Grundlagen der Neurobiologie
nach Michael Pfeiffer, verändert
von Lp
Fragestellung
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Wie werden Information im Körper
übertragen?
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Bau und Funktion von Neuronen
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Biologische Grundlagen
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Aufbau einer
Nervenzelle/Neuron
Wie übertragen Nerven
Signale?
Welche biologischen
Signale kann man
messen?
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Aufbau einer Nervenzelle
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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
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Übertragung von Reizen
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Elektrische Nervenleitung
– innerhalb der Nervenzelle
– Aktionspotentiale (Spikes)
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Chemische Nervenleitung
– zwischen zwei Nervenzellen: Synapsen
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Elektrische Nervenleitung (1)
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Ruhendes Neuron ist negativ polarisiert
Bei Reiz wird Membraneigenschaft geändert
– positive Ionen strömen durch die Membran, eine
positive Ladung baut sich auf (Aktionspotenzial,
Spike)
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Durch Ionenaustausch wandert AP entlang
des Axons weiter
Innerhalb 1/1000 sec wird das Neuron wieder
negativ polarisiert
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Elektrische Nervenleitung (2)
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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
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Dort wird die Erregung
an die nächste Zelle
weitergegeben
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Chemische Nervenleitung: Synapsen
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zwischen zwei
Neuronen gibt es einen
winzigen synaptischen
Spalt
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Der Spalt wird von
Neurotransmittern
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überwunden
Chemische Botenstoffe
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Synaptische Übertragung
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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
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„Ende“ der Nervenleitung
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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
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Synapsen und Information
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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
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