Neurobiologie Flashcards

Question

Transmitter

Answer 1

- im Neuron synthetisiert - vom Endknöpfchen freigesetzt - besetzen an der postsynaptischen Membran spezifische Rezeptoren - Transmitter wirken nach Rezeptorbindung nur kurzfristig, spalten sich wieder ab und werden oft in Form von Spaltprodukten wieder in das Endknöpfchen aufgenommen

Answer 2

ZNS -->Gehirn -->Rückenmark PNS -->motorisches/sensorisches Nervensystem (willkürlich) Reize werden von sensorischen Nerven zum Gehirn geleitet; motorische Nerven reagieren (führen vom Gehirn weg) -->VNS (unwillkürlich) ->sympathische Nerven (Anspannung, Stress; sorgt dafür, dass zB zuständige Organe in Stresssituationen angeregt/mehr durchblutet werden) ->parasympathische Nerven (Entspannung; zB Verdauung)

Answer 3

Erregendes/exzitatorisches postsynaptisches Potenzial - -> verschiebt Membranpotenzial Richtung Schwellenpotenzial - ->erregende Synapsen lösen bei Transmitterausschüttung Depolarisation der posytsynaptischen Membran aus

Answer 4

Hemmendes/inibitatorisches postsynaptisches Potenzial - ->schiebt Membranpotenzial weg vom Schwellenpotenzial - -> Trabsmitter öffnen in postsynaptischer Membran Kanäle, die spezifisch Kalium-/ Chloridionen passieren lassen; Hyperpolarisation, kein AP

Answer 5

Neuron erhält von vielen tausenden hemmenden und erregenden Synapsen Informationen Effekte überlagern sich an postsynaptische Membran (Neuron reagiert also nicht auf einzelne postsynaptische Potenziale von Synapsen

Answer 6

Zwei EPSPs treffen so schnell nacheinander an derselben Synapse ein, sodass Membranpotenzial des postsynaptischen Neurons bei Eintreffen des zweiten EPSP noch nicht zum Ruhepotenzial zurückgekehrt ist Die beiden ESPSs addieren sich

Answer 7

EPSPs, die von zwei unterschiedlichen Synapsen generiert werden, werden addiert Meist tritt zusätzlich eine zeitliche Summation auf => mehrere unterschwellige EPSPs von Synapsen schnell hintereinander am Axonhügel, können zu neuem AP addiert werden Depolarisation und Hyperpolarisation überlagern einander; am Axonhügel kommt ein Potenzial an, dass der Membranerregung entspricht

Answer 8

Gebildete AP können durch Verzweigungen des Axons auf mehrere Folgeneurone verteilt werden Erregungsmuster divergenter Axone unterscheiden sich nicht Konvergenz und Divergenz sind wichtige Funktionsprinzipien der Informationsverarbeitung im ZNS

Answer 9

Fraßschutz nicht Tieren und Pflanzen/ Beutefang Wirken auf Erregungsübertragung zwischen Nerven- und Muskelzelle: -Übertragung an den Synapsen wird blockiert -Dauererregung Veränderte Acetylcholinfreisetzung: Z.B. Bakterium Clostridium botulinum; zersetzt Protein in der Membran der synaptischen Bläschen welches ihnen die Verschmelzung mit der präsynaptischen Membran ermöglicht; Transmitterausschüttung wird gehemmt; APs können nicht mehr an postsynaptische Membran weitergegeben werden (z.B. Muskel; Kontraktion wird gehemmt, schlaffe Lähmung) Blockade des Acetylcholinrezeptors: Z.B. Coniin: bei vollem Bewusstsein eine schlaffe Lähmung + Tod Wirkstoff bindet reversibel an Rezeptormoleküle für Acetylcholin ohne die Natriumionenkanäle zu öffnen Hemmung der Acetylcholinesterase: z.B. Alkylphosphate Irreversible Hemmung der Acetylcholinesterase -->Dauerdepolarisation; Verkrampfung der Skelettmuskulatur, Tod durch Atemlähmung

Answer 10

1) Wie? | 2) Warum?

Answer 11

Allg.: erwachsenes Gehirn wiegt ca. 1330g mit ca. 100 Milliarden Nervenzellen, jede von ihnen hat mit 100 bis 10.000 anderen Kontakt; Leitungsbahnen 750.000km lang Großhirn (Cerebrum): Ursprung alles bewussten Handlungen Verarbeitung von allen bewussten und unbewussten Sinneseindrücken ->linke und rechte Hemisphäre; Oberfläche durch Windungen und Furchen stark vergrößert ->äußere Schicht ist Cortex (Großhirnrinde/ Cortex Cerebri); graue Substanz; Soma und Dendriten der Nervenzellen befinden sich dort Weiße Substanz im Inneren: dort befinden sich die Axone und Gliazellen Tief im Inneren dieser: Basalganglien (Neuronencluster); wichtige Zentren für die Planung und das Erlernen von Bewegungsabfolgen (Schädigungen dieser in Fetalentwicklung kann zu infantiler Cerebralparese führen) Sensorische und motorische Felder im Großhirn Mittelhirn (Mesencephalon): Aufnahme und Verarbeitung sensorischer Informationen (Reflexe, Blickverfolgung) Kleinhirn (Cerebellum): Koordination der Bewegungen, Einhaltung des Gleichgewichts (Kommandos vom Großhirn) Informationen über Gelenkstellung, Muskellänge Wenn motorische Befehle vom Großhirn kommen, ziehen diese zur Brücke (Pons) und dann weiter zum Cerebrum (integriert diese zu anderen) Hand-Augen-Koordination Erlernen und Erinnern motorischer Fähigkeiten Schädigung von Cerebellum: Augen können Objekt folgen, Folgebewegungen halten jedoch nicht an der gleichen Stelle an wie das Objekt; gezieltes Greifen schwierig Zwischenhirn (Diencephalon): Wird vom Gehirn völlig umschlossen Thalamus, Hypothalamus, Hypophyse - Thalamus: Hauptschaltstation zur Großhirnrinde - einlaufende Informationen von allen Sinnen werden dort gefiltert, sortiert und an geeignete Hirnzentren zur Weiterverarbeitung geschickt - erhält auch Informationen vom Großhirn und anderen Teilen des Gehirns, die Emotionen und Wachheit regulieren - steuert Aufmerksamkeit und Verhaltensbereitschaft - Nach der Großhirnebene ist es das wichtigste Zentrum für unbewusste Prozesse der Sinneswahrnehmung - unbewusstes Verhalten (emotionale Anteile von Mimik/Gestik/Sprache) -Hypothalamus: -wichtige Zentren zur Regulation und Stabilisierung des körpereigenen Grundzustandes (Biorhytmen, Körpertemperatur, Blutzuckerspiegel, Regulation von Hunger, Durst =>Homöostase) Hypophyse: -Quelle der Neurohypophysenhormone und Releasing-Hormonen, die auf Adenohypophyse wirken =>oberstes Zentrum der VNS, wichtiger Teil des Hormonsystems, fungiert auch selber als Hormondrüse Nachhirn: verlängertes Rückenmark und Pons Homöostase, Bewegungskoordination, Übermittlung von Informationen von und zu den höheren Gehirnzentren -sämtliche Axone, die sensorische Informationen an und motorische Kommandos von höheren Hirnregionen übermitteln, ziehen durch den Hirnstamm -Zentren für vegetative Funktionen (Kontrolle Atmung, Herzschlag, Blutkreislauf, Verdauung) -Kontrolle wichtiger Reflexe (Schlucken, Niesen, Husten, Erbrechen) Hirnstamm: verlängertes Rückenmark (Medulla), Pons, Mittelhirn im Bereich von Medulla kreuzen sich die meisten absteigenden Nerven für Bewegungskommandos von einer Nervenhemisphäre in die andere

