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Biologische Psychologie I

by Maja B.

Das Membranpotenzial

- passive Strukturen: Semipermeabilität

- inneres/äußeres Medium/Milieu

- aktive: Membranpotenzial

Elektrische Phänomene im Axon

- bipolares Messprinzip

- Differenzen zwischen Innen und Außen -> Spannungsdifferenz

- Stimulation (Reizung): Veränderung der Bedingungen; jede Elektrode kann ein Stimulator sein

- inneres und äußeres Milieu

- Potenzial (Membranpotenzial): Möglichkeit, dass Ionen (geladene Teilchen) wandern können

- Exkurs: Riesenaxone des Tintenfischs -> Tintenfische haben keine myelinisierten Axone; größtmögliche Axone: 1mm

Spannungsdifferenz und Ruhepotenzial

- Spannungsdifferenz = ungleiche Verteilung von Ionen innen und außen

- die Spannungsdifferenz ist überall an der Zellmembran zu messen

- der Zellkern ist nicht elektrisch neutral

- Proteine können nicht wandern (sind zu groß dafür)

- Information = Aktionspotenzial

- Spannung = Konzentrationsunterschiede der jeweiligen Elemente

- Membran = Spannungsbogen

- Ruhepotenzial = 70 Mikro-Volt (mV) -> negativ geladenes Protein und Natrium-Kalium-Pumpe

- überall da, wo gegen die Gradienten gearbeitet wird, entsteht eine Kraft

- Ionen bewegen sich zufällig

- Natrium-Kalium-Pumpe: verhindert den Ausgleich der Ionen, arbeitet kontinuierlich (aktiv)

- es sind kontinuierlich mehr Ionen außerhalt als innerhalb der Zelle (?)

- Der elektrochemische Gradient (Konzentrationsgefälle) entsteht durch unterschiedliche Konzentrationen geladener Teilchen (Ionen).

- Aktionspotenziale sind stochastische passive Prozesse -> es geht immer um die Summe

- Prozesse: Aufwendung von Energie (ATP)

- systematischer Spannungsaustausch zwischen Innen und Außen

- kleine Ionen (?) tauschen sich mehr aus

- auf Dauer könnte es zu einem Spannungsausgleich kommen

Elektrotonische Erregungsausbreitung

- elektronische Erregungsbildung ist das erste Prinzip der Erregungsweiterleitung -> Informationsweiterleitung

- passive und sehr schnelle Ausbreitung

- Aktionspotenzial -> Spannung

- Veränderung der Potentiale auch an benachbarten Stellen; je weiter weg von Stromzufuhr/Ursprung, desto kliner die Veränderung

- die zugefüten Kräfte haben Auswirkungen (Stein fällt in Teich – Analogie) -> geht bei Membranen sehr schnell (Medium ist nicht so träge wie z.B. Wasser)

- Axon = Achse

- je weiter die Ableitelektrode vom Ort der Veränderung entfertn ist, desto schwächer ist die Wirkung

- Verändrung auch an anderen Orten der Membran gemessen als dem Ort der Stromzufuhr

Ausbreitung einer Erregung im Zellsoma

- die Erregung breitet sich im Sinne einer elektischen Ausbreitung über die gesamte Zelle aus (passiver Mechanismus) -> an mehreren Stellen gleichzeitig

- Entscheidung, ob EPSP oder IPSP läuft an der Synapse ab

- rot: positive Information

- blau: negative Information

- präsynaptische und postsynaptische Membran

- über Distanz wird Erregung srh schenll wieder sehr schwach

- Erregung an mehreren Stellen gleichzeitig (Überlagerung)

Das Aktionspotenzial

Warum macht die Zelle das?

Spannungsgesteuerte Ionenkanäle

- Ionenkanal: spannungsgesteuert und spezifisch (lassen nur eine bestimmte Art von Ionen durch)

- der geschlossene Ionenkanal ist der Ruhezustand

Depolarisation und das Aktionspotenzial

- Schwelle der Spannung an der Membran zur Auslösung eines Aktionspotenzials

- der Graph eines Aktionspotenzials sieht immer gleich aus

- Aktionspotenzial: Alles-oder-Nichts-Prinzip (wenn es ausgelöst ist, gibt es kein Zurück mehr)

- 5mV: Schwelle -> qualitativ andere Art von Potential

- Eigenschaften: innerhalb von 1ms ändert sich das Membranpotential komplett

- elektrotonische Spannungsänderung/Potentialänderung

- Depolarisation: Differenz zu = wird verkleinert

- Hyperpolarisation: Überkompensation

- EPSP: exitatorisches postsynaptisches Potential

- IPSP: inhbitorisches postsynaptisches Potential

- nur eine Depolarisation kann ein Aktionspotential auslösen

Räumliche Summation von EPSP & IPSP

- die Wirkung der Aktivität summiert sich (EPSP und IPSP)

- Signale werden durch Ladungsverschiebung weitergegeben -> braucht Zeit zur Regulation (zeitliche Summation)

- Axonhügel: Summierung und Verrechnung -> Wird das Signal weitergeleitet?; Bsp.: +++- wird weitergeleitet; ++-- hebt sich auf

- Aktivitätssummen überlagerun und verädnern sich; näher an oder wieter weg von der Schwelle

- die Signale sind immer gleich stark; die räumliche Summation ist entscheidend

- entweder aktivierende Synapse (EPSP) oder hemmende Synapse (IPSP)

- EPSP ist die Grundlage dafür, dass die Zelle Information verarbeitet (?)

Zeitliche Summation von EPSP & IPSP

- zeitliche Summation: AP (Aktionspotentiale) können zu unterschiedlichen Zeiten ankommen

- Axonhügel: Verrechnungs-/Entscheidungsstelle

- Gesamtsumme der AP ist entscheidend

- EPSP erhöht und IPSP verringert die Wahrscheinlichkeit, dass ein Aktionspotential ausgelöst wird

-> ein Neuron ist wie ein kleiner Computer

Die Phasen des Aktionspotenzials

- sich öffnende Kaliumkanäle: verlangsamt, träge

- Hyperpolarisation: ATP wird gebruacht, um Hyperpolarisation auszugleichen

Neuronale Erregungsweiterleitung

Membranpotenziale

Kontinuierliche Erregungsweiterleitung

- elektronische Ausbreitung

- Depolarisation: Veränderung

- aktive Prozesse sind langsamer als passive -> Ionenkaäle müssen sich öffnen und schließen

- hier: nicht myelinisiertes Axon (z.B. Tintenfisch)

- Aktionspotentiale werden an jedem Axonhügel neu gebildet (egal, ob es sich um ein kurzes oder langes Axon handelt) -> Verstärker; verlustfreie, aber langsame Weiterleitung der Information

Refraktärzeiten