Allgemeine Psychologie & Biopsychologie (Subject) / Nervenzellen (Lesson)

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• Nenne die zwei großen Zellklassen in Nervensystem und ihre Aufgaben. Neuronen (Nervenzellen): Empfangen, Weiterleitung, Speicherung und Verarbeitung von Informationen (elektro-chemische Signale) aus der Umgebung, sowie Reaktionen darauf, bzw. an andere Zellen im Körper weiterleiten. =Hauptzellen im Nervensystem, welche die Grundbausteine bilden. Sie unterscheiden sich in: Gestalt/ Größe/ chem.Zusammensetzung und Funktion Gliazellen (es gibt versch. Arten): Helferzellen der Neurone. = ohne Gliazellen, KEINE Neurone! Vielfältige Funktionen, stützen, ernähren. Abwehr der Isolierung von Neuronen.
• Äußerer Aufbau eines Neurons und deren Wirkungsweise Zellkörper (Soma): Zentrum des zellulären Stoffwechsels. Enthält im Zellkern die genetischen Informationen Dendriten: stark verästelte Verbindung zu anderen Neuronen zur Informationsaufnahme. Struktur erleichtert Verbetzung Axon: Fortsatz desZellkörpers zur Informationsleitung. Transport weg vom Zellkörper. Länge bis zu 1m. schnelle Impulsleitung (bis zu 120m/s) Myelinschicht: fetthaltigeUmhüllung des Axons. Sicherung und Beschleunigung der Impulsleitung. Schnürringe als Unterbrechungen. Kollateralen: Verzweigung an den Enden des Axons mit Verdickung am Ende, die sich mit anderen Neuronen oder Muskeln verbinden. Synaptische Endigung: Kontaktfläche zu Dendriten oder Muskeln, an denen eine Informationweitergabe auf chem. oder elektr. Weg stattfindet. Myelin: ist die Nervenisolierung und weiße Substanz im Gehirn. Die Leistungsgeschwindigkeit der Axone wird durch die dicke des Myelins (auch Markscheiden genannt) bestimmt. Je dicker, desto schneller. Die Isolierung durch die Myelinscheiden hat winzige Lücken, zwischen denen das elektr. Potenzial weiterspringt, was die Leistungsgeschwindigkeit extrem vervielfacht. Jeses Neuron, hat nur 1 Axon, das die Informationen weiterleitet, kann aber an Ihrem Zellkörper und an den Dendriten hunderte oder tausende Signale anderer Neurone empfangen Das Axon spricht, die Dendriten hören zu!
• Gliazellen im ZNS sind: 10-50 mal häufiger als Neuronen 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
• Nenne 2 Gliazellen Typen und deren Aufgaben. Oligodentrocyten im ZNS Ummanteln mehrere Neuronen (elektr. Isolation) Förderung der Neuronenvernetzung Schutz-und Schützelemente Entgiftung, absorbiert tote Zellen Verbesserung der Nervenleitung z.T. Grundlage der Myelinschicht weißw Substanz Schwann-Zellen im PNS spezielle Form der Gliazellen im PNS wie Oligode drocyten ummanteln Schwann-Zellen ein Axon, jedoch mit dem Unterschied, dass jede Schwann-Zelle ein Myelinsegmentbildet & jeweils ein Axon ummanteln Schutz & Stützelemente Myelisierung oder Einbettung können Axon nach Schädigung regenerieren
• Neuronentypen; Aufbau und Vorkommen Unipolares Neuron: nur ein Fortsatz (Axon) und keine Ausläufer (Dendriten) besitzt (Haut-& Sehrezeptoren) Bipolares Neuron: zwei Fortsätzen, einem Dendritten und einem Axon. (oft ähnlich aufgebaut und deshalb auch dendritisches Axon und neuritisches Axon genannt werden) (Retina, Teil der Informationsübertragung der Sinnesorgane z.B. Gehör) Multipolares Neuron: zahlreiche Dendriten und ein Axon (typischen Neuron im Gehirn) Interneuron (multipolar): mit allen Endknöpfchen (Forsätzen) in einem konkret definierten Bereich des ZNS liegen und dort zwischen zwei oder mehreren Nervenzellen geschaltet sind.  Hauptaufgabe: neuronale Aktivität innerhalb einer bestimmten Hirnstruktur zu integriere. Sie geben empfangene Impulse direkt an benachbarte Nervenzellen eiter. (Rückenmark, beteiligt bei Reflexionen)
• Wenn ein Neuron ein Aktionspotenzial auslöst, wandert die Information durch... Was bedeutet Aktionspotential? Dentriten, Axon, Axonale Endigung Aktionspotential= elektrischer Impuls, der am Axon entlang wandert
• Wie entsteht eine Synapse? Vorraussetzung? Neurone stellen einen ganz spezifischen Kontakt mit anderen Neuronen, Muskelzellen oder Drüsen her. Die Neuronen brauchen eine spezielle Zellmembran, die die Zellen zur Bildung und Weiterleitung von Signalen befähigt.
