Allg. & Biopsychologie (Subject) / Die Nervenzelle (Lesson)

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• zwei Zellklassen im Nervensystem und deren Fkt. - Neurone (Hauptzellen im Nervensystem) wichtig für die Weiterleitung, Speicherung und Verarbeitung von Infos (elektro-chemische Signale) aus der Umgebung sowie die Reaktion darauf. - Gliazellen (Helferzellen der Neurone) Fkt.: stützen, ernähren, Abwehr oder Isolierung von Neuronen
• Zellkörper (Soma) - Zentrum des zellulären Stoffwechsels - enthält im Zellkern die genetischen Infos
• Dendriten - Stark verästelte Verbindungen zu anderen Neuronen zur Informationsaufnahme - Struktur erleichtert Vernetzung
• Axon - Fortsatz des Zellkörpers zur Informationsleitung - Transport weg vom Zellkörper - Länge bis zu 1m - schnelle Impulsleitung (bis zu 120 m/s)
• Myelinschicht - fetthaltige Umhüllung des Axons - Sicherung und Beschleunigung der Impulsleitung - Schürringe als Unterbrechnungen
• Kollateralen - Verzweigungen an den Enden des Axons mit Verdickungen am Ende, die sich mit anderen Neuronen oder Muskeln verbinden
• Synaptische Endigung - Kontaktfläche zu Dendriten oder Muskeln, an denen eine Informationsweitergabe auf chemischem oder elektrischem Weg stattfindet
• Myelin (Markscheiden)  - ist die Nervenisolierung - weiße Substanz im Gehirn - Leitungsgeschwindigkeit der Axone wird durch Dicke des Myelins bestimmt: Je dicker Myelinschicht, desto schneller Leitungsgeschwindigkeit - Isolierung durch Myelinscheiden hat winzige Lücken, zwischen denen das elektrische Potenzial weiterspringt, was Leitungsgeschwindigkeit extrem vervielfacht
• Gliazellen im ZNS - 10-50 mal häufiger als Neurone und deutlich kleiner - etwa gleich viel Masse durch Neuronen und Gliazellen im Gehirn - behalten (anders als Nervenzellen) nach Entwicklung des Nervensystems Fähigkeit zur Zellteilung - Stützfunktion, Führungselemente beim Wachstum
• Die Drei Gliazellen + Fkt. Oligodentrocyten - Myelinscheiden Microglia - Abwehr und Immunfkt. Astrocyte - Blut-Hirn-Schranke
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• Oligodentrocyten (ZNS) - Ummanteln mehrere Neuronen (elektrische Isolation) - Förderung der Neuronenvernetzung - Schutz- und Stützelemente - Entgiftung, absorbiert tote Zellen  - Verbesserung der Nervenleitung  - z.T. Grundlage der Myelinschicht - weiße Substanz
• Schwann-Zellen (PNS) -spezielle Form der Gliazellen im PNS (Peripheren Nervensystem) - wie Oligodendrocyten ummanteln Schwann-Zellen ein Axon, jedoch mit dem Unterschied, dass jede Schwann-Zelle ein Myelinsegment bildet und jeweils ein Axon ummanteln - Schutz- und Stützelemente - Myelisierung oder Einbettung - können Axon nach Schädigung regenerieren
• Unipolares Neuron nur ein Fortsatz (Axon) und keine Ausläufer (Dendriten) besitzt -> Vorkommen: Haut- und Sehrezeptoren
• Bipolares Neuron Zwei Fortsätze: einem Axon und einem Dendriten, die oft ähnlich aufgebaut sind und so auch dendritisches Axon und neuritisches Axon genannt werden. -> Vorkommen: Retina, Teil der Informationsübertragung der Sinnensorgane, z.B. Gehör
• Multipolares Neuron besitzt zahlreiche Dendriten und ein Axon -> Vorkommen: typisches Neuron im Gehirn
• Interneuron (multipolar) alle Endknöpfchen (Fortsätze) liegen in einem konkret definierten Bereich des ZNS und sind dort zwischen zwei oder mehr Nervenzellen geschaltet. Hauptfkt: neuronale Aktivität innerhalb bestimmter Hirnstruktur zu integrieren, geben empfangene Impulse an benachbarte Nervenzellen weiter -> Vorkommen: Rückenmark, beteiligt bei Reflexion
• Informationstransport Neurone können einen ganz spezifischen Kontakt mit anderen Neuronen, Muskelzellen oder Drüsen herstellen. Diese Kontakte heißen Synapse. Die Neurone brauchen eine spezielle Zellmembran, die die Zellen zur Bildung und Weiterleitung von Signalen befähigt. Diese Weiterleitung der Signale werden als Aktionspotenziale bezeichnet. Die Frage ist nun: Wie leitet ein Neuron? 2 Aspekte sind zentral:  Ruhemembranpotenzial („Aus-Knopf") und  Aktionspotenzial („An-Knopf")