Answer 12

Durchblutung und Sauerstoffversorgung essentiell Blut-Hirn-Schranke: selektiv durchlässige Schranke zwischen Hirnsubstanz und Blutstrom Gliazellen: Stoffaustausch Stoffe, die das ZNS nicht betreten sollen kommen nicht durch Bei Versorgungslücke tritt Hirntod ein; Wiederbelebung bei Herzstillstand nur innerhalb 4 Minuten möglich; das Herz kann durch den Sauerstoffmangel nicht sofort die Pumpleistung die das Gehirn benötigt bringen

Answer 13

Assoziationsbahnen: verbinden verschiedene Bereiche einer Großhirnhälfte Kommissurenbahnen: Verbindung zwischen Hemisphären über den Balken (Corpus Coellosum) (ein dicker Strang Axone) Bedeutendste Verbindung zur Kommunikation zwischen rechts und links Projektionsbahnen: verbinden das Großhirn mit anderen Hirnteilen und dem Rückenmark

Answer 14

=Reaktion, die unwillkürlich, auf immer gleiche Weise abläuft Unbedingte Reflexe: genetisch bedingte Verhaltenselemente (Husten, Atmen) - erfolgen auf einen Reiz hin, ohne dass eine bewusste Steuerung nötig ist - einfach Nervenverschaltungen, ermöglicht kurze Reaktionszeit - in Skelettmuskeln des Menschen befinden sich Muskelspindeln, im Innere dieser wird bei Dehnung/Stauchung des Muskels ein Rezeptorpotential erzeugt Affarente/sensorische Nervenbahnen: leitet Erregung zum Reflexzentrum, welche an einem Rezeptor durch einen Reiz ausgelöst wird (auch 1a-Fasern genannt) Efferente/motorische Nervenbahnen: Erregung wird auf diese Bahn umgeschaltet, führen zum Effektor =Reflexbogen Reaktionszeiten variieren, da Elemente unterschiedlich komplex verschaltet sein können Reflexzentren befinden sich im Rückenmark und im Gehirn; manche Reflexe können durch das Bewusstsein beeinflusst werden Polysynaptische Reflexe: Übertragung der sensorischen Signale auf mehrere Motoneurone; Zeitspanne zwischen Reizung und Reaktion variiert Monosynaptischer Reflex: nur ein Motoneuron involviert; weitgehend Konstante Zeitspanne zwischen Reizung und Reaktion Eigenreflexe: Reizaufnahme und Reaktion im selben Organ (z.B. Kniesehnenreflex, Lidschutzreflex); häufig bei Streckmuskeln, kurze Reflexzeit, ermüden praktisch nie Fremdreflexe: Reizaufnahme und Reaktion in verschiedenen Organen (z.B. Husten); besonders intensive Reize können über querverlaufende Kommissuren auch Muskeln auf der anderen Körperseite in die Reflexantwort einbezogen werden APs des Schmerzrezeptors gelangen auf ein Zwischenneuron umgeschaltet ->aktiviert wiederrum (Alpha)-Motoneuronen des zugehörigen Effektormuskels

Answer 15

Parasympathicus: vom Hirnstamm und Kreuzbereich aus Wesentliche Teile bestehen aus einem Gehirnnerv und seinen Verzweigungen Regeneration (z.B. Förderung von Verdauung und Nierentätigkeit) Acetylcholin-Rezeptor ist der besonders verbreitete Transmitter Sympathicus: körperliche Aktivität, fördert Atmung, Kreislauf, hemmt Verdauung Wird z.B. in Alarmsituationen aktiv, Mensch wird schnell in höchste Leistungsfähigkeit versetzt Aktivierung der Nebennieren zur Ausschüttung von Stresshormonen Adrenalin und Noradrenalin ins Blut (Verstärkung der körperlichen Aktionsbereitschaft) Grenzstränge an beiden Seiten der Wirbelsäule; Ganglien führen zu inneren Organen, strickleiterartig miteinander verbunden - das VNS stimmt Versorgungssysteme des Körpers auf augenblickliche Tätigkeit ab; hält das Innere Milieu in einem dynamischen Gleichgewicht - steuert innere Organe, die die Nährstoff- und Sauerstoffversorgung, sowie Entsorgung von Stoffwechselprodukten des Körpers steuern -->autonomes Nervensystem: Erfüllt Aufgaben selbstständig, ohne willkürlichen Impuls Parasympathicus und Sympathicus spielen gegensätzliche Rollen ->antagonistisch wechselseitige Dominanz wird im Tag-Nacht-Rhythmus von Aktivität und Schlaf deutlich festes Muster wird auch von Hormonen beeinflusst; können situationsabhängig verstärken/verschoben werden VNS entspringt im Hypothalamus reagiert träger als restliches Nervensystem ->dünnere Nervenfasern, zum Teil marklos

