Tutoriat zur Vorlesung Neuronale Informationsverarbeitung im HS 2010

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Tutoriat zur Vorlesung Neuronale Informationsverarbeitung im HS 2010"

Transkript

1 Tutoriat zur Vorlesung Neuronale Informationsverarbeitung im HS Wie definiert man elektrische Ströme? Definition: Fluss von Elektronen vom negativen zum positiven Pol. Am negativen Pol befinden sich mehr Elektronen, am positiven Pol weniger Elektronen. Was versteht man unter einem elektrischen Potential? Definition: Differenz in der elektrischen Ladung (gemessen in Volt) zwischen dem negativen und dem positiven Pol. Welche positiven und negativen Ionen kommen unter anderem im ZNS vor? Positive Ionen = Kationen: 1. Na+ (Natrium, engl. Sodium) 2. K+ (Kalium) Negative Ionen = Anionen: 1. Cl- (Chlorid) 2. A- (viele Proteine) Warum wurde das Riesenaxon des Tintenfisches für die neurophysiologische Forschung benutzt? 1. Grösse: Die Neuronen der meisten Tiere und auch die Neuronen der Menschen sind sehr klein, so dass es schwierig ist, ein Experiment an diesen Neuronen durchzuführen. Um die elektrische Aktivität eines Neurons zu messen, benötigt man demnach viel grössere Neurone. Aus diesem Grund verwendet man die Riesenaxone des Tintenfischs, welche gross genug sind, um sie für elektrische Aufzeichnungen zu verwenden. 2. Das Riesenaxon kann ziemlich gut freigelegt werden. 3. Wenn man das Riesenaxon in ein Flüssigkeitsbad einlegt, das ungefähr der Körperflüssigkeiten entspricht, zeigt es, aufgrund einer Stimulation, eine Zeit lang noch elektrische Aktivität. 4. Weil man aus den Axonen nach dem Experiment eine leckeres Meeresfrüchtesouffle machen kann. Was sind Zwergpiraten? Die Zwergpiraten sind die Herrscher des Zamonischen Ozeans, was allerdings niemand weiss, weil sie so klein sind. Anstelle von Händen besitzen Zwergpiraten kleine Eisenhäkchen, anstelle richtiger Beine Holzbeine und eine Augenklappe. Diese Blessuren sind keine Folge von Seeschlachten, sondern angeboren. Ein Zwergpirat kommt komplett versehrt auf die Welt, samt Schnurrbart und Piratenhut.

2 Erläutern Sie das Grundprinzip der Mikroelektrode. Definition: Elektroden, die klein genug sind, um sie im oder am Axon zu platzieren. Man verwendet zwei verschiedene Mikroelektroden: Draht-Mikroelektrode: Die Spitze eines dünnen Drahts wird geätzt, so dass sie eine Dicke von einem Mikrometer aufweist. Das ganze Kabel, ausgenommen der Spitze, wird isoliert. Glas-Mikroelektrode: Auch hier beträgt die Grösse der Spitze ungefähr ein Mikrometer. In das Glasröhrchen wird eine Salzlösung gefüllt, welche als leitendes Medium (elektrische Ströme können durch dieses Medium wandern) agiert. Ein Kabel/Draht wird anschliessend in der Salzlösung platziert, wodurch die Elektrode an ein Oszilloskop angeschlossen wird. Unterschiedliche Mikroelektrodenplatzierungen: 1. Spitze wird am Axon platziert: Man misst ein lokales extrazelluläres elektrisches Potential an einer spezifischen Stelle des Axons. 2. Zwei Mikroelektroden: Die erste Elektrode wird an der Oberfläche des Axons platziert, wohingegen die zweite Elektrode in das Axon eingeführt wird. Man misst die Spannung über der Zellmembran. 3. Elektrodenspitze saugt einen kleinen Teil des Axons auf: Die Spitze der Elektrode wird hierbei auf dem Axon platziert. Anschliessend wird ein kleiner Sog appliziert. Diese Technik erlaubt es, Messungen an einem sehr kleinen Bereich des Axons vorzunehmen. Was versteht man unter dem Konzentrationsgradienten? Definition: Die Differenz in der Konzentration einer Substanz zwischen zwei Regionen eines Behälters, welche den Fluss der Substanz von einer Region mit hoher Konzentration zu einer Region mit niedriger Konzentration erlaubt. Beispiel: Tinte wird mit Hilfe einer Pipette in einen Wasserbehälter appliziert. Die Tinte ist zunächst an einem Ort stark konzentriert und breitet sich von diesem Ort nach und nach aus. Die Tinte diffundiert entsprechend des Konzentrationsgradienten von einem Punkt mit hoher Konzentration zu Punkten mit niedriger Konzentration bis die Konzentration der Tinte überall im Gefäss gleich ist. Was versteht man unter dem Spannungsgradienten? Definition: Unterschied bezüglich der elektrischen Ladung zwischen zwei Punkten. Effekt: Ionen bewegen sich entlang eines Spannungsgradienten von einer Region mit einer hohen Ladung zu einer Region mit einer niedrigen Ladung. Positive und negative Ladungen balancieren sich dadurch gegenseitig aus, so dass schlussendlich keine Spannungsdifferenz mehr besteht. Beispiel: Eine Salzlösung wird in einen Wasserbehälter gegeben. Die positiven und negativen Ionen fliessen entlang des Spannungsgradienten bis positive und negative Ladungen überall gleich verteilt sind. Beschreiben Sie das Grundprinzip der Diffusion? Definition: Ohne äussere Einwirkung eintretender Ausgleich von Konzentrationsunterschieden oder anders gesagt Die Bewegung der Ionen von

3 einem Gebiet mit hoher Konzentration zu einem Gebiet mit niedriger Konzentration durch zufällige Bewegung. Erläutern Sie das Grundprinzip der semipermeablen Membran. Semipermeabel = halbdurchlässig Zwischen der intrazellulären und extrazellulären Flüssigkeit ist die semipermeable Zellmembran lokalisiert, welche als partielle Barriere für die Bewegung von Ionen zwischen dem Zellinneren und dem Zelläusseren (Interstitium) fungiert. Die Zellmembran besteht aus einer Doppelschicht aus Phospholipiden, wobei die hydrophobischen Seitenketten nach innen und die hydrophilen Köpfe nach aussen zeigen. Diese Membran ist z.b. nicht durchlässig für Salzlösungen, da die Salz- Ionen, welche von Wassermolekülen umgeben sind, die hydophobischen Schwänzchen der Membran nicht passieren können. Die Membran ist dank der Ionenkanäle selektiv für bestimmte Ionen durchlässig. Gedankenexperiment (Folie 13): Ein Glasbehälter, der mit Wasser gefüllt ist, wird durch eine Membran in zwei Hälften unterteilt: 1. linke Seite: Auf dieser Seite der Membran wird dem Wasser NaCl beigefügt. Das Salz löst sich auf und die positiven und negativen Ionen diffundieren entlang ihres Konzentrationsgradienten bis überall gleich viele Natrium-und Chlorid-Ionen vorhanden sind. Man findet demnach auf dieser Seite keinen Konzentrationsgradienten für Natrium-und Chlorid-Ionen mehr. 2. rechte Seite: Auf dieser Seite wurde dem Wasser kein NaCl beigefügt. Auch auf dieser Seite des Behälters findet man keinen Konzentrationsgradienten für die entsprechenden Ionen, da die Membran verhindert, dass sich die Ionen von der linken auf die rechte Seite bewegen. 3. Man findet aber Konzentrationsgradienten für Natrium und Chlorid über die Membran verteilt! Nun wird die Membran verändert, so dass Cl, nicht jedoch Na+, die Membran passieren kann. Cl diffundiert durch die Öffnungen in der Membran von der Stelle der hohen Konzentration (linke Seite) zu der Stelle der niedrigen Konzentration (rechte Seite). Cl verteilt sich jedoch nicht auf beiden Seiten des Behälters gleich, da negativ geladene Chlorid-Ionen von den positiv geladenen Natrium-Ionen angezogen werden. Die eine Hälfte des Behälters ist demnach positiv (linke Seite), die andere negativ (rechte Seite) geladen, wobei die Spannungsdifferenz über der Zellmembran am grössten ist.

