Grundlagen der Neurobiologie nach Michael Pfeiffer, verändert von Lp

Fragestellung Wie werden Information im Körper übertragen? Bau und Funktion von Neuronen

Biologische Grundlagen Aufbau einer Nervenzelle/Neuron Wie übertragen Nerven Signale? Welche biologischen Signale kann man messen?

Aufbau einer Nervenzelle Dendriten: nehmen Impulse von anderen Neuronen oder Rezeptoren auf Zellkörper: Verarbeitet den Impuls Axon: leitet Reize an andere Neuronen weiter Synapse: Übertragung zu anderem Neuron

Übertragung von Reizen Elektrische Nervenleitung innerhalb der Nervenzelle Aktionspotentiale (Spikes) Chemische Nervenleitung zwischen zwei Nervenzellen: Synapsen

Elektrische Nervenleitung (1) Ruhendes Neuron ist negativ polarisiert Bei Reiz wird Membraneigenschaft geändert positive Ionen strömen durch die Membran, eine positive Ladung baut sich auf (Aktionspotenzial, Spike) Durch Ionenaustausch wandert AP entlang des Axons weiter Innerhalb 1/1000 sec wird das Neuron wieder negativ polarisiert

Elektrische Nervenleitung (2) Spike pflanzt sich entlang des Axons fort (0,1 bis 135 m/s) An Verzweigungen wird Spike dupliziert Am Ende des Axons erreicht der Spike eine Synapse Dort wird die Erregung an die nächste Zelle weitergegeben

Chemische Nervenleitung: Synapsen zwischen zwei Neuronen gibt es einen winzigen synaptischen Spalt Der Spalt wird von Neurotransmittern überwunden Chemische Botenstoffe

Synaptische Übertragung elektrischer Impuls setzt Neurotransmitter frei Transmitter durchqueren synaptischen Spalt auf der anderen Seite treffen sie auf eine Membran mit speziellen Rezeptoren wenn sich genug Neurotransmitter an Rezeptoren heften können, wird die ewrregung übertragen (Membraneigenschaften ändern sich) sonst wird das Signal blockiert

„Ende“ der Nervenleitung ca. 10.000 Synapsen übertragen Erregungen auf die Dendriten Wenn die Summe der postsynaptischen Potenziale einen Schwellwert erreicht, dann ändert sich die Membraneigenschaft (das Neuron „feuert“) Der Vorgang beginnt von vorne

Synapsen und Information Spikes haben immer die gleiche Form „Intelligenz“ der Zelle liegt an der Synapse Spike Patterns (Spike Trains) an der Synapse sind dafür verantwortlich, ob das nächste Neuron auch feuert In der zeitlichen Abfolge der Spikes wird (u.a.) die Information codiert