Answer 16

Bei einem monosynaptischen Reflexbogen gibt es Hemmungsmechanismen, sodass die molekulare Antwort des Eigenreflexes nicht zu einem Dauerzustand wird 1) sensorische AP werden in der grauen Substanz des Rückenmarks nicht nur auf das (Alpha)-Motoneuron zum Unterschenkel, sondern auch auf ein Zwischenneuron (Interneuron) übertragen - >hemmt das (Alpha)-Motoneuron zum Unterschenkelbeuger, AP gehemmt, treten nicht in voller Kapazität in Kraft 2) (Gamma)-Motoneuronen werden bei Aktivierung der (Alpha)-Motoneuronen gehemmt Muskelspindelfasern erschlaffen; keine weiteren APs werden über sensorische Fasern zum Rückenmark geleitet in weißen Substanz zweigen von (Alpha)-Motoneuronen Kollaterale zu Zwischenneuronen ab ->RENSHAW-Zellen liegen im Cortex in der Nähe des Somas der (Alpha)-Motoneuronen werden von (Alpha)-Motoneuronen aktiviert und hemmen sie dann ->negative Rückkopplung 3) GOLGI-Rezeptoren spannungsemfindliche Rezeptoren in den Sehnen senden bei aktiver Kontraktion und bei passiver Dehnung APs über eine sensorische Faser zum Rückenmark -> 1b-Faser; über weiteres hemmendes Zwischenneuron auf das entsprechende (Alpha)-Motoneuron aufgeschaltet

Answer 17

Pyramidenbahnen und extrapyramidale Bahnen verbinden motorische Hirnrinde durch über eine Millionen ununterbrochene Axone mit entsprechenden Segmenten des Rückenmarks Pyramidenbahn: Übertragung von Befehlen für den willkürlichen Muskeleinsatz von der motorischen Hirnrinde unter Einbeziehung der Basalganglien und des Thalamus ->enden teils direkt an (Alpha)-Motoneuronen, teils an Interneuronen des entsprechenden Segments Kleinhirn überwacht Ausgestaltung der motorischen Aktivitäten damit Muskel während Kontraktion nicht erschlafft, werden (Alpha)- und (Gamma)-Motoneuronen gleichzeitig aktiviert (Gamma)-Motoneuronen können durch höhere Zentren aktiviert werden; alleinige Kontraktion der Muskelspindelfasern; :APs werden über 1a-Fasern zum Rückenmark geleitet; Umschaltung auf (Alpha)-Motoneuronen; Kontraktion

Answer 18

Zwei Hemisphären mit je 4 großen Lappen Jeder großen Lappen (Areale) 1) primär sensorische Lappen ->erhalten Erregung über Thalamus und von den Sinnesorganen ->Hörzentrum (Schläfenlappen), Sehzentrum (Hinterhauptlappen), Riechzentrum (Stirnlappen), Schmeckzentrum (Scheitellappen), senatorisches Zentrum -> gelangen Signale von den Tastsinneszellen von Schmerz- und Temperaturrezeptoren und Infos über Extremitätenstellung 2) assoziative Felder ->integriert die Signale verschiedener sensorischer Eingänge miteinander ->dabei entstehende Erregungsmuster werden anschließend in höhere Assoziationsareale des Stirnlappens umgeleitet ->aus allen eingehenden Infos werden Programme entwickelt, die vom (3.) motorischen Zentrum zur Ansteuerung der Muskulatur genutzt werden Lateralisierung: Entwicklungsvorgang der zwei Hemisphären Linke ->Sprache, logische Operationen, schnelles verarbeiten von Infos Rechte ->Erkennung räumlicher Zusammenhänge und Muster, Gesichtserkennung und die Erzeugung feiner sprachlicher Internation

Answer 19

Körperfremde Stoffe/Substanzen - psychoaktive Wirkung: verändern Stimmung, Emotionen, Wahrnehmungen und Denken - einige Substanzen beeinflussen das Nervensystem ->wirken ähnlich wie eine Gruppe von Neurotransmittern - können abhängig machen Grund für Abhängigkeit: -verändern die Konzentration körpereigener Neurotransmitter -Ausschüttung von Dopamin führt zu Hochstimmung ->Aufbau und Wirkung wird durch Drogen gefördert durch Droge kann Dopamin Konzentration selbst bestimmt werden -> Suchtgedächtnis entwickelt sich und starker Drang Droge nochmal einzunehmen wenn durch wiederholte Drogenwirkung der Stoffwechsel der Nervenzellen verändert wird Bsp.: Opiate koppeln an Rezeptoren und blockieren das Enzym Adenylatcyclase ->weniger cAMP (=reguliert eine Reihe von zellulären Stoffwechselprozessen, deren Störung die typischen Drogenwirkung verursachen) wird hergestellt cAMP-Mangel: Zelle versucht diesen durch erhöhte Produktion auszugleichen Drogenwirkung wird abgeschwächt Konsument muss mehr Drogen zu sich nehmen