4 Was ist das Ruhepotential und wie entsteht es? Definition: Spannung über die Zellmembran, welche durch eine grössere negative Ladung auf der intrazellulären relativ zur extrazellulären Seite charakterisiert ist. Beim Ruhepotential liegt keine Stimulation vor. Die unten genannten Ionen weisen unterschiedliche Konzentrationen auf der intrazellulären bzw. extrazellulären Seite der Zellmembran auf und sind an der Generierung des Ruhepotentials beteiligt: Anionische Proteine werden in der Zelle hergestellt. Es gibt keine Membrankanäle, durch welche diese Proteine die Zelle verlassen können. Deshalb verbleiben sie in der intrazellulären Flüssigkeit. Da ihre Gesamtladung negativ ist, tragen die Proteine dazu bei, dass die intrazelluläre relativ zur extrazellulären Seite negativ geladen ist. Kalium-Ionen können die Zellmembran durch offene Kalium-Kanäle überqueren. Einige Kalium-Ionen wandern, entsprechend ihres Konzentrationsgradienten, in den extrazellulären Raum. Das Gleichgewicht des Kaliumspannungsgradienten und des Kaliumkonzentrationsgradienten resultiert daraus, dass sich einige Kalium-Ionen ausserhalb der Zelle befinden. Das Ausströmen von wenigen Kalium-Ionen trägt zur Spannung über der Zellmembran bei, wobei die intrazelluläre Seite relativ zur extrazellulären Seite negativ geladen ist. Na+ (Natrium): obwohl die Zellmembran Natrium-Kanäle besitzt, sind diese meistens geschlossen, so dass das Einströmen der meisten Natrium-Ionen blockiert wird. Die hohe Konzentration von Natrium-Ionen ausserhalb der Zelle wird durch die Natrium-Kalium-Pumpe verursacht. Dadurch findet man auf der extrazellulären im Vergleich zur intrazellulären Seite der Axonmembran mal mehr Natrium-Ionen. Cl (Chlorid): Chloridionen können sich durch offene Chloridkanäle in und aus der Zelle bewegen. Das Gleichgewicht zwischen dem Chloridkonzentrationsgradienten und dem Chloridspannungsgradienten entspricht ungefähr dem Ruhepotential der Zellmembran (-70 mikrov), so dass Chlorid-Ionen nur wenig zum Ruhepotential beitragen. Bitte beachten Sie, dass in den einzelnen Lehrbüchern die exakten Zahlen bzgl. der Konzentrationsunterschiede durchaus leicht unterscheiden können. Dies liegt daran, dass diesen Angaben unterschiedliche Studien an unterschiedlichen Tieren etc. zu Grunde liegen. Was macht die Natrium-Kalium-Pumpe? Die Natrium-Kalium-Pumpe (komplexes Protein, welches in der Zellmembran liegt) sorgt dafür, dass pro Zyklus jeweils drei Natrium-Ionen in die extrazelluläre und zwei Kalium-Ionen in die intrazelluläre Flüssigkeit gepumpt werden. Somit trägt die Natrium-Kalium-Pumpe zur Stabilisierung des Ruhepotentials bei. Was versteht man unter graduierten Potentialen? Definition: Geringfügige Spannungsfluktuationen der Membran eines Axons, welche meistens nur kurze Zeit (wenige Millisekunden) andauern. Damit graduierte Potentiale entstehen, müssen die Axone stimuliert werden. Es sind zwei unterschiedliche graduierte Potentiale zu unterscheiden:

5 1. Hyperpolarisation: Die elektrische Spannung über die Membran wird negativer. 2. Depolarisation: Die elektrische Spannung über die Membran wird positiver. Wie entsteht die Hyperpolarisation? Beschreiben Sie die elektrischen Vorgänge. Eine Erhöhung der elektrischen Ladung über die Membran (z.b. von -70 (Ruhepotential) zu 73 mv) entsteht meist durch die folgenden Vorgänge: 1. K+ fliesst nach aussen. Dadurch wird die extrazelluläre Seite der Membran positiver. 2. Cl fliesst nach innen. Dadurch wird die intrazelluläre Seite der Membran negativer. Wie entsteht die Depolarisation? Beschreiben Sie die elektrischen Vorgänge. Eine Reduktion der elektrischen Ladung über die Membran (z.b. von -70 (Ruhepotential) zu 65 mv) entsteht gewöhnlich dadurch, dass Natrium-Ionen durch unter Ruhebedingung geschlossene Natriumkanäle in das Axon fliessen. Erklären Sie den Ablauf des Aktionspotentials. Definition: Eine starke, eruptive und kurze (ca. 1ms) Veränderung des Membranpotentials. Funktioniert nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip. Ausgangslage ist die Zelle beim Ruhemembranpotenzial, welches bei Neuronen je nach Zelltyp typischerweise zwischen -90 und -70 mv liegt. Man kann im Ganzen vier Phasen des Aktionspotenzials beschreiben: In der Initiationsphase erfolgt, ausgelöst durch einen passenden Reiz, die Anhebung des Membranpotenzials bis zum Schwellenpotenzial, das für die Auslösung eines Aktionspotenzials nötig ist. Der Reiz kann die sich ausbreitende Potenzialänderung durch ein Aktionspotenzial am benachbarten Membranabschnitt sein, oder auch ein Ioneneinstrom durch Kanäle an einer chemischen Synapse. Die Depolarisation ist der steile Aufstieg des Potenzials bis in den positiven Bereich. Den ersten sehr steilen Abschnitt bezeichnet man als Aufstrich, die Potenzialumkehr bis zu einem Bereich zwischen +20 ud +30 mv ins Positive als Overshoot. (Achtung: Die Depolarisation bezeichnet damit einen Anstieg des Potenzials von negativeren hin zu positiveren Werten). Der anschließende Abfall in Richtung des Ruhepotenzials ist die Repolarisation. Wenn das Potenzial noch ein Stück unter das Niveau des Ruhepotenzials sinkt und dieses dann langsam von unten wieder erreicht, spricht man von der Nachhyperpolarisation. Die Dauer eines Aktionspotenzials beträgt ca. 1-2 ms (in Neuronen). Bereits während der Repolarisation befindet sich die Zelle in der Refraktärphase, während der zunächst kein Aktionspotential (absolute Refraktärzeit, ca. 0,5 ms) und danach nur mit erhöhtem Reiz (erhöhtes Schwellenpotenzial während der relativen Refraktärzeit, ca. 3,5 ms) ein Aktionspotenzial erzeugt werden kann. Achtung bzgl. der Dauer des APs und der Refraktärzeiten existieren unterschiedliche Angaben. Merken Sie sich bitte nur die Zeitdimensionen im Groben.