• Informationstransport in de Zelle 1. Wird das Neuron stimuliert, verändert sich seine elektrische Ladung für kurze Zeit. Wenn die Veränderung groß genug ist, entsteht eine Dpolarisation und damit ein Aktionspotenzial 2. Depolarsation bewirkt Enstehung eines Aktionspotenzials etwas weiter unten am Axon. Die Ionenkanäle in angrenzenden Gebieten des Axons öffnen sich, und mehr positiv geladene Teilchen fließen in die Zelle, während sie weiter oben wieder hinausfließen. 3. Während das Aktionspotenzial sich am Axon hinab bewegt, ist der vorderste Abschnitt wieder repolarisiert. Richtung des neuronalen Impulses: Vom Zellkörper hin zur axonalen Endigung Dieser Vorgang kann sich 100 bis 1000 mal pro Sekunde wiederholen
• Informationstransport- die Potenziale Experiment: Sticht man in ein Neuron mit einem Messfühler, dann kann man ablesen, dass das Neuron in seinem Inneren negativ geladen ist – das nennt man das Ruhemembranpotenzial. Das Neuron in Ruhe negatives Zellinneres, positives Zelläußeres = Ruhepotenzial  Zellmembran für einige Ionen durchlässig, für andere nicht (semipermeabel) - Das Neuron wird erregt, Nun erhält das Neuron einen Reiz von außen (elektrischer Impuls durch benachbartes erregendes Neuron) und plötzlich wird es im Inneren des Axons der Zelle positiv (= Depolarisierung) - Bei einer hohen Depolarisierung am Axonhügel kann ein Aktionspotential ausgelöst werden Dies erfolgt durch eine plötzliche hohe Durchlässigkeit der Zellmembran (spannungsabhängige Natrium-Kanäle öffnen sich). - Ist der Reiz an einem bestimmten Punkt im Axon „durchgeflossen", ist das Axon wieder an dieser Stelle im Ruhemembranpotenzial. „Alles-oder-nichts-Prinzip": Ankommendes Signal muss Erregungs- schwelle überschreiten, um Aktionspotenzial auszulösen.
• Def. Ruhepotenzial - positiv geladenes Zellumfeld - negativ geladenes Zellinneres - nur selektiv durchlässige Zellmembran
• Def. Ionentransport - schneller Austausch elektrisch geladener Teile durch Kanäle in der Zellwand mit der Natrium-Kalium-Pumpe
• Def. Elektrische Ladung - Weiterleitung von Infos in der Nervenzelle erfolgt durch Änderung der elektrischen Ladung
• Def. Aktionspotenzial - durch Öffnung der Ionenkanäle erfolgt eine lawinenartige Veränderung der Polarität in der Zelle am Axon entlang
• Def. Refräkterzeit - Zeit, die notwendig ist, um das Ruhepotenzial wiederherzustellen - Zelle in dieser Phase nicht aktivierbar
• Def. Ranvierschnürringe - Einschnürungen der Myelinschicht im Abstand von 1mm beschleunigen die Impulsleitung und frischen sie auf
• Def. Schrittmacher-Neuronen - Zellen mit zyklischer Autodepolarisation agieren als Impulsgeber z.B. für das Atmen, Gehen, Kauen etc.
• die Hebbsche Lernregel 1949 - Hebb formulierte diese Regel wie folgt: „Wenn ein Axon der Zelle A nah genug an der Zelle B ist, so dass es erregt werden kann und wiederholt oder dauerhaft zur Erzeugung von Aktionspotentialen in Zelle B beiträgt, so resultiert dies in Wachstumsprozessen (metabolischen Veränderungen) in einer oder in beiden Zellen, die bewirken, dass die Effizienz von Zelle A in Bezug auf die Erzeugung eines Aktionspotentials in B gesteigert wird." - Das bedeutet: Je häufiger ein Neuron A gleichzeitig mit Neuron B aktiv ist, umso bevorzugter werden die beiden Neuronen aufeinander reagieren ("what fires together, wires together"). Dies hat Hebb anhand von Veränderungen der synaptischen Übertragung zwischen Neuronen nachgewiesen. 
• Def. Neurotransmitter - Neurotransmitter sind die chemischen Botenstoffe des Gehirn (zwar langsamer als die elektrische Informationsweiterleitung, dafür aber flexibler). - Regulieren physische, psychische und emotionale Erfahrung. - Zusammen mit den Hormonen werden fast alle Funktionen im Körper von Neurotransmittern kontrolliert. - Gestörtes Gleichgewicht: Risiko von Depressionen, Geisteskrankheiten, physische Probleme. - Drogen wie Antidepressiva oder Kokain verändern oder ahmen die Funktion von Neurotransmittern nach und beeinflussen dadurch unsere physische und psychische Funktion.

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