• Wie leitet ein Neuron weiter? Welche 2 Aspekte zur sind zentral? Ruhemembranpotenzial (AUS-Knopf) Aktionspotenzial (AN-Knopf)
• Beschreibe den Vorgang der Informationsweiterleitung in der Zelle Wird das Neuron stimuliert, verändert sich seine elektrische Ladung für kurze Zeit. Wenn die Veränderung groß genug ist, entsteht eine Depolarisation und damit ein Aktionspotenzial Diese Depolarisation bewirkt die Entstehung 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 Während das Aktionspotenzial sich am Axon hinab bewegt, ist der vorderste Abschnitt bereits wieder repolarisiert RICHTUNG des neuronalen Impulses: Vom Zellkörper hin zur axonalen Endigung Dieser Vorgang der Informationsweiterleitung kann sich 100 bis 1000 mal pro Sekunde widerholen.
• Wann spricht man von einem Ruhemembranpotenzial? Wenn das Neuron in seinem Inneren negativ geladen ist  (mit Messfühler ablesbar) Ruhezustand = mehr Na+ (Natrium Ion) und CI (Chemische Ionisation) außerhalb als innerhalb und mehr K+ (Kalium) Ionen + negativ geladene Proteine innerhalb als außerhalb des Neurons. Das Neuron in Ruhe negatives Zellinneres, positives Zelläußeres = Ruhepotenzial (-70mV) Zellmembran für einige Ionen durchlässig, für andere nicht (semipermeabel)
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• Wie lässt uns unser Nervensystem den Unterschied zwischen einem harten Schlag und einem leichten Klopfen auf den Rücken erkennen? Stärkere Reize (wie ein Schlag) bewirken, dass mehr Neurone feuern und häufiger feuern, als dies bei schwächeren Stimuli (wie dem Klopfen) der Fall ist.
• Das öffnen und schließen spannungsgesteuerter Natrium-und Kaliumkanäle während der drei Phasen des Aktionspotenzials nennt man? Beschreibe kurz, was dabei passiert. Anstiegphase (Depolarisation): Natrium Kanäle öffnen sich danach Kalium Kanäle öffnen sich Repolarisation Natriumkanäle schließen sich Ruhephase (Refraktärzeit) Kaliumkanäle beginnen sich zu schließen (Zeit 2-3 Millisekunden)
• Was passiert bei der erregung eines Neurons? Beschreibe den Informationstransport (Potenziale) Das Neuron erhält 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 (spannungabhängige 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 Erregungsschwelle überschreiten, um Aktionspotenzial auszulösen.