6 Welche Ionen-Ströme treten während der verschiedenen Phasen des Aktionspotentials auf? 1. Ruhepotential: spannungsabhängige Natrium- und Kaliumkanäle sind geschlossen. Nur der intrazelluläre Gate des Natriumskanals ist geöffnet. 2. Schwellenpotential (threshold potential): Durch Stimulation öffnen sich einige Na+-Kanäle. Wenn durch den Na+-Einfluss das Schwellenpotential erreicht wird, öffnen sich zusätzliche Na+-Tore (vgl. Depolarisation). Zu diesem Zeitpunkt wird demnach auch das extrazelluläre Gate, welches spannungsabhängig ist, geöffnet und Na+ fliesst in die Zelle. 3. Depolarisation: weitere spannungsabhängige Natriumkanäle öffnen sich und Na+ strömt in die Zelle ein, wodurch das Zellinnere positiver wird. Die spannungsabhängigen Kaliumkanäle sind zu diesem Zeitpunkt noch geschlossen. Die spannungsabhängigen Natriumkanäle sind sensitiver als die spannungsabhängigen Kaliumkanäle. 4. Repolarisation: spannungsabhängige Kaliumkanäle öffnen sich und K+ strömt aus der Zelle. Dieses Ausströmen führt dazu, dass das Innere der Zelle negativer wird. Nicht spannungsabhängige Natriumkanäle schliessen sich und Na+ kann nicht mehr in die Zelle einströmen. 5. Hyperpolarisation: die spannungsabhängigen Kaliumkanäle stehen immer noch offen, so dass K+ weiterhin aus der Zelle ausströmen kann. Dies führt zu einer weiteren Negativierung des Zellinneren. Die Natriumkanäle nehmen wieder ihre ursprüngliche Position, die sie auch im Ruhepotential aufweisen, ein. 6. Ruhepotential: vgl Beschreiben Sie das Prinzip und die Funktion der Natrium-Kalium-Pumpe. Funktion: Aufrechterhaltung und Wiederherstellung des Ruhepotentials (Membranpotential von -70mV). Prinzip: Pro Zyklus werden drei Natrium-Ionen aus der Zelle und 2 Kalium-Ionen in die Zelle transportiert. Für diesen Vorgang wird Energie benötigt. Energie erhält die Natrium-Kalium-Pumpe durch die Aufspaltung von Adenosintriphosphat (ATP) Adenosindiphosphat (ADP) und Phosphat.

7 18. Was sind spannungsabhängige Kanäle? Definition: Proteinkanäle, die sich in der Membran befinden und sich nur bei gewissen Membranspannungen öffnen bzw. schliessen. Diese spannungsabhängigen Kanäle sind demnach während des Ruhepotentials geschlossen. Wird eine Spannung von -50mV (Schwellenpotential) erreicht, öffnen sich zunächst die sensitiveren spannungsabhängigen Natriumkanäle. Die etwas weniger sensitiven spannungsabhängigen Kaliumkanäle öffnen sich erst später mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung. 19. Wann ist das Neuron in der absoluten Refraktärphase und wie lange dauert diese? s.o. 20. Wie verhält sich das Neuron in der absoluten Refraktärphase? Definition = Periode des Aktionspotentials, in welcher kein neues Aktionspotential ausgelöst werden kann. Prinzipiell hängt die absolute Refraktärphase aber von der Permeabilität (Durchlässigkeit) des Na durch die Membran ab. Die Permeabilität des Nas sinkt kurz bevor die Spitze des APs erreicht wird. Dieser Zeitpunkt wird als Inaktivierung des Na-Systems bezeichnet (besser Schliessung der Na-Kanäle, genauer Gate2-Kanäle). Die Membran wird dabei für ca. 1-2 ms völlig undurchlässig; d.h. das System ist in dieser Zeit nicht mehr anschaltbar. In dieser Zeit kann demzufolge kein zweites AP ausgelöst werden (=absolute Refraktärzeit). Demzufolge erstreckt sich die absolute Refraktärzeit bis in die Reploarisationsphase hinein. 21. Wann ist das Neuron in der relativen Refraktärphase und wie lange dauert diese? & 22. Wie verhält sich das Neuron in der relativen Refraktärphase? Nach der absoluten Refraktärzeit nimmt die Anschaltbarkeit des Na-Systems langsam (also nicht sofort) wieder zu, bis nach ca ms der alte Zustand wieder hergestellt ist. In diesem Zeitpunkt ausgelöste APs haben eine erhöhte Schwelle und eine verminderte Amplitude. Diese Phase nennt man relative Refraktärzeit. An dieser Stelle soll der Vollständigkeit halber noch darauf hingewiesen werden, dass die Na-Kanalschliessung ähnlich wie die Öffnung- potentialabhängig ist. Für das Verhältnis von Öffnung zu Schliessung ist die Potentialänderung/Zeit entscheidend. Langsame Depolarisationen vergrössern nur die Schliessung, d.h. bei genügend grosser Dauerdepolarisation (stationäre Kanalschliessung) können nur noch reduzierte oder gar keine Aktionspotentiale mehr gebildet werden (Akkomodation oder kathodischer Block am Nerven, präsynaptische Hemmung, depolarisierender Endplattenblock etc.) Der zeitlich glatte Anstieg und Abfall der Na-Leitfähigkeit bei elektrischer Reizung beruht auf einem Populationseffekt (alle Na-Ionen). Jeder Na-Kanal öffnet oder

8 schliesst sich in einem Entweder-oder-Prozess. Entweder ist er offen oder geschlossen. Beim normalen Membranpotential sind die meisten Na-Kanäle geschlossen, können aber potentialabhängig geöffnet werden. Bei rascher Depolarisation öffnen sich bis zum Erreichen der maximalen Gesamtleitfähigkeit der Membran immer mehr Na-Kanäle. 23. Wie funktioniert die elektrische Weiterleitung? Nervenimpuls = Bewegung des Aktionspotential entlang des Axons. Ablauf, der sich immer wieder wiederholt: 1. Ein Aktionspotential wird an einer Stelle des Axons ausgelöst. 2. Das Öffnen von spannungsabhängigen Natrium- und Kaliumkanälen führt zu Spannungsveränderungen an benachbarten Bereichen der Membran. An diesen benachbarten Bereichen wird der Schwellenwert von 50mV erreicht. 3. Das Ereichen des Schwellenwerts führt dazu, dass spannungsabhängige Kanäle an diesen Stellen des Axons geöffnet werden. 4. Dadurch entsteht auch an dieser Stelle wiederum ein Aktionspotential. Ein Nervenimpuls entsteht, weil jedes Aktionspotential ein anderes Aktionspotential an benachbarten Bereichen der Axonmembran auslöst. Ein Aktionspotential nimmt bezüglich seiner Intensität nicht ab. Ein Aktionspotential wird entweder komplett oder gar nicht generiert. Aufgrund der Refraktärphase bewegt sich der Nervenimpuls nur in eine Richtung. 24. Beschreiben Sie die Morphologie und Funktion der Ranvier schen Schnürringe. & 25. Was ist die saltatorische Erregungsleitung und welchen Vorteil hat sie? Ein Axon wird durch Myelinschichten umgeben. Im ZNS wird die Myelinschicht durch die Oligodendrogliazellen, im PNS durch die Schwannschen Zellen gebildet. Durch die Myelinisierung der Axone können Nervenimpulse aus nachfolgend beschriebenen Gründen schneller weitergeleitet werden: 1. An Stellen, an welchen das Axon myelinisiert ist, müssen keine Aktionspotentiale generiert werden. 2. Es sind jedoch nicht alle Teile des Axons mit einer Myelinschicht umgeben. Die Ranvier schen Schnürringe, welche die nicht myelinisierten Teile des Axons darstellen, sind reichlich mit spannungsabhängigen Kanälen ausgestattet. Die Ranvier schen Schnürringe liegen genug nahe beieinander, so dass ein Aktionspotential, welches an einem Ranvier schen Schnürring stattfindet spannungsabhängige Kanäle am nächsten Ranvier schen Schnürring öffnen kann. Somit springt ein Aktionspotential von einem Ranvier schen Schnürring zum nächsten (= saltatorische Erregungsleitung). Die Funktion der Ranvier`schen Schnürringe besteht darin, dass an dieser Stelle Aktionspotentiale generiert werden können. Der Vorteil der saltatorischen Erregungsleitung besteht darin, dass Aktionspotentiale schneller entlang des Axons wandern können.

