Übergreifende Forschungsfrage
Wie speichert das Gehirn neue Informationen?
- Bis heute keine vollständige Beantwortung
Lernen beruht auf
Neuroplastizität
o Plastizität des Nervensystems
Zelluläre und molekulare Veränderungen
Gedächtnis beruht auf
Plastizität des neuronalen Netzwerks
Elektrische Impulse
innerhalb spezifischer neuronaler Schaltkreise
Erinnerungen basieren auf
o Mit einander vernetzten aktivierten neuronalen Strukturen
Darstellung einer Synapse (Verknüpfungsstelle zwischen zwei Nervenzellen)
Präsynaptisches Neuron
vorgeschaltete NZ
Postsynaptisches Neuron
nachgeschaltete NZ
Ablauf der Weiterlung eines elektrischen Impulses
Neurotransmitter in Vesikeln gespeichert
Wird über das Ende des präsynaptischen Neurons über die Zellmembran freigegeben
Freisetzung in den synaptischen Spalt
Rezeptoren an Zellmembran der postsynaptischen NZ: Empfänger-Proteinmoleküle
Bindet sich und erzeugt neues Signal
Wo werden NT gespeichert?
Vesikel (Bläschen)
Wohin werden NT freigegeben?
Wie werden NT freigegeben?
über das Ende des präsynaptischen Neurons über die Zellmembran freigegeben
Wie nennt man Rezeptoren an Zellmembran der postsynaptischen NZ?
Empfänger-Proteinmoleküle
Was sind Synapsen?
Verbindungs- und Schaltstellen zwischen Nervenzellen
Bestehen aus prä- und postsynaptischer NZ und Spalt
Synapsen während eines Lernvorgangs
Funktionelle und strukturelle Veränderungen
Neubildung, strukturelle Veränderung oder Abbau
Zentrale strukturelle Veränderungen der Synapsen innerhalb eines Lernvorgangs
- Vergrößerung und Vermehrung von Synapsen
o Durch Zweiteilung (Korte, 2017)
Zentrale funktionelle Veränderungen der Synapsen innerhalb eines Lernvorgangs
o Verstärkte Signalübertragung durch erhöhte Aktivität der Nervenfasern (Myers, 2008)
o = Langzeitpotenzierung (Cooper/Korte)
Langzeitpotenzierung ist
Neuronale Grundlage des Lernens und Behaltens
Was ist das Ergebnis der Langzeitpotenzieurng?
NZ benötigt geringere Reize für Reaktion
(Reaktion = Freisetzung des Neurotransmitters)
o Wichtigster NT der Langzeitpotenzierung
Glutamat
Glutamat-Rezeptoren
NMDA- Rezeptor
AMPA-Rezeptor
NMDA-Rezeptor
o leitet Bahnungsprozess ein,
o wie elektrischer Schalter,
o verstärkt synaptische Verknüpfung
-> verstärkte Aktivität in Synapsen bewirkt Steigerung der Effizienz der neuronalen Schaltkreise
Verstärkte Aktivität in Synapsen durch Langzeitpotenzierung bewirkt
Steigerung der Effizienz der neuronalen Schaltkreise
Vorteile erhöhter synaptischer Übertragungsstärke für Lernvorgänge
GWEGE
Gemeinsame Aktivierung von Neuronen innerhalb eines neuronalen Netzwerks
Wiederholung führt zu mehr Stabilität
Erhöhte Empfänglichkeit der NZ für beteiligte Zellen des Netzwerks
Geringerer Bedarf an NZ zur Stimulierung neuer NZ
= erleichtert Abruf von Erinnerungen
Beispiel: vertraute Gesichter werden an wenigen Details erkannt
Reiz aktiviert gesamtes zugehöriges Netzwerk
Definition Rezeptoren
Proteine/Empfängermoleküle
Empfangen Neurotransmitter (Botenstoffe) der präsynaptischen NZ
Aufgabe des Hippocampus für die Langzeitspeicherung
Struktur, die entscheidet, was in Langzeitgedächtnis aufgenommen wird
Veranlasst Langzeitspeicherung in sensorischen und motorischen Regionen der Großhirnrinde (Neokortex)
Der Hippocampus ist laut Ayan 2007 Zentrum des…
bewussten Lernens
Was ist die Besonderheit des Hippocampus bezüglich der Speicherung und Abrufung von Informationen im Langzeitgedächtnis?
Aktivierung der gleichen Neuronengruppen beim Erinnern wie beim Speichern (Stimulierung bei Erstkontakt)
Neokortex/Isokortex
Regionen für Langzeitspeicherung
in sensorischen und motorischen Regionen der Großhirnrinde (Neokortex)
o Entwicklungsgeschichtlich jüngster Teil der GHR
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