• Beschreibe Ruhepotenzial im Detail: positiv geladenes Zellumfeld negativ geladenes Zelinneres nur selektiv durchlässige Zellmembran
• Beschreibe Ionentransport im Detail: schneller Austausch elektrisch geladener Teile durch Kanäle in der Zellwand mit der Natrium-Kalium-Pumpe
• Beschreibe "elektrische Ladung" im Detail: Weiterleitung von Informationen in der Nervenzelle erfolgt durch Änderung der elektrischen Ladung
• Beschreibe "Aktionspotenzial" im Detail: durch Öffnung der Ionenkanäle erfolgt eine lawinenartige Veränderung der Polarität in der Zelle am Axon entlang
• Beschreibe "Refraktärzeit" im Detail: Zeit, die notwendig ist, um das Ruhepotenzial wiederherzustellen Zelle in dieser Phase nicht aktivierbar
• Beschreibe "Ranvier-Schnürringe" im Detail: Einschnürungen der Myelinschicht im Abstand von 1mm beschleunigen die Impulsleistung und frischen sie auf
• Beschreibe "Schrittmacher-Neuronen" im Detail: Zellen mit zyklischer Autodepolarisation agieren als Impulsgeber z.B. für das Atmen, Gehen, Kauen ...
• Depolarisation entsteht durch... Ionentransport
• Repolarisation entsteht durch.. Aktionspotenzial
• Aktionspotenzial "Zeitliche Summation" potenzial im Neuron "schaukeln" sich auf, weil die Refraktärzeit nicht vollständig durchlaufen wird. (Erregendes Neuron)
• Aktionspotenzial "Räumliche Summation" mehrere erregende Synapsen bewirken zusammen Depolarisation bis zum Aktionspotenzial.
• Aktionspotenzial "Hemmung" reduzierte Neurotransmitterausschüttung durch hemmende Neuronen ( hemmender Neurotransmitter)
• Die Hebbsche (Lern-) Regel lautet wie folgt: Die Regel leifert eine Erklärung für das Lernen in Neuronalen Netzwerken über Neuronen, die gemeinsame Synapsen haben: " Wenn ein Axon der Zelle A nah genug an der Zelle B ist, sodass es erregt werden kann und wiederholt oder dauerhaft zur Erzeugung von Aktionspotenzialen in Zelle B beiträgt, so resultiert dies in Wachstumsprozessen (metabolische Veränderungen) in einer oder in beiden Zellen, die bewirken, dass die Effizienz von Zelle A in Bezug auf die Erzeugnis eines Aktionspotenzials 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.
• Wer gilt als Entdecker der synaptischen Plastizität und was stellt diese dar? Donald O. Hebb (1949) diese stellt die neurophysiologische Grundlage von Lernen und Gedächtnis dar. Damit wies Hebb auf die Bedeutung, der zeitlichen Korrelationen prä- und postsynaptischer Prozesse bei Lernprozessen hin  (die sich in vielfältigen Varianten bestätig hat)
• Die Endknöpfchen sind Axone, welche in kleine knollenförmige Endknöpchen an anderen Nerven-oder Muskelzellen enden. Sie liefern den Mechanismus zur Übermittlung der Signale vom Axon eines Neurons an die Dendriten oder den Zellkörper eines anderen Neurons.
• Synaptischer Vesikel sind? Kugelförmige Membranpakete, die Neurotranmittermoleküle bis zur Freisetzung an der Synapse speichern.
• Neurotransmitter sind? Moleküle, die von aktiven Neuronen freigesetzt werden und die Aktivität anderer Zellen beeinflussen.
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• Informationsübertragung zwischen Zellen: die Synapse Elektrische Impulse wandern am Axon eines Neurons entlang, bis sie die Synapse erreicht haben. Präsynaptisches Neuron ----> Postsynaptrisches Neuron Aktionspotenzial erreicht axonale Endigung Ausschüttung von Neurotransmittermolekühlen diese werden von Vesikel transportiert und überqueren dann den synaptischen Spalt dann binden sie sich an die Rezeptormolekühle am postsynaptischen Neuron Dadurch können elektrisch geladene Atome in das postsynaptische Neuron eindringen und die Entstehung eines neuen Aktionapotential bewirken oder verhindern Das präsynaptische Neuron nimmt normalerwiese überschüssige Neurotransmittermolekühle wieder auf, dieser Vorgang wird Rauptake genannt
• Synaptische Übertragung Das Aktionspotenzial im präsynaptischen Neuron verursacht, dass Neurotranmitter in den synaptischen Spalt entlassen werden. Ist der Spalt überwunden, stimulieren sie Rezeptormoleküle, die in der Membran des postsynaptischen Neurons eingebettet sind. Innerhalb einer Zelle kann es mehrere Neurotranmitter geben.