9 26. Erläutern Sie das Prinzip von exitatorischen und inhibitorischen Potentialen. Exitatorische postsynaptisches Potentiale (EPSP): Ein Neuron stimuliert ein anders Neuron, so dass die Membran des zweiten Neurons kurz depolarisiert wird. Die Ladung an der Membran wird demnach in Richtung des Schwellenwerts (-50mV) reduziert (depolarisiert), so dass die Wahrscheinlichkeit, dass der Axonhügel des zweiten Neurons ein Aktionspotential generiert, erhöht wird. EPSPs sind mit dem Öffnen von Natriumkanälen assoziiert, wodurch Na+ in die Zelle einströmen kann. Inhibitorische postsynaptische Potentiale (IPSP): Ein Neuron stimuliert ein zweites Neuron, so dass die Membran des zweiten Neurons kurz hyperpolarisiert wird. Die Ladung an der Membran wird demnach erhöht und entfernt sich somit weiter weg vom Schwellenwert (-50mV), so dass die Wahrscheinlichkeit, dass der Axonhügel des zweiten Neurons ein Aktionspotential generiert, reduziert wird. IPSPs sind mit dem Öffnen von Kaliumkanälen assoziiert, wodurch K+ aus der Zelle ausströmen kann (oder mit demöffnen von Chloridkanälen, wodurch Cl in die Zelle einströmen kann). 27. Was ist das Besondere am Axonhügel? Der Axonhügel enthält, im Gegensatz zum Zellkörper, viele spannungsabhängige Kanäle. Um ein Aktionspotential zu generieren, müssen die summierten IPSPs und EPSPs deshalb die Membran des Axonhügels ausreichend depolarisieren, so dass der Schwellenwert von -50mV erreicht und ein Aktionspotential generiert wird. 28. Welche Störung bzw. Dysfunktion liegt der Myasthenia Gravis zu Grunde? Bei Myasthenia Gravis liegt eine Autoimmunerkrankung vor, wobei die Thymusdrüse Antikörper gegen die Endplattenrezeptoren der Muskeln produziert. Die Rezeptoren, welche durch diese Antikörper blockiert werden, können nicht mehr eine normale Reaktion auf Acetylcholin produzieren, so dass sich der Muskel nicht als Reaktion auf dieses Signal bewegen kann. 29. Was versteht man unter zeitlicher bzw. räumlicher Summation? Zeitliche Summation: Graduierte Potentiale (EPSPs und IPSPs), die ungefähr zur selben Zeit an der Membran auftreten, werden summiert. Je näher diese graduierten Potentiale zeitlich zusammenliegen, desto grösser die Summation. Räumliche Summation: Graduierte Potentiale (EPSPs und IPSPs), die ungefähr am selben Ort an der Membran auftreten, werden summiert. Wenn demnach zwei graduierte Potentiale zur selben Zeit, aber an verschiedenen Orten der Membran auftreten, beeinflussen sich diese nicht gegenseitig. Treten aber die EPSPs und IPSPs zur selben Zeit und räumlich eng beieinander auf, werden sie summiert. Molekularere Ebene: - Treten zwei EPSPs räumlich und zeitlich eng beieinander auf, kommt es zu einer Summation der Natrium-Ionen, welche bei den EPSPs in die Zelle strömen.

10 - Treten zwei IPSPs räumlich und zeitlich eng beieinander auf, kommt es zu einer Summation der Kalium-Ionen, welche bei den IPSPs aus der Zelle strömen. - Treten ein EPSP und ein IPSP räumlich und zeitlich eng beieinander auf, wird das Einströmen von Natrium-Ionen (assoziiert mit dem EPSP) mit dem Ausströmen von Kalium-Ionen (assoziiert mit dem IPSP) verrechnet. 30. Was ist ein Zwiezwerg? Eine zamonische Kreatur aus der Gattung Doppelwesen, die aus einem sprechenden Kopf und einem sprechenden Bauch bestehen, die sich immer uneins sind, egal worum es geht. 31. Was versteht man unter der neuromuskulären Endplatte? Der Teil der Muskelmembran, welcher durch die Axonendigung eines motorischen Neurons kontaktiert wird, wird neuromuskuläre Endplatte genannt. Die Endplatten werden durch den Neurotransmitter Acetylcholin stimuliert. 32. Erläutern Sie das Prinzip des EEGs. EEG = Elektroencephalographie Mit Hilfe von Elektroden (Anzahl: 19, 21, 32, 64 oder 128), die an der Kopfoberfläche angebracht werden, werden indirekt summierte graduierte Potentiale von mehreren Tausend Neuronen gemessen. Insbesondere die Neurone des Neokortex stellen eine besonders gute Quelle für die EEG-Wellen dar. Die gemessenen Summenpotentiale sind sehr schwach, so dass sie durch entsprechende Methoden verstärkt werden müssen. Die an der Kopfoberfläche abgeleiteten Spannungsschwankungen variieren in Abhängigkeit der gerade anliegenden psychischen und physischen Zustände.

Reizleitung in Nervenzellen. Nervenzelle unter einem Rasterelektronenmikroskop

Reizleitung in Nervenzellen. Nervenzelle unter einem Rasterelektronenmikroskop Reizleitung in Nervenzellen Nervenzelle unter einem Rasterelektronenmikroskop Gliederung: 1. Aufbau von Nervenzellen 2. Das Ruhepotential 3. Das Aktionspotential 4. Das Membranpotential 5. Reizweiterleitung

Mehr

Abbildungen Schandry, 2006 Quelle: www.ich-bin-einradfahrer.de Abbildungen Schandry, 2006 Informationsvermittlung im Körper Pioniere der Neurowissenschaften: Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) Camillo

Mehr

abiweb NEUROBIOLOGIE 17. März 2015 Webinar zur Abiturvorbereitung

abiweb NEUROBIOLOGIE 17. März 2015 Webinar zur Abiturvorbereitung abiweb NEUROBIOLOGIE 17. März 2015 Webinar zur Abiturvorbereitung Bau Nervenzelle Neuron (Nervenzelle) Dentrit Zellkörper Axon Synapse Gliazelle (Isolierung) Bau Nervenzelle Bau Nervenzelle Neurobiologie

Mehr

Das Ruhemembranpotential eines Neurons

Das Ruhemembranpotential eines Neurons Das Ruhemembranpotential eines Neurons An diesem Ungleichgewicht sind 4 Arten von Ionen maßgeblich beteiligt: - Natriumionen (Na + ) (außen viel) - Kaliumionen (K + ) (innen viel) - Chloridionen (Cl -

Mehr

BK07_Vorlesung Physiologie. 05. November 2012

BK07_Vorlesung Physiologie. 05. November 2012 BK07_Vorlesung Physiologie 05. November 2012 Stichpunkte zur Vorlesung 1 Aktionspotenziale = Spikes Im erregbaren Gewebe werden Informationen in Form von Aktions-potenzialen (Spikes) übertragen Aktionspotenziale

Mehr

Unterschied zwischen aktiver und passiver Signalleitung:

Unterschied zwischen aktiver und passiver Signalleitung: Unterschied zwischen aktiver und passiver Signalleitung: Passiv: Ein kurzer Stromimpuls wird ohne Zutun der Zellmembran weitergeleitet Nachteil: Signalstärke nimmt schnell ab Aktiv: Die Zellmembran leitet