Answer 20

Veränderung des Verhaltens durch individuelle Erfahrungen wird als Lernen bezeichnet Verschiedene Arten der Informationsspeicherung: von Sinneszellen aufgenommene Informationen über die Umwelt werden an das sensorische Gedächtnis überführt; werden dort zwischen 0,5 und 1 Sekunde gespeichert (Ultrakurzzeitgedächtnis) Prüft Informationen unbewusst auf Bedeutung Unbedeutende gehen verloren und bedeutende gehen ins Kurzzeitgedächtnis Hat 10-20 Sekunden Speicherdauer, geringe Kapazität ist bei bestimmten Denkoperationen oder bei komplizierten motorischen Abläufen, die das Bereithalten von Informationen erfordern, wichtig Mit dem Bewusstsein verbunden Mit dem Übergang ins Langzeitgedächtnis gehen wieder Informationen verloren Verweildauer im Langzeitgedächtnis hängt von Speicherdauer im Kurzzeitgedächtnis ab; kann durch Wiederholungen verlängert werden Viele verschiedene Cortexbereiche, das limbische System und Kleinhirn kooperieren bei Bildung und Abrufung der Gedächtnisinhalte auf komplizierte Weise miteinander

Answer 21

Im Laufe des Lernvorgangs verändert sich die Zahl der synaptischen Verbindungen und die Übertragungseigenschaften zwischen den Zellen eines neuronalen Netzes Je häufiger ein Signalweg innerhalb eines Netzwerkes benutzt wird, desto mehr steigt die Leistungsfähigkeit der Signalübertragung zwischen den beteiligten Zellen ->Bahnungen entstehen 4 Grundprozesse: Neuronen, die am Lernprozess aktiv beteiligt sind, können: -stille Synapsen aktivieren - neue Synapsen mit Nachbarzellen ausbilden - Synapsen unbeteiligter Neuronen in ihren Übertragungseigenschaften hemmen - Synapsen abbauen Leistungsfähigkeit bereits vorhandener Synapsen kann durch den Einbau von Gangliosiden (kohlenhydratähnliche Lipide, die die Freisetzung von Transmittern begünstigt) in die Membran der Nervenzellen gesteigert werden ->postsynaptische Zellen depolarisieren stärker und schneller ->diese Veränderungen verändern den Schaltkreise von erregenden Synapsen innerhalb des Netzwerkes vieler hundert Neuronen

Answer 22

Unbekannt, aber eine Theorie: Gedächtnisinhalte in Form von Erregungen kreisen innerhalb der neu entstandenen Verschaltung; bleiben dadurch für eine längere Zeit erhalten Um Vorgang nicht abzubrechen muss Erregung immer bestimmten Stellenwert überschreiten

Answer 23

Man kann gewisse Reflexe konditionieren - bei Kopplung von Reizen wird sensibles Neuron durch eine Gruppe Interneuronen beeinflusst - nach elektrischer Reizung schütten Interneuronen Transmitter aus - nach Bindung an einen Rezeptor wird eine zusätzliche Kette von Reaktion im sensiblen Neuron ausgelöst - über ein vermittelndes G-Protein wird Enzym (Adenylatcyclase) aktiviert - Calcium-Ionen (strömen nach Eintreffen der APs in die Zelle) verstärken die Aktivität - durch Enzym werden beteiligte Signalwege vereint und Ringschluss zu cyclischem cAMP wird bewirkt - durch immer mehr cAMP wird Enzym Proteinkinase aktiv und löst verschiedene Effekte im sensiblen Neuron aus 1. Weniger Kalium kann in Zelle strömen; erregbarer und APs werden verlängert 2. an den Endknöpfchen lagern sich mehr Vesikel die auf Ausschüttung warten ->durch Proteinkinase reagiert sensibles Neuron sehr empfindlich 3. Im Zellkern werden Gene beeinflusst die verschiedene Wachstumsfaktoren und Membranproteine codieren ->neue synaptische Verbindungen zwischen sensiblen Neuronen und Motoneuronen aufgebaut

Answer 24

Fähigkeit von Synapsen, Nervenzellen und Hirnarealen sich in Abhängigkeit von ihrer Verwendung zu verändern Erfahrungen, die ein Individuum gemacht hat, wirken sich direkt auf Anatomie und Funktion des Nervensystems aus ->bessere Anpassung des Organismus an vorherrschende Umweltbedingungen Veränderungen in der Aktivität von Nervenzellen führen zu Veränderungen ihrer Eigenschaften ->betrifft Anzahl der Verknüpfungsstellen von Nervenzellen, als auch die Stärke, mit der Synapsen an einem nachgeschalteten Neuron "feuern" -besteht das ganze Leben lang -bei Kindern besonders ausgeprägt Veränderungen auf verschiedenen Ebenen Strukturelle Plastizität: Synapsenauf-(ankommende Impulse können schneller weiter übermittelt werden) bzw. abbau Funktionelle Plastizität: Übertragung von Signalen kann gestärkt oder geschwächt werden Synaptische Endknöpfchen geben oftmals gleichzeitig Impulse an präsynaptisches Neuron ab; Transmitterausschüttung, also die Stärke der synaptischen Übertragung deutlich zunehmen Derartige Umgestaltungen an Nervenzellen sowie die Veränderungen bei der Stärke synaptischer Antworten stehen in direktem Zusammenhang mit dem Vorgang des Lernens und der Ausbildung einer Gedächtnisleistung Während eines Lernvorgangs erfolgt im Hippocampus eine verstärkte Freisetzung von Dopamin, seine Ausschüttung setzt die Prozesse zur Ausbildung synaptischer Plastizität in Gang

Answer 25

Informationen werden aufgenommen und in 4 Schritten im Gehirn aufbereitet und ein Teil abgespeichert 1. Aufmerksamkeit: erzeugt durch Neues, unbekanntes Thalamus: regelt den Lernvorgang, unterdrückt im Frontalbereich eine Ablenkung 2. Emotionale Zuordnug: Hypocampus entscheidet, welche Lernsituationen, Erlebnisse, Erfahrungen positiv/negativ belegt sind (gleichzeitig zu 1a) Diese gefilterten Infos werden emotional zugeordnet Bei geringer emotionaler Zuordnung (z.B. Vokabeln) führt ständige Wiederholung/Anwendung zu struktureller Veränderung 3. Zuordnung zu vorhandenen Informationen Wiederholung und Anwendung unter neuem Aspekt -Information wird neu zugeordnet, abgespeichert -visuelle und akustische Infos werden getrennt verarbeitet Üben: mehr Speicherorte, Aspekte; schnellere Abrufbarkeit, bessere Nutzung 4. Speicherung Wissen ist nicht starr in einer Region -- mit jedem Gebrauch an mehr Orten

