Seit 75 Jahren weiß man, dass ein sensorisches Neuron umso mehr Aktionspotentiale generiert, je stärker der Reiz ist. Inzwischen hat sich heraus- gestellt,

Präsentation zum Thema: "Seit 75 Jahren weiß man, dass ein sensorisches Neuron umso mehr Aktionspotentiale generiert, je stärker der Reiz ist. Inzwischen hat sich heraus- gestellt,"—  Präsentation transkript:

1 Seit 75 Jahren weiß man, dass ein sensorisches Neuron umso mehr Aktionspotentiale generiert, je stärker der Reiz ist. Inzwischen hat sich heraus- gestellt, dass dieses Prinzip nicht zur Kodierung der sensorischen Informationen ausreicht, sondern dass auch die genaue zeitliche Struktur der neuronalen Antwort eine Rolle spielt.

2 Encoding and Decoding Touch Location in the Leech CNS Eric E. Thomson William B. Kristan In: The Journal of Neurosience – 26.July 2006

3 Gliederung 1Kodierung 1.1Experimenteller Vorgang 1.2Faktoren 1.3Fazit 2Dekodierung 2.1Experimenteller Vorgang 2.2Faktoren 2.3Fazit 3Zusammenfassung

4 Fragestellungen Kodierung: Wie kodieren sensorische Neuronen den Reizort? Dekodierung: Wie gut entschlüsselt die lokale Krümmung die Latenz- und Ratendifferenz?

5 1 Kodierung 1.1 Experimenteller Vorgang Abgabe eines bekannten Druckes auf ventrale Mittellinie Die zwei ventralen P Zellen werden erregt Aufzeichnung der Reaktion in den beiden Zellen Variation des Berührungsortes

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7 1.2 Faktoren a) Rate Mit zunehmender Entfernung vom rezeptiven Zentrum reduziert sich die AP-Anzahl Bei einer Veränderung von 1° verschob sich die AP- Anzahldifferenz um -0,13 b) Latenz Bei zunehmender Entfernung zum rezeptiven Zentrum erhöht sich die Latenz Bei einer Veränderung von 1° verschob sich die Latenzdifferenz um 1,2ms c) Anfängliche Feuerrate Reduziert sich mit der Entfernung vom Mittelpunkt des rezeptiven Feldes Eine Berührungsänderung von 1° führt zur Änderung von -1,2 Hz

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9 1.3 Fazit Die Beziehung zwischen Berührungspunkt und Latenzzeit ist höher, als die Beziehung zwischen Berührungspunkt und Ratendifferenz oder Feuerratendifferenz Latenzdifferenz Ratendifferenz Anfängliche Feuerratendifferenz Verhalten

10 2 Dekodierung 2.1 Experimenteller Vorgang Stimulierung der 2 ventralen P Zellen mit bekannten kurzen Stromimpulsen (Muster von AP aus encoding exp.) Bestimmung der Reaktion durch ein errechnetes optisches Spannungssfeld beschreibt die Bewegung der Körperwand

11 2.2 Faktoren a) Variable Ratendifferenz Latenz wird stabil gehalten Bei 5 AP unterschieden sieht man klare Verhaltensunterschiede Wurden 2 verschiedene Impulse geben und die Antworten verglichen Bei einer Differenz von nur einem Spike, war in 71% korrekt 75%ige Richtigkeit erhielt man bei einer Differenz von 1,8 Spikes b) Variable Latenzdifferenz AP-Anzahl wird stabil gehalten Bei einer Latenzdifferenz von nur 6ms reagierten die Blutegel in 60% verschieden 75%ige Richtigkeit erhielt man bei rund 30ms

12 2.3 Fazit Lokale Krümmung erweist sich als sehr empfindlich bei Veränderungen in der Rate Latenzdifferenz im Vergleich sehr grob

13 Zusammenfassung Latenzdiff.Ratendiff. Kodierung4 °13 ° Dekodierung25 °14 °