Mehr

Membranen und Potentiale

Membranen und Potentiale Membranen und Potentiale 1. Einleitung 2. Zellmembran 3. Ionenkanäle 4. Ruhepotential 5. Aktionspotential 6. Methode: Patch-Clamp-Technik Quelle: Thompson Kap. 3, (Pinel Kap. 3) 2. ZELLMEMBRAN Abbildung

Mehr

Membran- und Donnanpotentiale. (Zusammenfassung)

Membran- und Donnanpotentiale. (Zusammenfassung) Membranund Donnanpotentiale (Zusammenfassung) Inhaltsverzeichnis 1. Elektrochemische Membranen...Seite 2 2. Diffusionspotentiale...Seite 2 3. Donnanpotentiale...Seite 3 4. Zusammenhang der dargestellten

Mehr

2.) Material und Methode

2.) Material und Methode 1.) Einleitung: Wenn man unser Nervensystem und moderne Computer vergleicht fällt erstaunlicherweise auf, dass das Nervensystem ungleich komplexer ist. Dazu ein kurzer Überblick: Das menschliche Nervensystem

Mehr

Physiologische Grundlagen. Inhalt

Physiologische Grundlagen. Inhalt Physiologische Grundlagen Inhalt Das Ruhemembranpotential - RMP Das Aktionspotential - AP Die Alles - oder - Nichts - Regel Die Klassifizierung der Nervenfasern Das Ruhemembranpotential der Zelle RMP Zwischen

Mehr

Biologische Grundlagen der Elektrogenese

Biologische Grundlagen der Elektrogenese Proseminar: Elektrophysiologie kognitiver Prozesse WS 2008/2009 Dozentin: Dr. Nicola Ferdinand Referent: Michael Weigl Biologische Grundlagen der Elektrogenese Ein Überblick Zum Einstieg Die Gliederung

Mehr

Nanostrukturphysik II Michael Penth

Nanostrukturphysik II Michael Penth 16.07.13 Nanostrukturphysik II Michael Penth Ladungstransport essentiell für Funktionalität jeder Zelle [b] [a] [j] de.academic.ru esys.org giantshoulders.wordpress.com [f] 2 Mechanismen des Ionentransports

Mehr

Das Neuron (= Die Nervenzelle)

Das Neuron (= Die Nervenzelle) Das Neuron (= Die Nervenzelle) Die Aufgabe des Neurons besteht in der Aufnahme, Weiterleitung und Übertragung von Signalen. Ein Neuron besitzt immer eine Verbindung zu einer anderen Nervenzelle oder einer

Mehr

Übung 6 Vorlesung Bio-Engineering Sommersemester Nervenzellen: Kapitel 4. 1

Übung 6 Vorlesung Bio-Engineering Sommersemester Nervenzellen: Kapitel 4. 1 Bitte schreiben Sie Ihre Antworten direkt auf das Übungsblatt. Falls Sie mehr Platz brauchen verweisen Sie auf Zusatzblätter. Vergessen Sie Ihren Namen nicht! Abgabe der Übung bis spätestens 21. 04. 08-16:30

Mehr

Übertragung zwischen einzelnen Nervenzellen: Synapsen

Übertragung zwischen einzelnen Nervenzellen: Synapsen Übertragung zwischen einzelnen Nervenzellen: Synapsen Kontaktpunkt zwischen zwei Nervenzellen oder zwischen Nervenzelle und Zielzelle (z.b. Muskelfaser) Synapse besteht aus präsynaptischen Anteil (sendendes

Mehr

Versuch 1: Elektrische Fische

Versuch 1: Elektrische Fische Tierphysiologisches Praktikum (Teil Neurophysiologie) SS 2005 Johannes Gutenberg Universität Mainz Protokoll zum 1.Kurstag am 02.05.2005 Versuch 1: Elektrische Fische Protokollant: Max Mustermann Matrikelnummer:

Mehr

BK07_Vorlesung Physiologie 29. Oktober 2012

BK07_Vorlesung Physiologie 29. Oktober 2012 BK07_Vorlesung Physiologie 29. Oktober 2012 1 Schema des Membrantransports Silverthorn: Physiologie 2 Membranproteine Silverthorn: Physiologie Transportproteine Ionenkanäle Ionenpumpen Membranproteine,

Mehr

Schematische Übersicht über das Nervensystem eines Vertebraten

Schematische Übersicht über das Nervensystem eines Vertebraten Schematische Übersicht über das Nervensystem eines Vertebraten Die Integration des sensorischen Eingangs und motorischen Ausgangs erfolgt weder stereotyp noch linear; sie ist vielmehr durch eine kontinuierliche

Mehr

In der Membran sind Ionenkanäle eingebaut leiten Ionen sehr schnell (10 9 Ionen / s)

In der Membran sind Ionenkanäle eingebaut leiten Ionen sehr schnell (10 9 Ionen / s) Mechanismen in der Zellmembran Abb 7.1 Kandel Neurowissenschaften Die Ionenkanäle gestatten den Durchtritt von Ionen in die Zelle. Die Membran (Doppelschicht von Phosholipiden) ist hydrophob und die Ionen

Mehr

Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Die Erregungsleitung in Nervenzellen. Das komplette Material finden Sie hier:

Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Die Erregungsleitung in Nervenzellen. Das komplette Material finden Sie hier: Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Die Erregungsleitung in Nervenzellen Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de Reihe 2 S Verlauf Material LEK Glossar

Mehr

Heute werden nochmals Skripten für den Kurs verkauft (5,- ). Alle brauchen ein Skript!!

Heute werden nochmals Skripten für den Kurs verkauft (5,- ). Alle brauchen ein Skript!! Abbildungen der Vorlesung finden Sie unter: http://www.neurobiologie.fu-berlin.de/menu/lectures-courses/ winter-0506/23%20113%20tierphysiologie/themenliste23113.html Heute werden nochmals Skripten für

Mehr

Aktionspotential - Variante 1: vom Text zum Fließdiagramm -

Aktionspotential - Variante 1: vom Text zum Fließdiagramm - Aktionspotential - Variante 1: vom Text zum Fließdiagramm - Über das Axon leiten Nervenzellen Informationen verschlüsselt in Form von elektrischen Impulsen weiter, den Aktionspotentialen. Dabei verändern

Mehr

Erregungsübertragung an Synapsen. 1. Einleitung. 2. Schnelle synaptische Erregung. Biopsychologie WiSe Erregungsübertragung an Synapsen

Erregungsübertragung an Synapsen. 1. Einleitung. 2. Schnelle synaptische Erregung. Biopsychologie WiSe Erregungsübertragung an Synapsen Erregungsübertragung an Synapsen 1. Einleitung 2. Schnelle synaptische Übertragung 3. Schnelle synaptische Hemmung chemische 4. Desaktivierung der synaptischen Übertragung Synapsen 5. Rezeptoren 6. Langsame

Mehr

Einleitung: Der Versuchstag befasst sich mit der Simulation von Aktionspotentialen mittels des Hodgkin-Huxley- Modells.