Answer 26

Grundlage: flexible Vernetzung Verschaltung der Neurone ist nicht endgültig Neuronen werden an neue Lernbedingungen, Aufgaben angepasst: -treten bestimmte Erregungsmuster häufiger auf: Verstärkung der Signalübermittlung zwischen Synapsen und Dornen -bei starkem Reiz werden Synapsen und "Dornen" aufgebaut Dornen: kleine seitliche Auswüchse der Dendriten Langfristige Veränderung durch: Veränderte Regulation der entsprechenden Gene löst Dornenwachstum aus - entsteht durch langfristiges Üben, Auseinandersetzen unter verschiedener Aspekten ->mehr Verknüpfungspunkte

Answer 27

Durch neue Informationen werden mehrere APs in einem Bereich generiert Glutamat: Transmitter im Gehirn -bindet an 2 Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran: am Natriumionenkanal und Calciumionenkanal Natriumkanal: öffnet Natriumionenkanäle -> Depolarisation Calciumionenkanal: durch Magnesium blockiert Wenn Glutamat bindet und Depolarisation der Postsynapse vorliegt: -Magnesium wird entfernt, Calciumionen können einströmen, Enzyme an der Postsynapse werden aktiviert welche Botenstoffe freisetzen (oder Anzahl an Natriumionenkanäle erhöhen ) und damit die Vesikelanzahl mit Glutamat erhöhen

Answer 28

Kurzzeitgedächtnis: im Sekunden- bis Minutenbereich mit 4 bis 7 Informationseinheiten Langzeitgedächtnis: darüberhinausgehende Speichervorgänge Arbeitsgedächtnis: wird vom Lang- und Kurzzeitgedächtnis gespeist Neueres Verständnis des Kurzzeitgedächtnis, zu dem die bewusste, aktive Verarbeitung von eingehenden auditiven und visuell-räumlichen Informationen sowie von Informationen aus dem Langzeitgedächtnis gehört Begrenzte Informationen stehen für direkten Gebrauch zur Verfügung

Answer 29

EEG: Elektroenzephalographie Knopfförmige Elektroden werden auf der Kopfhaut angebracht und eine Vergleichselektrode im Bereich des Ohrläppchens Potentialmessung->EPSPs (Summenpotentiale) durch Kombination mit anderen Untersuchungsmethoden können den Funktionen die Beteiligten Hirnareale zugeordnet werden CT: Computertomografie computergestütztes Röntgenverfahren; Querschnittsbilder verschiedener Körperregionen Detektoren empfangen Röntgenstrahlen, die vom Gewebe durchgelassen werden, Signale werden elektronisch aufbereitet (Verrechnung unterschiedlicher Differenzen zwischen gesendeter und empfangener Intensität des Röntgenstrahls jedes einzelnen Punktes aus verschiedenen Richtungen) fMRT: funktionelle Kernspinresonanztomographie computergestütztes Bildgebungsverfahren Denk- oder Lernvorgänge benötigen viel Sauerstoff; mehr sauerstoffreiches Blut kommt in aktiven Gehirnteile, dieses hat andere magnetische Eigenschaften als sauerstoffarmes Blut fMRT untersucht Aktivität des Gehirns auf der Basis der Kernspinresonanz Wasserstoffatomkerne verfügen über Kernspin, durch diesen wird sehr schwaches Magnetfeld erzeugt -werden kurzzeitig einem starken Magnetfeld ausgesetzt; richten Drehrichtung einheitlich in die des starken Magnetfelds Nach dem Abklingen wechseln sie in ihre alten Drehrichtungen, diese Veränderung (und die Geschwindigkeit mit dem er erfolgt) wird gemessen und gibt Auskunft über Durchblutung des jeweiligen Gehirnteils PET: Positronen-Emissions-Tomografie Computergestützte Schnittbilder eines lebenden Gehirns Radiopharmaka (schwach radioaktiv markierte Stoffe) werden als Marker in den Körper injiziert, diese werden vom Körper verstoffwechselt wie die entsprechenden unmarkierten Stoffe und finden sich somit im Gewebe wieder Das PET-Verfahren macht Verteilung der Marker sichtbar, somit können physiologische Funktionen im Gehirn durchschaubar gemacht werden

Answer 30

Nerven: zusammengefasstes Bündel Axone Nerven werden von Blutgefäßen durchzogen und umgeben von einer Hülle aus Bindegewebe

Answer 31

=Prozesse, mit deren Hilfe Informationen aus dem extrazellulären Raum durch die Zellmembran in das Innere einer Zelle weitergeleitet werden können 1) Ionenrezeptoren (integrale Proteine in der Zellmembran) besitzen an extrazellulärer Oberfläche eine (oder auch mehrere) Bindungsstellen, dort können nur spezifische Liganden anlagern. Durch Anlagerung wird im Inneren des Proteins ein Kanal gebildet, durch diese können nur spezifische Ionen aus dem extrazellulären Raum in das Zytoplasma gelangen Im Zellinneren führen die Ionen dann unmittelbar zu Reaktionen oder sie lösen indirekte Wirkungen aus 2) Signale von außerhalb werden umcodiert First messenger lagern sich Signale an einen Rezeptor an, dieser verändert seine räumliche Struktur Transducer (Protein an der intrazellulären Membranseite) wird stimuliert Setzt First effector (Enzym) in Tätigkeit ->wandelt im Zytoplasma vorhandenes ATP in cAMP (und zwei anorganische Phosphatreste) um cAMP aktiviert als Second messenger die inaktive Proteinkinase Proteinkinase führt als Second effector zu zellulären Reaktionen

