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Neurobiologie
1. Kommunikation Informationsweiterleitung und -verarbeitung
Sinnesorgane, Nervenzellen, Rückenmark, Gehirn, Muskeln und Drüsen schaffen die Grundlage um
Informationen aus der Umgebung aufnehmen, weiterleiten, verarbeiten und entsprechend darauf
reagieren zu können.
1. Informationsaufnahme
Mit den Dendriten nimmt die Nervenzelle Informationen aus ihrer Umwelt auf. Solche Informationen
werden auch als Reize bezeichnet. Ein Reiz kann das Membranpotenzial, also die elektrische
Spannung, die an der Membran des Dendriten oder des Somas messbar ist, entweder erhöhen oder
erniedrigen. Im ersten Fall spricht man von einem erregenden Reiz, im zweiten Fall von einem
hemmenden Reiz. Damit möglichst viele Informationen aufgenommen werden können, hat die
Nervenzelle sehr viele stark verzweigte Dendriten (Prinzip der Oberflächenvergrößerung).
2. Informationsverarbeitung
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Am Soma findet die Informationsverarbeitung statt. Die von den Dendriten eintreffenden
Depolarisierungen (das Membranpotenzial erniedrigende Reize) und Hyperpolarisierungen (das
Membranpotenzial erhöhende Reize) werden miteinander verrechnet. Vom Endergebnis hängt es
nun ab, ob und in welcher Intensität am Axonhügel Aktionspotentiale entstehen. Treffen am
Axonhügel viele Depolarisierungen gleichzeitig oder kurz nacheinander ein, aber nur wenige
Hyperpolarisierungen, so ist auch am Axonhügel eine Depolarisierung, also eine Erhöhung des
Membranpotenzials, festzustellen. Je stärker diese Depolarisierung, desto mehr Aktionspotenziale
werden pro Sekunde gebildet. Wenn aber am Axonhügel nur wenige Depolarisierungen eintreffen
und womöglich auch noch Hyperpolarisierungen, so passiert am Axonhügel nichts weiter.
Aktionspotenziale werden nicht gebildet.
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3. Informationsweiterleitung
Wenn das Membranpotenzial am Axonhügel einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, so
kommt es dort zur Bildung von Aktionspotenzialen. Aktionspotentiale sind schnelle und starke
Depolarisierungen des Membranpotenzials. Solche Aktionspotenziale werden mit hoher
Geschwindigkeit und verlustfrei vom Axonhügel bis zum synaptischen Endknöpfchen weitergeleitet
(Erregungsweiterleitung) .
Liegt das Membranpotenzial am Axonhügel nur knapp über dem Schwellenwert, so werden nur
wenige Aktionspotenziale pro Sekunde gebildet, beispielsweise 50. Liegt das Membranpotenzial des
Axonshügels aber weit über dem Schwellenwert, so steigt die Aktionspotenzialfrequenz stark an, zum
Beispiel auf 170 Aktionspotenziale pro Sekunde (Codierung von Informationen).
4. Informationsübertragung
Wenn an dem synaptischen Endknöpchen Aktionspotentiale ankommen, führt das dazu, dass das
Endknöpchen eine chemische Verbindung freisetzt, einen sogenannten Neurotransmitter. Dieser
Neurotransmitter wirkt dann als chemischer Reiz auf die nächste Nervenzelle und kann diese erregen
oder auch hemmen, so dass auch dort eine Depolarisierung bzw. eine Hyperpolarisierung entsteht
(erregende und hemmende Synapsen).
Die Information, die bisher also auf elektrischem Wege übermittelt wurde (Ruhepotenzial,
Aktionspotenzial), wird an den Synapsen auf chemischem Weg übertragen.
efferente Nervenbahn
afferente Nervenbahn
Nerv der Infos vom Rückenmark zum
Ausführungsorgan (Muskel/Drüse) leitet.
Nerv der Infos vom Sinnesorgan zum
Rückenmark leitet.
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Sinnesorgane (Auge) nimmt Reiz auf  Reiz wird in einen elektrischen Impuls umgewandelt 
afferente (sensorische) Nervenbahnen bringen die Information zum Gehirn  Info wird im Gehirn
verarbeitet  Reaktion erfolgt  efferente (motorische) Nervenbahnen bringen die Info zur
Muskulatur. Impulse wirken in den Muskeln ( Effektor, Ausführorgan)
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Neurobiologie
2. Bau und Funktion der Nervenzellen
I.
Soma mit Dendriten
Der Zellkörper enthält
u.a. den Zellkern und
viele Mitochondrien, die
für die
Energieversorgung der
Nervenzelle
verantwortlich sind.
An den Dendriten und
auch am Soma befinden
sich viele Hundert
Synapsen, von denen
nur drei in der
Zeichnung zu sehen sind.
Eine jede Nervenzelle ist
im Schnitt mit 1000
anderen Nervenzellen
über solche Synapsen
verbunden.
Axon
3
Oft sind die Axone von einer
isolierenden Hülle umgeben, der
Myelinscheide. Diese besteht aus
einzelnen SCHWANNschen
Zellen, die sich um das Axon
wickeln und nur kurze Bereiche
frei lassen, die RANVIERschen
Schnürringe. Am Ende eines
Axons bzw. einer
Axonverzweigung befinden sich
kleine Verdickungen, die
synaptischen Endknöpfchen.
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II.
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III.
Neurobiologie
Die Synapsen
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Die Verbindungsstellen zwischen zwei Nervenzellen heißen Synapsen. Eine Synapse besteht aus der
präsynaptischen Endigung der einen Nervenzelle (synaptisches Endknöpfchen mit der
präsynaptischen Membran) und der postsynaptischen Membran an einem Dendriten oder am Soma
der nächsten Nervenzelle. Die Informationsübertragung an den Synapsen erfolgt mithilfe chemischer
Botenstoffe, der Neurotransmitter.
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