Einleitung: Der Versuchstag befasst sich mit der Simulation von Aktionspotentialen mittels des Hodgkin-Huxley- Modells. Einleitung: Der Versuchstag befasst sich mit der Simulation von Aktionspotentialen mittels des Hodgkin-Huxley- Modells. Viele Einzelheiten über die elektrische Aktivität von Nerven resultierten aus Experimenten

Mehr

winter-0506/tierphysiologie/

winter-0506/tierphysiologie/ Die Liste der Teilnehmer der beiden Kurse für Studenten der Bioinformatik finden Sie auf unserer web site: http://www.neurobiologie.fu-berlin.de/menu/lectures-courses/ winter-0506/tierphysiologie/ Das

Mehr

NERVENZELLEN UND NERVENIMPULSE

NERVENZELLEN UND NERVENIMPULSE 6 NERVENZELLEN UND NERVENIMPULSE Neuronendoktrin: RAMON Y CAJAL (Ende 19.Jhd.): Neuronen liegen zwar beieinander, sind aber physisch voneinander getrennt; Verbindung der Nervenzellen untereinander geschieht

Mehr

Aktionspotential - Variante 4: mit Fragenkette -

Aktionspotential - Variante 4: mit Fragenkette - Aktionspotential Variante 4: mit Fragenkette Über das Axon leiten Nervenzellen Informationen verschlüsselt in Form von elektrischen Impulsen weiter, den Aktionspotentialen. Dabei verändern sich die Spannungsverhältnisse

Mehr

Funktion der Sinnesrezeptoren, Aktionspotenzial.

Funktion der Sinnesrezeptoren, Aktionspotenzial. Funktion der Sinnesrezeptoren, Aktionspotenzial. den 17 November 2016 Dr. Emőke Bódis Prüfungsfrage Ionenkanäle. Die Funktion und Klassifizierung der Sinnesrezeptoren. Die Phasen des Aktionspotenzials.

Mehr

A. Steinmetz NEURONALE NETZE IN BEZUG AUF MUSTERERKENNUNG. Vom biologischen Vorbild. zum informatischen Modell

A. Steinmetz NEURONALE NETZE IN BEZUG AUF MUSTERERKENNUNG. Vom biologischen Vorbild. zum informatischen Modell A. Steinmetz NEURONALE NETZE IN BEZUG AUF MUSTERERKENNUNG Vom biologischen Vorbild zum informatischen Modell A. Steinmetz NEURONALE NETZE IN BEZUG AUF MUSTERERKENNUNG Vom biologischen Vorbild zum informatischen

Mehr

Lückentexte. Muskelzelle (allgemeines) Die Muskelzelle besitzt im hohen Maße die Fähigkeit zum Zusammenziehen (Kontraktion)

Lückentexte. Muskelzelle (allgemeines) Die Muskelzelle besitzt im hohen Maße die Fähigkeit zum Zusammenziehen (Kontraktion) Lückentexte Muskelgewebe Muskelzelle (allgemeines) Die Muskelzelle besitzt im hohen Maße die Fähigkeit zum Zusammenziehen (Kontraktion) Die Muskelzelle lagert Myoglobin als Sauerstoffspeicher ein, das

Mehr

Gelöste Teilchen diffundieren von Orten höherer Konzentration zu Orten geringerer Konzentration

Gelöste Teilchen diffundieren von Orten höherer Konzentration zu Orten geringerer Konzentration 1 Transportprozesse: Wassertransport: Mit weinigen ausnahmen ist die Zellmembran frei durchlässig für Wasser. Membrantransport erfolgt zum größten Teil über Wasserkanäle (Aquaporine) sowie über Transportproteine

Mehr

Übungsaufgaben zum Kapitel Neuronale Informationsverarbeitung** mit Hilfe des Lernprogramms Nerver

Übungsaufgaben zum Kapitel Neuronale Informationsverarbeitung** mit Hilfe des Lernprogramms Nerver Auftrag: [** entspricht den elektrochemischen Vorgängen an Nervenzellen und Synapsen] Schreibe nur die Lösungen ins Schulheft 1. Fähigkeit: Kenntnis des Baus eines Neurons sowie des Unterschieds zwischen

Mehr

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW BI GK HT 1 Seite 1 von 6. Unterlagen für die Lehrkraft. Abiturprüfung Biologie, Grundkurs

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW BI GK HT 1 Seite 1 von 6. Unterlagen für die Lehrkraft. Abiturprüfung Biologie, Grundkurs Seite 1 von 6 Unterlagen für die Lehrkraft Abiturprüfung 2007 Biologie, Grundkurs 1. Aufgabenart I Bearbeitung fachspezifischen Materials mit neuem Informationsgehalt 2. Aufgabenstellung Thema: Pflanzenschutz

Mehr

Messung des Ruhepotentials einer Nervenzelle

Messung des Ruhepotentials einer Nervenzelle Messung des Ruhepotentials einer Nervenzelle 1 Extrazellulär Entstehung des Ruhepotentials K+ 4mM Na+ 120 mm Gegenion: Cl- K + kanal offen Na + -kanal zu Na + -K + Pumpe intrazellulär K+ 120 mm Na+ 5 mm

Mehr

Nervenphysiologie 3.4.3

Nervenphysiologie 3.4.3 Bewegungssystem 3.4.3 Nervenphysiologie präsynaptische Endigung Dendriten Zellkörper Axonhügel Axon Bau und Einteilung der Neurone Neurone bestehen aus einem Zellkörper und Nervenfortsätzen und sind zur

Mehr

Fernkurs zur Vorbereitung auf die amtsärztliche Heilpraktikerprüfung. Arbeits- und Lernskript mit naturheilkundlicher Begleittherapie

Fernkurs zur Vorbereitung auf die amtsärztliche Heilpraktikerprüfung. Arbeits- und Lernskript mit naturheilkundlicher Begleittherapie Seit 1998 erfolgreich in der Ausbildung zum/zur Heilpraktiker/in Fernkurs zur Vorbereitung auf die amtsärztliche Heilpraktikerprüfung Arbeits- und Lernskript mit naturheilkundlicher Begleittherapie Thema:

Mehr

Biomembranen Transportmechanismen

Biomembranen Transportmechanismen Transportmechanismen Barrierewirkung der Membran: freie Diffusion von Stoffen wird unterbunden durch Lipidbilayer selektiver Stofftransport über spezielle Membranproteine = Translokatoren Semipermeabilität

Mehr

www.bernhard.schnepf.de.vu

www.bernhard.schnepf.de.vu In den Tieren gibt es zwei große Informations-Transportsysteme! - Nervensystem (bis ca. 140 m/s) - Hormone (Mensch: Blut mit einer Fließgeschwindigkeit von ca. 40cm/s und mittlerer Umlaufzeit von 20 Sekunden)

Mehr

Nervensystem. www.tu-ilmenau.de/nano

Nervensystem. www.tu-ilmenau.de/nano Nervensystem ist übergeordnete Steuerungs- und Kontrollinstanz des Körpers besteht aus Nervenzellen und Stützzellen (z. B. Glia) hat drei Hauptfunktionen Reizaufnahme Reizintegration, Interpretation, Handlungsplanung

Mehr

Kapitel 05.02: Die Nervenzelle

Kapitel 05.02: Die Nervenzelle Kapitel 05.02: Die Nervenzelle 1 Kapitel 05.02: Die Nervenzelle Kapitel 05.02: Die Nervenzelle 2 Inhalt Kapitel 05.02: Die Nervenzelle...1 Inhalt... 2 Informationsweiterleitung im menschlichen Körper...3

Mehr

(9.00 Uhr, Hörsaal Pflanzenphysiol. Königin-Luise-Str )

(9.00 Uhr, Hörsaal Pflanzenphysiol. Königin-Luise-Str ) Klausurtermine: Für das Modul Verhaltens- und Neurobiologie (Mono- und Kombibachelor) 27.2.2008 (9.00 Uhr, Hörsaal Pflanzenphysiol. Königin-Luise-Str. 12-16) Wiederholungsklausur 26.3.2008 (9.00, Ort wie

Mehr

Glia- sowie Nervenzellen (= Neuronen) sind die Bausteine des Nervensystems. Beide Zellarten unterscheiden sich vorwiegend in ihren Aufgaben.

