cellule. Le calmar est devenu une star des neurosciences.