Answer 32

Ermöglicht es, Ionenbewegungen an Membranen genau zu untersuchen Sehr feine Glaspipette wird mit einer Salzlösung gefüllt und auf die Membran der zu untersuchenden Nervenzelle gesetzt Zusammensetzung der Salzlösung entspricht der, der extrazellulären Flüssigkeit Salzlösung wird leicht angesaugt ->Unterdruck feste Verbindung entsteht zwischen dem Patch (Fleck unter der Pipette) und der Pipette (clamp) benachbarte Verbindungen werden ausgeblendet und ein Stromfluss von der Pipette zur extrazellulären Lösung wird verhindert Messelektrode wird in Salzlösung gesteckt und an Oszillographen gesteckt für visuelle Messungen Stromfluss bedeutet, dass Ionen den isolierten Membranbereich passiert haben

Answer 33

Das Gehirn kann auf vielfältige Weise durch endogene und exogene Substanzen beeinflusst werden Endogene Substanzen: z.B. endogene Opioide (körpereigene Peptide) Werden ausgeschüttet, wenn sich der Organismus in spezifischen Stresssituationen befindet Schlüssel-Schloss-Prinzip: Peptid-Liganden binden an spezifischen Opioidenrezeptor auf der Neuronenmembran Opioide können Schmerzwahrnehmung unterdrücken - wirken selber als Neurotransmitter - überlagern als Modulatoren andere Neurotransmitter überlagern; erschweren so Erregungsübertragung Exogene Substanz: z.B. Ecstasy Bewirkt im Gehirn vermehrte Ausschüttung von Serotonin in den synaptischen Spalt; hemmt außerdem die Enzyme, die für Rücktransport in synaptischen Endknöpfchen verantwortlich sind Durch erhöhten Serotoninspiegel sind postsynaptische Kanäle dauerhaft geöffnet; optische, akustische und haptische Reize werden massiv verstärkt Langfristig schädigt Droge präsynaptische Nervenendigungen und stört den korrekten Ablauf der Signalübertragung Organismus produziert weniger Serotonin macht sich in der Gedächtnisleistung bemerkbar (spürbar eingeschränkt) ->Dosis-Wirkungsgesetz-Beziehung; je stärker der Konsum, desto größer die Gedächtnisdefizite (bereits geringe Mengen können deutliche negative Auswirkungen auf das Gehirn haben) Neuro-Enhancement/ cognitive enhancement: geplante Einnahme von Substanzen zur Leistungssteigerung durch aktive Eingriffe in die Biochemie des Gehirns Können auch Weiterleitung des APs beeinflussen: Exogen: Vergiftung mit Saxitoxin beim Verzehr von Muscheln ->blockiert die Na+-Kanäle endogen: Endorphine ->körpereigene Schmerzmittel sind spezifische Liganden, die an Opiatrezeptoren in der Membran binden; über einen nachgeschalteten Transducer werden K+-Kanäle in der Membran aktiviert ->Kaliumausstrom ->Hyperpolarisation

Answer 34

Demenzerkrankung Ursache für unheilbare, irreversible Störung des Gehirns noch nicht geklärt Fortschreitender Charakter dieser Erkrankung äußert sich in Wesensveränderungen, fortschreitender Gedächtnisverlust, Verwirrung, Verlust der Auffassungsgabe und des Urteils- und Denkvermögens, Desorientierung, Sprachverlust Geht in nur etwa 5% der Fälle auf Vererbung zurück, im Endstadium tödlich Drei, sich verstärkende, anatomische Symptome: - Beta-Amyloide (Proteinkristalle, sog. Plaques) häufen sich auf der Neuronenoberfläche und zwischen den Nervenzellen an - Abnahme der Gehirnmasse durch den Verlust von Hirngewebe infolge des fortschreitenden Absterbens von Gehirnzellen - veränderte Tau-Proteine häufen sich in den Mikrotubuli des Cytoskeletts an; normalerweise stabilisieren die Tau-Proteine die Mikrotubuli, durch ihre veränderte Struktur können sie diese Aufgabe nicht mehr erfüllen und die Mikrotubuli brechen zusammen Vermutungen für Ursache: oxidativer Stress hat Einfluss auf die Ausbildung der Krankheit durch ein gesteigertes Vorkommen freier Radikale (entstehen während der Stoffwechselprozesse in den Mitochondrien, werden in der Regel von speziellen "Schutzproteinen" unschädlich gemacht); wenn Beta-Amyloid hinzugegeben wird, entsteht eine höhere Menge an freien Radikale Vielleicht setzt die sich im Verlauf der Erkrankung ständig erhöhte Menge an Plaques die Nervenzelle unter derart oxidativer Stress, dass sie dadurch irreversibel geschädigt ist und schließlich abgetötet wird Therapieplätze (geringes Angebot) und Medikamentengabe (zur Verhaltensstabilisierung und Förderung der Hirnleistung) können Krankheit aufhalten, aber nicht heilen Validationstherapie: dementer Mensch wird vorbehaltlos akzeptiert, man versetzt sich in seine Lage Erinnerungstherapie (Biografiearbeit) Demenz-Prävention: bei einer frühzeitigen Prävention kann man sich die neuronale Plastizität bis ins Alter zunutze machen

Answer 35

Adäquater Reiz muss auf eine Sinneszellen mit entsprechenden reizaufnehmenden Strukturen treffen In Sinneszellen werden Reize in Rezeptorpotentiale umgewandelt, die Generatorpotentiale (Pioniere der APs) darstellen Umwandlung eines äußeren Reizes in elektrische Signale wird Transduktion genannt Weiterleitung der elektrischen Signale als AP aus dem PNS ins ZNS : Transformation Sind APs im Gehirn angekommen, entsteht in entsprechenden Hirnbereichen aus den Erregungen ein Sinneseindruck (nicht direkt messbar) eigentliche Wahrnehmung entsteht aus dem Zusammenspiel zwischen den Sinneseindrücken und den Erfahrungen des Lebewesens