Glia- sowie Nervenzellen (= Neuronen) sind die Bausteine des Nervensystems. Beide Zellarten unterscheiden sich vorwiegend in ihren Aufgaben. (C) 2014 - SchulLV 1 von 5 Einleitung Du stehst auf dem Fußballfeld und dein Mitspieler spielt dir den Ball zu. Du beginnst loszurennen, denn du möchtest diesen Ball auf keinen Fall verpassen. Dann triffst

Mehr

Physiologie ist die Wissenschaft von der normalen Funktionsweise eines lebenden Organismus und seiner einzelnen Komponenten

Physiologie ist die Wissenschaft von der normalen Funktionsweise eines lebenden Organismus und seiner einzelnen Komponenten Einführung in die Neurophysiologie 2009 Physiologie ist die Wissenschaft von der normalen Funktionsweise eines lebenden Organismus und seiner einzelnen Komponenten Einführung in die Neurophysiologie 2009

Mehr

Fragenkatalog Biologie

Fragenkatalog Biologie Fragenkatalog Biologie (1) Einführung in die Biologische Psychologie Nennen Sie 5 Teilbereiche der biologischen Psychologie. - Physiologische Psychologie - Psychoneuroendokrinologie - Psychoneuroimmunologie

Mehr

Fortleitung des Aktionspotentials

Fortleitung des Aktionspotentials Fortleitung des Aktionspotentials außen innen g K Ströme während des Aktionspotentials Ruhestrom: gleich starker Ein- und Ausstrom von K+ g Na Depolarisation: Na+ Ein- Strom g K Repolarisation: verzögerter

Mehr

Gliederung. Biopsychologie Vertiefung WS 07/08

Gliederung. Biopsychologie Vertiefung WS 07/08 Gliederung Wiederholung: Informationsverarbeitung im Gehirn Wiederholung Vorlesung: das Neuron Aufbau und Funktion der Zellmembran Ionenkanäle Wiederholung Vorlesung: das Ruhepotential Wiederholung Vorlesung:

Mehr

NaCl. Die Originallinolschnitte, gedruckt von Marc Berger im V.E.B. Schwarzdruck Berlin, liegen als separate Auflage in Form einer Graphikmappe vor.

NaCl. Die Originallinolschnitte, gedruckt von Marc Berger im V.E.B. Schwarzdruck Berlin, liegen als separate Auflage in Form einer Graphikmappe vor. NaCl Künstlerische Konzeption: Xenia Leizinger Repros: Roman Willhelm technische Betreuung und Druck: Frank Robrecht Schrift: Futura condensed, Bernhard Modern Papier: Igepa Design Offset naturweiß 120

Mehr

Wdh. Aufbau Struktur Gehirn

Wdh. Aufbau Struktur Gehirn KW38 MKPs Orga Wdh. Aufbau Struktur Gehirn ZNS/PNS Videotime HA: Gehirn limbisches System Das limbische System 31.3 (S. 418) Aufgabe: Aufgabe 31.3 mit Verwendung der Fachbegriffe in Form eines Lernscripts.

Mehr

Vorlesung #2. Elektrische Eigenschaften von Neuronen, Aktionspotentiale und deren Ursprung. Alexander Gottschalk, JuProf. Universität Frankfurt

Vorlesung #2. Elektrische Eigenschaften von Neuronen, Aktionspotentiale und deren Ursprung. Alexander Gottschalk, JuProf. Universität Frankfurt Vorlesung #2 Elektrische Eigenschaften von Neuronen, Aktionspotentiale und deren Ursprung Alexander Gottschalk, JuProf Universität Frankfurt SS 2010 Elektrische Eigenschaften von Neuronen Elektrische Eigenschaften

Mehr

ÜBUNGSBEISPIELE Beispiel 1.

ÜBUNGSBEISPIELE Beispiel 1. ÜBUNGSBEISPIELE Beispiel 1. Wieviele Ladungen sind für das Ruhepotentialpotential von -70 mv nötig?? Zusatzinfo: Membrankondensator 0.01F/m 2 a) Wieviele K + Ionen sind dies pro m 2?? Eine typische Zelle

Mehr

Die Muskulatur des Menschen

Die Muskulatur des Menschen Die Muskulatur des Menschen Motorische Einheit Im Zentrum der Muskelkontraktion steht die motorische Einheit. Sie besteht aus einem Motoneuron und der von diesem Motoneuron innervierten 1 Gruppe von Muskelfasern.

Mehr

Humanbiologie. Nervenphysiologie

Humanbiologie. Nervenphysiologie Humanbiologie Nervenphysiologie Prof. Dr. Karin Busch Institut für Molekulare Zellbiologie - IMZ Gliederung der VL SoSe 2016 20.4. Bestandteile und Funktionen der Zelle 27.4. Atmung 04.5. Herz/Blutkreislauf

Mehr

Unterrichtsvorhaben I: Bau, Funktion, Lage und Verlauf von Nervenzellen

Unterrichtsvorhaben I: Bau, Funktion, Lage und Verlauf von Nervenzellen Inhaltsverzeichnis Gk Qualifikationsphase Inhaltsfeld 4: Neurobiologie... 1 Unterrichtsvorhaben I: Bau, Funktion, Lage und Verlauf von Nervenzellen... 1 24 Unterrichtsstunden=8 Wochen Kontext: Vom Reiz

Mehr

Fortgeleitete Aktionspotentiale einzelner Nervenfasern (Bauchmark)

Fortgeleitete Aktionspotentiale einzelner Nervenfasern (Bauchmark) Tierphysiologisches Praktikum Universität Ulm, WS 2007/2008 Versuch 7: Fortgeleitete Aktionspotentiale einzelner Nervenfasern (Bauchmark) Datum: 19.11.07 Gruppe 14: Sarah Schleicher Yolanda Braun Susanne

Mehr

Aufbau und Beschreibung Neuronaler Netzwerke

Aufbau und Beschreibung Neuronaler Netzwerke Aufbau und Beschreibung r 1 Inhalt Biologisches Vorbild Mathematisches Modell Grundmodelle 2 Biologisches Vorbild Das Neuron Grundkomponenten: Zellkörper (Soma) Zellkern (Nukleus) Dendriten Nervenfaser

Mehr

Elektrokardiographie

Elektrokardiographie Elektrokardiographie Inhaltsverzeichnis Allgemeines EKG Entstehung Reizweiterleitung Natrium Kalium Pumpe Die EKG Kurve Ableitungen Ruhe EKG bei der Ergometrie Belastung EKG bei der Ergometrie Quellen

Mehr

Die Nervenzelle 1. 1.) Bau der Nervenzelle (Abbildung Arbeitsblatt 1)

Die Nervenzelle 1. 1.) Bau der Nervenzelle (Abbildung Arbeitsblatt 1) Die Nervenzelle 1 1.) Bau der Nervenzelle (Abbildung Arbeitsblatt 1) Die Nervenzelle (Neuron) besteht aus dem Zellkörper (Soma) und einem langen Fortsatz (Axon oder Neurit). Die Größe des Soma unterscheidet

Mehr

Generierung eines APs

Generierung eines APs Generierung eines APs Interessante Bemerkungen: Die Zahl der Ionen, die während eines Aps in Bewegung sind, ist verglichen mit der Gesamtzahl der Ionen innerhalb und außerhalb eines Neurons sehr gering!

