Synaptische Verschaltung und Verrechnung

Informationsverarbeitung mehrere synaptische Informationseingänge am Axon

Ein Neuron empfängt mehrere 1000 Signale von Synapsen. Diese Signale können sowohl erregend als auch hemmend sein.

Führt der Gesamteffekt zu einer Depolarisation die höher liegt als der Schwellenwert, kommt es zur Auslösung eines Aktionspotentials am Axonhügel. Das integrierende Zentrum am Neuron ist der Axonhügel!

Wir ein Aktionspotential ausgelöst spricht man von einem

• EPSP: erregendes postsynaptisches Potential.

Ist dies nicht der Fall, von einem

• IPSP: inhibitorischen postsynaptisches Potential.

zeitliche und räumliche Verrechnung:

Verschaltung an einer Nervenzelle: Mehrere Endknöpfchen sind mit den Dendriten einer weiteren Nervenzelle verbunden. Die Frage, ob das Rezeptorpotential für ein neues Aktionspotential ausreicht wird am Axonhügel geklärt. Links: zeitliche Summation; hier findet die Erregung zeitlich so kurz hintereinander statt, dass das Membranpotential nach der vorhergenden Reizung nicht auf das Niveau des Ruhepotentials zurückgehen kann. Rechts: räumliche Summation: gleichzeitige Stimulation der Nervenzelle durch mehrere bzw. verschiedene Synapsen. Die postsynaptischen Potentiale addieren sich auf.

Wichtige Begriffe

Schwellenwert:

der Spannungswert des Membranpotentials, bei dem ein Aktionspotential entstehen wird.  Hier wird das Potential "überschwellig", bzw. man sagt der Reiz war “überschwellig”.

Das Ruhemembranpotential entspricht einem (fast) reinem Kalium-Membranpotential und liegt daher in der Nähe des Wertes für das Kaliumpotential ca. -70 mV, Kaliumpotential liegt bei -90 mV).

Die für das Aktionspotential verantwortlichen schnellen spannungsaktivierten Natrium-Kanäle haben eine Aktivierungsschwelle von ca. -40 mV! Diese Kanäle öffnen nur, wenn die Membran zumindest bis zu diesem Wert depolarisiert wurde. Dies kann durch Neurotransmitter geschehen, die postsynaptisch eine lokale Depolarisation bewirken oder auch Generator- oder Rezeptorpotential, je nach Zelltyp und Situation) oder elektrotonisch durch ein ankommendes Aktionspotential.

Adäquater Reiz

Als adäquater Reiz wird derjenige Reiz bezeichnet, für den ein Rezeptor die größte Empfindlichkeit besitzt. Das Lichtsignal stellt  für die Photorezeptoren im Auge einen passenden also adäquaten Reiz dar.

Gegensatz: inadäquater Reiz, also derjenige Reiz, der auf ein bestimmtes Sinnesorgan nicht oder nur bei sehr hohen Intensitäten erregungsauslösend wirkt (z. B. "Sterne sehen" bei hohen Druckbelastungen des Auges).

Rezeptorpotential

Das Rezeptorpotential bezeichnet eine membran-elektrische Antwort der Rezeptoren auf einen Reiz. Das Rezeptorpotential bildet sich als Folge der Öffnung von Natriumporen (die Ausschüttung der Natrium-Ionen ist die eigentliche Erregung) in der Rezeptorzelle (elektro-tonische Weiterleitung). Dabei addieren sich erregende (exzitatorische) und hemmende (inhibitorische) postsynaptischen Potentialen IPSPs und EPSPs).

Das Rezeptorpotential wächst mit der Stärke des Reizes! Bei Erreichen/Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes erfolgt dann ein Aktionspotential, welches dem Gesetz Alles-oder-Nichts-Gesetz folgt.