M3 Biologische Psychologie
Biologische Psychologie
Biologische Psychologie
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Lernkarten
Nervenzelle/Neurone
auf Informationsvermittlung spezialisierte Zellen, sehr vielfältig
Bsp. Pyramidzellen
Aufbau: Dendriten Zellkern, Soma, Axonhügel, Axon, Myelinscheide,Schnürring, Endknöpfchen
Ruhepotenzial
-70mV, Off-Zustand, da innerhalb der Zelle ein Überschuss an negativ geladenen Teilchen besteht, Membran der Zellen ist unterschiedlich permeabel (für K+ und Cl- hoch, für Na+ gering, für A- nicht)
Kräfte, die auf die Zelle wirken
elektrostatische Kräfte (gleich gepolt stoßen sich ab und andersrum), Diffusionsdruck (osmotischer Druck, der die Konzentration ausgleichen will) womit auf die K+ Ionen die elektrostatischen Kräfte nach innen, der osmotische Druck nach außen wirkt, bei Na+ wirken beide nach innen, weshalb die Zelle aktiv gegen den elektrochemischen Gradienten mit der Natrium-Kalium Pumpe Moleküle transportiert (pumpen 50% mer Na+ nach außen als K+ rein)
Aktionspotenzial
durch Reiz der Nervenzelle verschiebt sich das Membranpotenzial aufgrund eines zusätzlichen Membranstroms (Depolarisation),die elektrochemischen Mechanismen werden abgeschwächt und ausgeglichen, die Na+ Kanäle werden geöffnet
-„Alles oder Nichts Prinzip“: Schwellenwert von ca. -40mV muss überschritten werden um eine Aktionspotenzial auszulösen, die Frequenz und nicht die Stärke entscheidet über die Reizintensität (Impulsfrequenzkodierung)
nach maximalen Anstieg erfolgt Repolarisation (unteschreitet-70mV) und eine Refraktärphase in der kein Aktionspotenzial ausgelöst werden kann
Ausbreitung:
Aktionspotenzial erregt auch benachbarte Membranbereiche, wodurch sich das Aktionspotenzial über die gesamte Nervenzelle ausbreitet (linear in eine Richtung wegen der Refraktärphase), Ausbreitungsgeschwindigkeit nimmt mit dicke der Nervenfaser zu (dünn: 0,2-1,5 μm,0,5-1,5 m/s; dick 13-20 μm,80-120 m/s)
Saltatorische Erregung der Myelinscheiden
"springende" Reizweiterleitung
Klassifikation der Nervenfasern
nach Dicke, Geschwindigkeit, Myelinscheide mit Schnürringen
-Zwei Systeme (primär ist von afferenten Fasern die Rede, kein Unterschied zwischen sensorisch und motorisch):
1.A-C nach Erlanger & Gasser: A=markhaltig, B+C=Marklos
2. I-IV nach Lloyd & Hunt: I –III= Markhaltig, IV=marklos
Bsp.: Funktion schneller Nervenfaser: Primäre Muskelspindelafferenzen; Funktion langsamer Nervenfaser: Hautafferenzen für Nozizeption
Synapse
Verbindungsstelle zwischen einer Nervenzelle und einer Nervenzelle oder einem Ausführungsorgan/Effektorgan; 2 Arten: elektrische Synapse und chemische Synapse
Elektrische Synapse
geringer Zwischenraum zwischen den Zellen (2 Nanometer), überbrückt durch Kontaktmoleküle über die geladene Teilchen hin und zurück wandern können
Chemische Synapse
der synaptische Spalt (20-50 nm) wird durch Transmitter überbrückt, Informationen können nur in eine Richtung übertragen werden (von der präsynaptischen Endigung mittransmittergefüllten Vesikeln zum postsynaptischen Membranenbereich, der häufigere Typ Synapse
Synaptische Übertragung
1. Aktionspotenzial verschiebt Membranenpotenzial
2. Kalziumkanäle öffnen sich
3. Massiver Einstrom von Kalziumionen
4. Vesikel verschmelzen mit der präsynaptischen Membran
5. Transmittersubstanz wird in den Spalt ausgeschüttet
6. Transmittersubstanzen lagern sich an Empfängermoleküle am postsynaptischen Bereich an (Schlüssel-Schloss-Prinzip), überschüssige Substanzen werden enzymatisch abgebaut oder aufbereitet und zurück in die Zelle aufgenommen (Re-Uptake)
->Wirkung der synaptischen Übertragung ist entweder:
1.Depolarisation ( Wirkung des Potenzials wird in eine stärker positive Richtung verschoben), Erregungsschwelle wird gesengt (exzitatorisches postsynaptisches Potential EPSP)
