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Das Neuron (Nervenzelle)
Ist eine hochspezialisierte Zelle, die fähig ist Informationen zu empfangen und weiterzuleiten.
(Im Unterschied zu anderen Zellen die sich hauptsächlich um Stoffwechselvorgänge
kümmern) Sie besteht wie alle Zellen aus Zellkern, -körper, -plasma und Organellen, kann
jedoch weitgehend keine Zellteilung mehr ausführen.
Wo finden wir Synapsen und wozu sind sie da?
Synapsen sind Kontaktstellen, welche zwischen zwei Neuronen oder zwischen einem Neuron und einer Muskelzelle, einer Sinneszelle oder einer Drüsenzelle vorzufinden sind. Über eine Synapse werden Signale durch Erregung der folgenden Zelle übertragen.
Man unterscheidet zwischen elektrischen und chemischen Synapsen. Die elektrischen Synapsen, welche vor allem zwischen den Zellen der Herzmuskulatur, den Neuronen der Netzhaut oder den Gliazellen vorkommen, können anhand der Gap Junctions den elektrischen Strom rasch übertragen und sind somit für schnelle, automatische Verhaltensweisen wichtig. Die meisten Synapsen sind jedoch chemische Synapsen, welche die Signale mit Hilfe von Neurotransmittern übermittelt.
Im Zellkörper(Soma) befinden sich die
meisten Organellen und der Zellkern des Neurons. Ein typisches Neuron weist zahlreiche
Dendriten auf, dies sind stark verzweigte Fortsätze welche Signale von anderen Neuronen
empfangen. Ein Fortsatz ist häufig viel länger als die Dendriten und nennt sich Axon,
dieser leitet die Signale an andere Zellen weiter. Das Axon entspringt am
Axonhügel aus dem Zellkörper und verzweigt sich gegen Ende. An den
verzweigten Enden befinden sich Kontaktstellen (Synapsen), sogenannte
synaptische Endigungen. Hier werden mittels Neurotransmitter (chemische
Botenstoffe) Informationen von einem Neuron auf das andere übertragen
Das Senderneuron nennt sich in Bezug auf die Synapse präsynaptische Zelle
das Empfängerneuron dementsprechend postsynaptische Zelle.
Das menschliche Gehirn umfasst ungefähr1011 (100 Milliarden) Neurone.
Die Bedeutung der Rezeptoren, von erregenden und hemmenden Synapsen und vom Axonhügel aufzeigen
In der postsynaptischen Membran sind Ionenkanäle eingebaut, mit Rezeptoren, an welche die Neurotransmitter binden und diese öffnen, schliessen oder blockieren. Gewisse Ionen können nun durch den Kanal diffundieren und somit kommt es zu einem postsynaptischen Potenzial.
Wenn Kanäle geöffnet werden, welche Natrium- und Kalium-Ionen passieren lassen, kommt es zu einer Depolarisation in Richtung des Schwellenwerts. Das Ergebnis ist ein erregendes postsynaptisches Potenzial (EPSP). Wenn Kanäle geöffnet werden, welche Kalium- und Chlorid-Ionen passieren lassen, kommt es zu einer Hyperpolarisation der Membran und damit zu einem hemmenden postsynaptischen Potenzial (IPSP).
Da ein EPSP meist zu klein ist, um am Axonhügel ein Aktionspotenzial auszulösen und die postsynaptischen Signale in ihrer Amplitude variieren, können sie durch Summation am Axonhügel ein Aktionspotenzial auslösen. Bei der zeitlichen Summation werden an einer Synapse nacheinander zwei oder mehrere EPSP generiert, bevor die Membran wieder zum Ruhepotenzial kommt. Bei einer räumlichen Summation hingegen generieren mehrere EPSP fast gleichzeitig an unterschiedlichen Synapsen.
Heutzutage sind über 100 Neurotransmitter bekannt. Da diese an unterschiedliche Rezeptoren binden können, ist es möglich, dass gleiche Transmitter in verschiedenen Zelle unterschiedlich wirken. Aufgrund ihrer chemischen Struktur werden Neurotransmitter in die fünf Gruppen: Acetylcholin, biogene Amine, Aminosäuren, Neuropeptide und Gase eingeteilt.
Synapsen und deren Veränderung in Zusammenhang bringen mit Gedächtnisbildung.
Das Gehirn hat die Fähigkeit, sich nach der Geburt noch weiter zu verändern =neuronale Plastizität
Durch mehrmaliges Wiederholen von bestimmten Abläufen kann eine synaptische Verbindung stärker werden, das heisst es werden neue Verbindungen hergestellt oder die Stärke der bereits existierender neuronaler Verbindungen wird erhöht. Durch solche synaptischen Veränderungen sind Lernvorgänge möglich.
Erklären, warum sich ein Nervensystem entwickelt hat.
Das Zentralnervensystem dient einer besseren Kontrolle komplexer Bewegungen und steigert
somit die Überlebenschancen der Lebewesen. Da das Überleben von schnellen, flexiblen und geeigneten
Änderungen des Lebewesens in seiner Umwelt abhängt (z.B. Reaktionen wie Flucht oder auf Hitze etc.)