Answer 36

Informationsweiterleitung kann sich auch neue Wege erschließen, unser Gehirn hat die Fähigkeit , mit für den Organismus gravierenden Einschränkungen fertig zu werden Es werden Neuronen neu verbunden und neu gebildet, es können sogar ganze Hirnregionen umgeschult werden Gehirn ist erfahrungsgeprägt; zeigt Plastizität, wenn es in unbekannten Situationen auf Erfahrungen zurückgreifen kann, während es sich auf die neuen Anforderungen fokussiert -> neue Verbindungen, neue zelluläre Netzwerke und das lebenslang

Answer 37

Stärke des Reizes/einer Erregung wird im Nervensystem über die Frequenzmodulation der APs codiert Je nachdem auf welcher Art der Nervenbahn es ankommt, weiß das Gehirn über die Art des Reizes Bescheid

Answer 38

Sinnesorgan, das auf die Aufnahme elektromagnetischer Strahlung (Lichtreize, Photonen) als adäquater Reiz spezialisiert sind Aufbau: Linsenauge Wesentliche Bestandteile: Hornhaut, Iris, Augenlinse und Netzhaut Sehnerv leitet die Nervenimpulse, die im Auge entstanden sind an das Gehirn weiter Schützung des Auges durch die Lederhaut, auf sie sind Aderhaut und Netzhaut aufgelagert Licht passiert die Hornhaut, die vordere Augenkammer, die Pupille, Linse und den Glaskörper, trifft auf die Netzhaut Auf der Netzhaut entsteht ein verkleinertes, reelles Bild der Umgebung, das auf dem Kopf steht und spiegelverkehrt ist Brennweite der Augenlinse wird verändert, um das Geschehene scharf darzustellen ->mithilfe des Ziliarmuskel und der Zonulafasern =>Akkommodation

Answer 39

Perzeption von Reizen, besitzt bereits eine komplexe Reizverarbeitung Inverses Auge: lichtempfindliche Zellen (Sehzellen, Fotorezeptoren) der Netzhaut befinden sich auf der dem Lichteinfall abgewandten Seite der Netzhaut Einfallende Lichtstrahlen müssen erst mehrere Schichten von Nervenzellen durchdringen, bevor sie auf einen Fotorezeptor treffen Mehrere Schichten: Netzhaut liegt zwischen Glaskörper und Aderhaut, die die Nährstoff- und Sauerstoffversorgung der äußeren Netzhautschichen gewährleistet Pigmentepithel, umfasst Spitzen der Fotorezeptoren(Sehzellen) ->bei starker Lichteinstrahlung soll dieser Teil Lichtanteile absorbieren neuronaler Informationsfluss zu Bipolarzellen (Schaltzellen); sind mit Ihnen über Synapsen verschaltet Weiterleitung zu Ganglienzellen, deren Nervenbahnen zum Sehnerv zusammenlaufen Horizontalzellen, amakrinen Zellen, Bipolarzellen =Interneuronen verschalten mehrere Nerven- bzw. Sinneszellen durch Querverbindungen (laterale Verbindungen) miteinander durch Zusammenschaltung mehrerer Sinnes- bzw. Nervenzellen sorgen die Interneuronen für eine intra-retinale Informationsverarbeitung Eine Gruppe von Fotorezeptoren, deren Informationen auf eine einzige nachgeschaltete Ganglienzelle zusammengefasst wird, bezeichnet man als rezeptives Feld In der Fovea centralis (im gelben Fleck), sind gleich viele Sinneszellen und Ganglienzellen =höchstmögliches Auflösungsvermögen=Stelle des schärfsten Sehens

Answer 40

Lichtsinneszellen = sekundäre Sinneszellen; besitzen keine Axone, bilden keine APs Zapfen: weniger lichtempfindlich; Farbensehen; prinzipiell für das Sehen tagsüber verantwortlich; es sind nur Zapfen Fovea centralis Stäbchen: hohe Lichtempfindlichkeit, besonders gut für Dämmerungs- und Hell-Dunkel-Sehen Es gibt in der Netzhaut mehr Stäbchen als Zapfen Ähneln einander im Aufbau Zellkörper (Innensegment); daran schließt das Außensegment (lichtempfindlicher Fortsatz), dort sind die entscheidenen Sehpigmente

Answer 41

In den Disks der Stäbchen befindet sich eingebettet das Sehpigment Rhodopsin; geldrollenartig für effizientere Einlagerung Je mehr Sehpigmente in die Fotorezeptoren eingelagert sind, desto größer ist deren Lichtempfindlichkeit Adäquater Reiz = Photonen Bewirken Veränderung in der Struktur des Rhodopsin-Moleküls Transduktionprozess: Umwandlung der Reize in elektrische Impulse Im Dunkeln sind Stäbchen und Zapfen depolarisiert, setzen an Synapsen ständig den Neurotransmitter Glutamat frei (einige Bipolarzellen werden durch Glutamat depolarisiert, andere hyperpolarisiert, kommt auf den Typ Glutamatrezeptor auf der Synapsenoberfläche an) Fällt Licht auf Fotorezeptoren, so reagieren sie mit einer Hyperpolarisation, reduzieren Glutamatfreisetzung in Abhängigkeit von der Lichtintensität Stäbchen und Zapfen enthalten lichtabsorbierendes Molekül Retinal, welches an Membranprotein Opsin gebunden ist Stäbchen: das Opsin, welches in Stäbchen zu finden ist, bildet zusammen mit Retinal das Sehpigment Rhodopsin Rhodopsin absorbiert Licht; Bindung im Retinal verändert sich 11-cis-Retinal zu all-trans-Retinal (abgeknickt zu gerade) Durch Konformationsänderung wird Rhodopsin aktiviert und löst Aktivierung von Transducinen aus (spezielle Proteine) Rhodopsinmolekül zerfällt in das Opsin- und das all-trans-Retinal-Molekül, welches anschließend wieder in das 11-cis-Retinal (ATP-Verbrauch) umgewandelt wird ; Farbe des Rhodopsin-Moleküls von Purpur nach Gelb ->bleichen Transducinmoleküle können sich mit Phosphordiesterasen in der Membran verbinden die dadurch aktivierten Enzyme hydrolysieren cGMP-Moleküle im Cytoplasma des Außensegments cGMP = Second Messenger für Öffnung der Na+-Kanäle in der Plasmamembran des Außensegments keine Lichtreize = genügend cGMP, genügend Na+ können aus dem extrazellulären Raum hereinströmen Rezeptorpotential bei Ca -40mV ->Dunkelstrom bei Hydrolysierung von cGMP zu GMP können die Bindungsstellen an den Na+-Kanälen nicht mehr besetzt werden, je niedriger die Konzentration an Second Messengern, desto weniger Na+-Kanäle sind geöffnet, Rezeptorpotential sinkt ->Hyperpolarisation durch reduzierte Glutamatausschüttung werden hemmende Ionenkanäle der Bipolar- und Horizontalzellen nicht mehr aktiviert an Ganglienzellen werden APs gebildet, die zum Gehirn weitergeleitet werden