2.Hyperpolarisation ( Wirkung des Potenzials wird in eine stärker negative Richtung verschoben) bei der sich die erregungsschwelle deutlich erhöht (inhibitorisches postsynatptisches Potential IPSP)
Agonist
Ersetzt den eigentlichen Botenstoff und simuliert seine Wirkung, ein sehr ähnlicher Stoff
Summation (2)
-räumliche Summation: über mehrere Synapsen werden erregende Potentiale ausgelöst, die sich verstärken und ein Aktionspotenzial durch Konvergenz (zusammentreffen mehrerer Nervenfasern am Zielneuron) auslösen
-zeitliche Summation: in schneller Folge werden viele Potentiale erzeugt, sodass die Depolarisation/Hyperpolarisation zunimmt ggf. bis zur Auslösung des Potentials; jedoch kann auch die Erregbarkeit aufgrund Transmittersubstanz-Mangel reduziert werden
Divergenz
Mögliche Verteilung der Erregung auf viele andere Zellendurch die Ausbildung entsprechender Kontakte mit mehreren Zellen
Bsp. Neuronen die Muskelfasern versorgen (Motoneurone)
Hemmung (2)
Vorwärtshemmung: ein exzitatorischer Prozess wird durch ein Neuron gehemmt (z.B. im ZVS und in der Peripherie)entweder durch präsynaptische Hemmung (das hemmende Neuro nimmt über Synapse Kontakt zum Axons des erregenden Neurons hat, bevor dieses über eine Synapse mit dem Soma des Zielneurons Kontakt aufnimmt, hemmt durch IPSP) oder durch postsynaptische Hemmung (das erregende und hemmende Neuron haben synaptischen Kontakt zum Soma des Zielneurons und IPSP und EPSP werden verrechnet)
-laterale Hemmung: benachbarte Zellen hemmen sich über ein sich zwischen ihnen befindendes Neuron (Interneuron) gegenseitig, ein aktives Neuron erhöht die Erregbarkeit des Nachbarn
Bsp. Eng beieinander liegende Sinneszellen der Retina
Acetylcholin (ACh)
Transmitter bei der Übertragung von Nerven- auf Muskelzellen im vegetativen Nervensystem, bei Nervenzellen die auf Drüsen wirken und im Gehirn, zugehörige Rezeptoren: nikotinerg (Nikotin als Agonist) erregende Wirkung auf Muskelzellen und entspannende auf ZNS, muskarinerg (Muskarin als Agonist) , befinden sich im vegetativen NS, Großhirnrinde, Striatum, Hippocampus, Wirkung kann hemmend/erregend sein
Glutamat
exzitatorische Transmittersubstanz, Wirkung bei Lernvorgängen
Gamma-Amino-Buttersäure (GABA)
wichtigster hemmender Transmitter im Gehirn
Glycerin
inhibatorische Wirkung
Katecholamine (4):
-Dopamin: Wichtig zur Steuerung der Willkürmotorik, im Belohnungssystem und Arbeitsgedächtnis, dopaminerger Neurone sind auf wenige Gebiete im Hirnstamm beschränkt, die Axone jedoch im Gehirn weit verzweigt
-Adrenalin: wirkt als Transmitter vor allem im Hirnstamm, wird im Nebennierenmark gebildet
-Noradrenalin: wirkt bei der Übertragung von sympathischen Nerven auf die Erfolgsorgane z.B. innere Organe, Muskelzellen, Fettgewebe, wird im Nebennierenmark und in Neuronen gebildet
-Serotonin ist eng mit den Katecholaminen verwandt, wird in den Raphe-Kernen produziert, reguliert den Schlaf-Wach-Rhythmus, emotionale Befindlichkeit, Schmerzwahrnehmung und Wahrnehmung von Hunger und Durst, findet sich im Gehirn und Rückenmark
Adrenerge Rezeptoren
Rezeptoren die auf Adrenalin und Noradrenalin reagieren, man unterscheidet verschiedene Haupttypen mit unterschiedlichen Affinitäten (α1, α2, β1, β2, usw.) und unterschiedlicher auch gegensätzlicher Wirkung, wichtig im vegetativen NS
Neuropeptide/Neurotransmitter/Neuromodulatoren
Endorphin, das an Morphinrezeptoren bindenden Enkephaline, Substanz P, Oxytocin, Neuropeptid Y, Hormone wie z.B. Östrogen (Rezeptor befindet sich in zentralnervösen Synapsen) haben meist keinen direkten Effekt, modulieren Wirkung von Transmittern (erhöhen/vermindern dessen Wirkung)
Inotrope Rezeptoren
Transmitter wirkt an ihnen direkt und führt zur Öffnung umliegender Ionenkanäle, sodass es an der postsynaptischen Membran zu Potentialveränderungen kommt
