Ich habe eine Frage zur Neurobiologie
Bei der Erregungsweiterleitung zwischen einzelnen Neuronen werden Aktionspotentiale (frequenz-codiert) in Postsynaptische Potentiale (analog-codiert) und dann wieder in Aktionspotentiale umgewandelt. Meine Frage ist, wieso so eine Umkodierung sinnvoll ist? Hat jemand vlt eine Idee? danke im voraus
2 Antworten
Diese Umkodierung ist deshalb sinnvoll, da ja tausende von Synapsen verschiedener Neuronen auf einem Neuron nebeneinander liegen, dies können hemmende und erregende Synapsen sein. Nicht jedes einlaufende Aktionspotential darf weitergeleitet werden, es findet eine Verarbeitung statt.
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Diese Verarbeitung spielt sich u.a. im Verlauf der räumlichen (mehrere Synapsen gleichzeitig erregt) und zeitlichen (eine Synapse kurz hintereinander erregt) Summation ab. Analog-codiert meint ja, dass im nachgeschalteten Neuron ein lokales und graduiertes (analoges) postsynaptisches Potential auftritt, das wiederum die Reizschwelle erreichen muss, um eine Weiterleitung zu ermöglichen.
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So können durch die Einwirkung von hemmenden Synapsen Reizweiterleitungen durch Aktionspotentiale unterbunden oder eben auch gefördert werden, ein sinnvolles Instrumentarium der Informationsverarbeitung in Nervensystemen.
An den Synapsen, den Kontaktstellen zwischen den Nervenfasern und den anderen Zellen wird der Informationsweg auf chemischem Wege fortgesetzt. Das Verfahren gleicht einem Anruf, dessen Inhalt von einer Mittelsperson per Handzettel weitergereicht werden muss, weil der Empfänger kein Handy oder Telefon besitzt. Diese scheinbare Umständlichkeit ergibt sich daraus, dass Synapsen im Kommunikationsnetz der Neuronen wie Schalter oder Ventile eingesetzt werden. Wahlweise können sie den Informationsfluss direkt an Nachbarzellen weiterleiten, ihn verlangsamen oder auch komplett unterbinden. Man spricht von fördernden (oder exzitatorischen) und hemmenden (oder inhibitorischen) Synapsen. Die Synapsen sind also speziell darauf eingerichtet, Informationen herauszufiltern, zusammenzuschalten oder in eine bestimmte Richtung hin zu dirigieren. Die chemische Vermittlerrolle übernehmen spezielle Überträgersubstanzen, „Neurotransmitter“ oder schlicht „Transmitter“ genannt, die im Synaptischen Endknopf der Sendezelle in tausenden winziger Bläschen (Vesikel) aufbewahrt werden. Sobald mehrere Nervenimpulse bei der Synapse eintreffen, verschmelzen einige hundert dieser Speicherbläschen mit der (präsynaptischen) Außenmembran des Knopfes und ergießen ihren Inhalt in den Zwischenraum zur nachgeschalteten Zelle, in den Synaptischen Spalt. Die gegenüber liegende (postsynaptische) Membran der Nachbarzelle nimmt den Botenstoff dann mit passenden Rezeptoren auf und reicht das empfangene Signal über ihr Axon meist unverzüglich weiter. Es müssen normalerweise jedoch immer mehrere Impulse hintereinander oder die Impulse mehrerer Synapsen gleichzeitig eintreffen, ehe die postsynaptische Membran genügend erregt ist um auch depolarisiert zu werden. Nur dann kann sich die "chemische", analoge Übertragung wieder in eine "elektrische", frequenzcodierte, zurückverwandeln. Es gibt aber auch Synapsen, die ein Ionen-Signal ganz ohne den Einsatz von Botenstoffen ganz einfach durchlassen. Man bezeichnet sie als Elektrische Synapsen (engl.: Gap Junctions). Weil der Synaptische Spalt bei ihnen so eng ist, dass die Membranen von Sender- und Empfängerzelle sich praktisch berühren, bilden sie sozusagen die „festen Lötstellen“ im Nervensystem. Sie können im Gegensatz zu den Chemischen Synapsen weder losgelöst noch verschoben werden.