4428 Zelluläre Neurobiologie: Von Molekülen zu Netzwerken

Master-Module
4428
Zelluläre Neurobiologie: Von Molekülen zu
Netzwerken
Cellular Neurobiology: From Molecules to
Networks
Workload
Credits
Kontaktzeit
Selbststudium
Dauer
420h
14 CP
300 h
120 h
6 Wochen
Lehrveranstaltungen
Häufigkeit des Angebots:
Gruppengröße
Vorlesung: 2 SWS
jährlich
12-14 Studierende
Praktikum: 18 SWS
Lernergebnisse (learning outcomes) / Kompetenzen
Die Studierenden erwerben ein tiefgreifendes Verständnis der molekularen und zellulären
Grundlagen der Funktionsweise von Neuronen und Gliazellen sowie der Entstehung
elektrischer und chemische Signale im Nervensystem. Sie können zentrale Methoden zur
Charakterisierung diese physiologischen Prozesse in Neuronen und Gliazellen adäquat
darstellen und praktisch anwenden. Hierzu zählen die Herstellung von geeigneten
Versuchspräparaten und die Anwendung von experimentellen Techniken, z. B. Messung des
Membranpotentials bzw. von Membranströmen mittels der Patch-Clamp-Technik oder scharfer
Elektroden, Darstellung und Analyse intra- und extrazellulärer Ionensignale mittels
bildgebender Verfahren (Imaging), ionensensitiven Mikroelektroden oder Indikatorfarbstoffen,
Die Studierenden können die verschiedenen experimentellen Daten adäquat auswerten und
interpretieren sowie die Ergebnisse zusammenhängend in Wort und Schrift darstellen.
Inhalte
Vorlesung zelluläre Neurobiologie: von Molekülen zu Netzwerken
Dozenten: Prof. Dr. C. R. Rose, Dr. W. K. Kafitz, Dr. P. Hochstrate
Dauer: 2 SWS
Zeit: 8.30 - 10.00 Uhr; während des Kurses
Angebotene bzw. empfohlene Lernhilfen:
o Byrne JH, Roberts JL: From Molecules to Networks. An Introduction to Cellular and
Molecular Neuroscience. Elsevier, Amsterdam
o Verkhratsky A, Butt A: Glial Neurobiology. Wiley, Chichester (England)
o Vorlesungsskripte und weiterführende Materialien werden auf ILIAS bereitgestellt.
Lehrinhalte:
Zelluläre Komponenten des Nervensystems, passive und aktive Eigenschaften von
Nervenzellen, molekulare Eigenschaften von Ionenkanälen, Pharmakologie und Biochemie der
synaptischen Übertragung, Neurotransmitterrezeptoren, intrazelluläre Signalwege, Connexine
und Gap Junctions, postsynaptische Potentiale und synaptische Integration, zelluläre
Mechanismen von Lernen und Gedächtnis, Energiemetabolismus des Gehirns, Eigenschaften
von Gliazellen, Neuron-Glia-Interaktion, Molekulare und zelluläre Mechanismen
neurodegenerativer Erkrankungen.
Praktikum Elektrische und chemische Signale im Nervensystem
Dozenten: Prof. Dr. C. R. Rose, Dr. W. K. Kafitz, Dr. P. Hochstrate
Dauer: 6 Wochen
Zeit: ab 10.30 Uhr
Angebotene bzw. empfohlene Lernhilfen:
o Deitmer JW, Schild D: Ca2+ und pH: Ionenmessungen in Zellen und Geweben. Spektrum
Akademischer Verlag; Heidelberg
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Master-Module
o Numberger M, Draguhn A: Patch-Clamp Technik. Spektrum Akademischer Verlag;
Heidelberg
o Praktikumsskripte und weiterführende Materialien werden auf ILIAS bereitgestellt.
Lehrinhalte:
1) Praktische und theoretische Übungen zum Thema passive und dynamische Eigenschaften
erregbarer Membranen (Ersatzschaltbilder, Membrankapazität, Hoch- und Tiefpaß,
Berechnung von Membranströmen und Konzentrationsänderungen, Gleichgewichtslage
sekundär aktiver Transportsysteme, Gleichgewicht Rezeptor-Ligand, Hill-Koeffizient)
2) Experimentelle Untersuchungen zur Physiologie und Morphologie von Neuronen (Maushirn,
Blutegelganglien): Techniken zur Messung elektrischer Signale: Whole-Cell-Patch-Clamp
(Membranpotential, -ströme); Messung von Membranpotentialen mittels scharfer
Mikroelektroden. Live-Cell-Imaging zur Messung intrazellulärer IOnensignale. Ionenselektive
Mikroelektroden zur Messung extrazellulärer Ionenveränderungen im Gewebe. 3-DRekonstruktionen zellulärer Morphologie; Methoden der Datenauswertung.
3) Kurzpräsentation der Versuchergebnisse am Ende des Kurses.
Lehrformen
Vorlesung und Praktikum mit begleitenden Übungen
Teilnahmevoraussetzungen
Formal:
Bachelor in Biologie oder Biochemie, Zulassung zum MD/PhD-Studium
Inhaltlich:
Kenntnisse der Zellbiologie, Chemie, Physik und Mathematik sowie der Grundlagen der
Neurobiologie werden vorausgesetzt.
Prüfungsformen
Schriftliche Prüfung im nächst-geeigneten Prüfungsfenster
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Regelmäßige und aktive Teilnahme an Vorlesung und Praktikum. Abfassung von
Versuchsprotokollen. Erfolgreiche Teilnahme an der schriftlichen Prüfung zu den Inhalten von
Vorlesung und Praktikum
Zuordnung zum Studiengang/ Schwerpunkt
Master Biologie
Master Biologie International
Master Biochemie
MD/PhD Medizin
Verwendung des Moduls in anderen Studiengängen
keine
Stellenwert der Note für die Endnote
Die Note fließt entsprechend der Kreditpunkte (CP) gewichtet in die Gesamtnote ein.
Modulbeauftragte/r und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Christine Rose, Dr. P. Hochstrate, Dr. W. Karl Kafitz
Unterrichtssprache
Deutsch (Englisch)
Sonstige Informationen
Anmeldung für das Praktikum erfolgt über die zentrale Vergabestelle (PD Dr. Schumann)
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