Bsp. Rezeptoren: GABAA-, Glutamat- und Glycerin-Rezeptoren
Metabotrope Rezeptoren/ G-Protein gekoppelte/ second-messanger Rezeptoren
Transmitter wirkt nicht direkt sondern löst Kaskade intrazellulärer Signalprozesse aus, die die Ionenkanäle öffnen, Potentialänderungen dauern länger, Langzeitveränderungen innerhalb der Nervenzelle können so hervorgerufen werden
-es wirken hier: Dopamin, Noradrenalin, Serotonin
Desensitivierung
durch anhaltende Aktivierung kann Rezeptormolekül unempfindliche gegenüber dem Transmitter werden
Down-Regulation
wenn Transmitter im Überfluss vorhanden ist wird die Anzahl der Rezeptoren vermindert
neuronale Plastizität
Bildung neuer Dendriten und Synapsen
Neuronales Netz/ assembly
Kopplung von aktivierten Neuronen, stellt ein Erregungsmuster dar, kann als Ganzes größere Informationseinheiten kodieren, aktive Nervennetze können miteinander kombiniert werden, sodass temporär aktivierte Nervennetz-Netze entstehen
->dynamisch hierarchische Musterbildung
Nervensystem
peripherer und zentraler (steuernder) Teil
Zentrales Nervensystem
Gehirn + Rückenmark
Rückenmark (RM)
durchzieht den Wirbelkanal, schmetterlingsförmige graue Substanz in der sich Neuronen in einer weißen Substanz auf- und absteigender Fasern befinden, die Neuronen sind von der Rückenmarksflüssigkeit und Häuten (Meningen) umgeben
absteigende Fasern
Pyramidenbahn, Axone sind bis zu einem Meter lang, stellen Verbindung zwischen Kortex und Motoneuronen dar
Spinalnerven
liegen zwischen den Wirbeln im Rückenmark und verlassen dort das Rückenmark, enthalten afferente und efferente Fasern
afferente Fasern/sensorischen Nerven/aufsteigend
Informationen werden aus der Peripherie aufgenommen und zum ZNS geleitet werden (leiten Infos zu einer Struktur hin), nehmen sensorische Information auf, treten von der Rückenseite dorsal in das Rückenmark ein
efferente Fasern/motorische Nerven/absteigend
Reaktionen vom ZNS werden an die Effektorgane vermittelt (leiten Infos von Struktur weg), verlassen ventral das Rückenmark
Dermaton
bestimmtes Hautareal des Körpers, wird versorgt durch die Spinalnerven (afferent-sensorisch, efferent-motorisch), Dermatone werden durch Wirbelabschnitte des Rückenmarks bezeichnet:
-Halswirbel (Zervicalsegmente 2-8)
-Segmente des Brustraums (Thorakalsegmente 1-12)
-Lenden- (Lumbal-)Segmente 1-5
-Sakralsegmente (1-5)
Neuronen im Rückenmark (3)
-Motoneurone: aktivieren Muskeln des Bewegungsapparats und der inneren Organe und Drüsen, verlassen das Rückenmark ventral, werden direkt durch efferente Neuronen aus den höheren Hirnregionen aktiviert
-sensible Neurone: empfangen Reize aus der Peripherie die dorsal ins RM geleitet werden, dort sind sie mit aufsteigenden Neuronen, Interneuronen oder Motoneuronen verschaltet
-Interneurone: Weiterleitung von afferenten oder efferenten Aktivierung oder deren Verschaltung, keine Fortsätze aus dem RM heraus
-> ventral: motorisch, dorsal: sensorisch, dazwischen komplexe neuronale Netzwerke
Motoneurone
aktivieren Muskeln des Bewegungsapparats und der inneren Organe und Drüsen, verlassen das Rückenmark ventral, werden direkt durch efferente Neuronen aus den höheren Hirnregionen aktiviert
sensible Neurone
empfangen Reize aus der Peripherie die dorsal ins RM geleitet werden, dort sind sie mit aufsteigenden Neuronen, Interneuronen oder Motoneuronen verschaltet
Interneurone
Weiterleitung von afferenten oder efferenten Aktivierung oder deren Verschaltung, keine Fortsätze aus dem RM heraus
Aufgabe RM
Weitergabe von Informationen aus der Peripherie in das Gehirn über verschiedene Strukturen des Gehirns und umgekehrt, die direkte Verarbeitung von Informationen aus der Peripherie durch unmittelbare Verschaltung afferenter und efferenter Neuronen