Answer 42

Weist ein Gegenstand genügend hohen Kontrast zu seiner Umgebung auf, kann er vom menschlichen Auge erkannt werden Laterale Hemmung/Inhibition: Verschaltung der Sehzellen Wenn ein belichtetes Stäbchen oder belichteter Zapfen eine Horizontalzelle aktiviert, hemmt die Horizontalzelle weiter entfernte Fotorezeptoren und Bipolarzellen, die nicht belichtet sind ; Lichtfleck erscheint heller, Umgebung dunkler Ausarbeitung der Kanten, verstärkt die Kontraste im Bild Zusammengeschaltete Fotorezeptoren sind rezeptive Felder; ein rezeptives Feld weist ein kreisförmiges Zentrum auf, das von einem Ring (Peripherie, Umfeld) umgeben ist Rezeptive Felder von On- und Off-Ganglienzellen On-Ganglienzelle: Lichtreiz im Zentrum führt zu einer Erhöhung der APfrequenz, Lichtreiz in Peripherie zu Verringerung Off-Ganglienzelle: andersherum Horizontal- und amakrinen Zellen sind am Prozess beteiligt Farben: drei Zapfenarten: L (Long): gelb bis rot (auf X-Chromosom) M (Medium): blaugrün bis gelb (X-Chromosom) S (Short): blau (Chromosom 7) Je nach Farbe des ankommenden Lichts werden verschiedenen Zapfentypen unterschiedlich stark gereizt Das Gehirn berechnet dann aus ankommenden Signalen den letztendlichen Farbeindruck Farben sind Interpretation der weitergeleitenden Erregungsmuster durch unser Gehirn

Answer 43

Schlag auf das Knie (Patellar-Sehne); Dehnung einer Muskelspindelfaser im Streckermuskel Über affarente Nervenbahnenwird diese Information in die graue Substanz im Rückenmark weitergeleitet (dort befinden sich die Soma) Über eine erregende Synapse auf das (alpha)-Motoneuron zurück zum Oberschenkelmuskel, sendet auf dem Axon APs Axon endet in motorischer Endplatte, wenn ankommende Erregung stark genug ist, bringt sie den Streckermuskel zur Kontraktion Beuger und seine Muskelspindeln werden gedehnt; Erregungen werden ans Rückenmark gesendet, würde eigentlich das Motoneuron des Beugers erregen und ihn zur Kontraktion bringen Ergebnis: Strecker und Beuger würden ständig im Wechsel erregt Verschaltung mit Interneuron in der grauen Substanz des Rückenmarks Erregungen vom Strecker laufen nicht nur auf (Alpha)-Motoneuron, sondern auch auf das Interneuron Axonende bildet am Motoneuron des Beugers eine hemmende Synapse wenn nach der Kontraktion des Beugers am Motoneuron des Streckers ein EPSP entsteht, entsteht gleichzeitig am Motoneuron des Beugers ein IPSP

Answer 44

Tonischer Rezeptor: reagiert über gesamten Zeitraum mit konstantem Erregungsmuster Phasischer Rezeptor: Zellantwort fällt frühzeitig auf 0 ab, obwohl Reiz noch anhält Phasisch-tonischer Rezeptor: zu Beginn gleichbleibende Dauerreizung, später abfallend auf eine niedrige Konstante Frequenz Rezeptor mit modulierbarer Spontanaktivität: andauernd kommen Reize an, schaffen es nur manchmal ein IPSP oder EPSP auszulösen

Answer 45

Verschmelzungsfrequenz: je nach Lichtverhältnissen beim Menschen Ca bei 18 bis 24 Bilder pro Sekunde Ursache: Verarbeitungszeit von Reizen in der Retina In den Sinneszellen kostet Reaktionskaskade der Fototransduktion Zeit, außerdem benötigen die verarbeitenden Nervenzellen der Netzhaut Zeit Bewegungen: scharfes Bild nur in der Mitte des Auges, in Peripherie der Netzhaut sind viele rezeptive Felder Eine Form dieser dient der Bewegungsdetektion Benachbarte Bündel von Sehzellen sind jeweils mit Horizontal- oder Bipolarzellen verbunden Reizung der Stäbchen ->Erregung von Horizontalzellen ->Hemmung auf die zeitgleich oder leicht zeitversetzte Aktivität benachbarter Bipolarzellen Bipolarzellen sind mit Sehnervzellen verbunden bewegt sich ein helles Objekt von rechts nach links vor dunklem Hintergrund, hemmen die Erregungen der Horizontalzellen die Aktivität der Bipolarzelle, Ganglienzelle bleibt "stumm" bewegt sich dasselbe Objekt in Gegenrichtung, so leitet die Ganglienzelle Schübe von APs abnehmender Frequenz zum Gehirn, die von Pausen unterbrochen sind ein rezeptives Feld meldet dem Gehirn so gewisse Fälle, andere Fälle übernehmen andere, sich gegenseitig überlappende, rezeptive Felder dieselben Stäbchen liefern meist Informationen an mehrere Ganglienzellen

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