• Die 7 Schritte der Aktivierung von Neurotranmitter NTM = Neurotranmittermoleküle Synthese: NTM werden aus Ihren Vorläufermolekühlen unter dem Einfluss von Enzymen synthetisiert Speicherung in den Vesikeln: NTM werden in Vesikeln gespeichert Abbau von entwichenen NT: NTM, die aus ihren Versikeln entweichen, werden durch Enzyme zerstört Exocythose: Aktionspotentiale veranlassen Vesikel, mit den präsynaptischen Membran zu verschmelzen und ihre NTM in den synaptischen Spalt freizulassen Hemmende Rückkopplung über Autorezeptoren: Freigesetzte NTM binden an Autorezeptoren und hemmen eine weitere Neurotranmitterfreisetzung Aktivierung von postsynaptischen Rezeptoren: Freigesetzte NTM binden an postsynaptische Rezeptoren Deaktivierung: Freigesetzte NTM werden entweder durch die Wiederaufnahme oder den enzymatischen Abbau deaktiviert.
• Wichtigste Neurotranmitter und ihre EIgenschaften Glutamat: am weitesten verbreiteter erregender Neurotranmitter (50% der Gehirnneuronen setzen Glutamat frei) GABA (Aminobuttersäure) &Glycin: GABA ist wichtigster hemmender Neurotranmitter im Gehirn (33-50% der hemmenden Neuronen im Gehirn) Glycin wirkt im Rückenmark und Hirnstamm Barbiturate (Schalf-& Nakosemittel) sowie Benzodiazepine (z.B. Valium zur Beruhigung, Angstreduktion, Schlaferleichterung) binden an GABA-Rezeptoren Acetylcholin (ACh) kann hemmend oder erregend sein Haupttranmitter des vegetativen Nervensystem Botenstoff, mit dem die Motoneurone im Rückenmark ihre Signale an Muskeln übertragen Katecholamine (Adrenalin/Noradrenalin/ Dopamin) Adrenalin: Botenstoff des symphatischen Nervensystems Noradrenalin: Gehirn (Aktivierung) Dopamin: weit verzweigte Neuronen in vielen Gehirnteilen, Lernprozesse, Belohnung, Suchtentwicklung, Willkürmotorik Serotonin wird im Hirnstamm produziert (Raphe-Kerne) Regulation von Rhythmen (Schlaf-Wach, Hunger-Durst), emotionale Befindlichkeit, Schmerzwahrnehmung Serotonin(mangel) wird mit Depressionen und Essstörungen in Verbindung gebracht
• Neuronale Plastizität und neuronales Lernen *vorrangegangene Ereignisse resultieren in funktionellen Veränderungen oder morphologischer Umgestaltung von Neuronen oder Synapsen unter anderem: Reduzierung oder Erhöhung von Synapsenempfindlichkeit für die Neurotranmitter Erhöhung oder Reduktion der Rezeptoranzahl Erhöhung oder Reduktion der Anzahl an Synapsen *Neuronen schließen sich zu neuronalen Netzen zusammen *Als Reaktion auf Feedbackmodifiziert das Gehirn bestimmte Verbindungen. Werden neue Verknüpfungen wiederholt verstärkt, kommt es zum Lernen (gemeinsames Feuern von Neuronen verbindet) *neuronale Veränderungen betreffen auch die Größe, Organisation und Funktionalität von Kortexarealen
• Wie werden die chemischen Botenstoffe Serotonin, Dopamin und Endorphine auch bezeichnet? Neurotransmitter
• Neurone: 1. Motoneurone 2. sensorische Neurone 3. Interneurone kurze Beschreibung Beschreibungen: 2. übermitteln Input der Sinnesrezeptoren an das ZNS 3. sorgen für interne Kommunikation im ZNS und vermitteln zwischen In- und Output 1. übermitteln Informationen vom ZNS an Muskeln und Drüsen

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