Mehr

Aktionspotential Na + -Kanal

Aktionspotential Na + -Kanal Aktionspotential Na + -Kanal VL.2 Prüfungsfragen: Unter welchen Bedingungen entsteht ein Ruhepotential in einer Zelle? Wie ist ein Neuron im Ruhezustand geladen und welchen Wert (mit Benennung) hat das

Mehr

7 Neurobiologie. 7.1 Die Nervenzelle. Aufgabe 7.1-1: Bau der Nervenzelle

7 Neurobiologie. 7.1 Die Nervenzelle. Aufgabe 7.1-1: Bau der Nervenzelle 7 Neurobiologie 7.1 Die Nervenzelle Aufgabe 7.1-1: Bau der Nervenzelle a) Benenne die Bestandteile der Nervenzelle! b) Welche Aufgaben haben die einzelnen Bestandteile der Nervenzelle? c) Fertige von den

Mehr

Glatte Muskulatur. Dr. G. Mehrke

Glatte Muskulatur. Dr. G. Mehrke Glatte Muskulatur 1 Glatte Muskulatur Eigenschaften und Unterschiede zur Skelettmuskulatur: Spindelförmige, einkernige Zellen, funktionell über Gap Junctions verbunden. Aktin- und Myosinfilamente sind

Mehr

1. Grundlagen. 2. Signalleitungs-Qualität. 3. Signalleitungs-Geschwindigkeit

1. Grundlagen. 2. Signalleitungs-Qualität. 3. Signalleitungs-Geschwindigkeit 1. Grundlagen 2. Signalleitungs-Qualität 3. Signalleitungs-Geschwindigkeit Beschreibung der Zellmembran mitsamt Kanälen und Na-K- Pumpe durch ein Ersatzschaltbild Dieses wird je nach Anwendung vereinfacht.

Mehr

Zelluläre Kommunikation

Zelluläre Kommunikation Zelluläre Kommunikation 1. Prinzipien der zellulären Kommunikation?? 2. Kommunikation bei Nervenzellen Die Zellen des Nervensystems Nervenzellen = Neuronen Gliazellen ( Glia ) Astrozyten Oligodendrozyten

Mehr

NWA- TAG 2011. Erregungsleitung. Verfasst von: Joachim Jäggle Ulrike Bau

NWA- TAG 2011. Erregungsleitung. Verfasst von: Joachim Jäggle Ulrike Bau NWA- TAG 2011 Erregungsleitung Verfasst von: Joachim Jäggle Ulrike Bau Inhaltsverzeichnis 1. Einführung... 2 1.1Einleitung... 2 1.2 Sachanalyse... 2 2. Bezug zum Bildungsplan... 4 3. Einbettung des Themas

Mehr

Die Erregung im Nervensystem: - Ruhepotential - Aktionspotential

Die Erregung im Nervensystem: - Ruhepotential - Aktionspotential Die Erregung im Nervensystem: - Ruhepotential - Aktionspotential ein in Representative neuron Verlauf der Erregung in einem Neuron Soma Soma cell body postsynaptische Seite präsynaptische Seite aus ou

Mehr

7.1. Die Rückenmarknerven (Die Spinalnerven): Siehe Bild Nervenbahnen

7.1. Die Rückenmarknerven (Die Spinalnerven): Siehe Bild Nervenbahnen 7. Das periphere Nervensystem: 7.1. Die Rückenmarknerven (Die Spinalnerven): Siehe Bild Nervenbahnen 7.2. Die Hirnnerven: Sie stammen aus verschiedenen Zentren im Gehirn. I - XII (Parasympathikus: 3,7,9,10)

Mehr

Zelltypen des Nervensystems

Zelltypen des Nervensystems Zelltypen des Nervensystems Im Gehirn eines erwachsenen Menschen: Neurone etwa 1-2. 10 10 Glia: Astrozyten (ca. 10x) Oligodendrozyten Mikrogliazellen Makrophagen Ependymzellen Nervenzellen Funktion: Informationsaustausch.

Mehr

Neuroinformatik I. Günther Palm Friedhelm Schwenker Abteilung Neuroinformatik

Neuroinformatik I. Günther Palm Friedhelm Schwenker Abteilung Neuroinformatik Neuroinformatik I Günther Palm Friedhelm Schwenker Abteilung Neuroinformatik Vorlesung: Do 10-12 Uhr Raum H21 / Übung: Fr 12-14 Raum 121 und 122 Übungsaufgaben sind schriftlich zu bearbeiten (Schein bei

Mehr

Physikalische Grundlagen Inhalt

Physikalische Grundlagen Inhalt Physikalische Grundlagen Inhalt Das Atommodell nach Bohr Die Gleichspannung Der Gleichstrom Der Stromfluss in Metallen Der Stromfluss in Flüssigkeiten Die Elektrolyse Die Wechselspannung Der Wechselstrom

Mehr

Modul Neurobiologie. Dr. Peter Machnik Prof. Dr. Stefan Schuster. Lehrstuhl für Tierphysiologie

Modul Neurobiologie. Dr. Peter Machnik Prof. Dr. Stefan Schuster. Lehrstuhl für Tierphysiologie Modul Neurobiologie Dr. Peter Machnik Prof. Dr. Stefan Schuster Lehrstuhl für Tierphysiologie 1 Literatur Nicholls, Martin, Wallace, Fuchs: From Neuron to Brain Kandel, Schwartz: Principles of Neural Science

Mehr

Ionenkanäle Ionenpumpen Membranruhepotential. username: tierphys Kennwort: tierphys09

Ionenkanäle Ionenpumpen Membranruhepotential. username: tierphys Kennwort: tierphys09 Ionenkanäle Ionenpumpen Membranruhepotential username: tierphys Kennwort: tierphys09 Tutorium: Ragna-Maja v. Berlepsch Dienstag 16:15-18:15 Uhr Raum 2298 Prüfungsfragen VL 1: - Welche generellenfunktionen

Mehr

Informationsübertragung im Nervensystem

Informationsübertragung im Nervensystem Informationsübertragung im Nervensystem Informationsübertragung im Nervensystem 1. Aufbau des Nervensystems 2. Aufbau einer Nervenzelle 3. Ruhemembranpotenzial 4. Aktionspotenzial 5. Erregungsleitung 6.

Mehr

Basiswissen Skripte Neurobiologie Erregungsleitung am synaptschen Spalt Skript. Erregungsleitung. am synaptschen Spalt.

Basiswissen Skripte Neurobiologie Erregungsleitung am synaptschen Spalt Skript. Erregungsleitung. am synaptschen Spalt. Erregungsleitung am synaptschen Spalt Übersicht 1 Einleitung 1 2 Die Synapse 1 3 Neurotransmitter 4 4 Informationsverarbeitung 5 5 Taurin 9 1 Einleitung Gerade hast du dir einen Energiedrink gekauft. Als

Mehr

Bemerkung zu den Texten und Bildern, die in der Vorlesung gezeigt wurden:

Bemerkung zu den Texten und Bildern, die in der Vorlesung gezeigt wurden: Bemerkung zu den Texten und Bildern, die in der Vorlesung gezeigt wurden: Aus urheberrechtlichen Gründen könne die aus Büchern kopierten Abbildungen hier nicht eingeschlossen werden. Sie sind jeweils zitiert

Mehr

Chemisches Potential und Nernstgleichung Carsten Stick

Chemisches Potential und Nernstgleichung Carsten Stick Chemisches Potential und Nernstgleichung Carsten Stick Definition der mechanischen Arbeit: Kraft mal Weg W = F! ds W = Arbeit oder Energie; F = Kraft; s = Weg Diese Definition lässt sich auch auf die Kompression

Mehr

9) Nervenzelle heißt in der Fachsprache

9) Nervenzelle heißt in der Fachsprache 1 Das Rennen : Nervensystem Fragebogen für die Spielleiterin/den Spielleiter. Das Spiel wird in Gruppen gespielt (vier bis fünf Schülerinnen und Schüler). Benennt in eurer Gruppe eine Spielleiterin oder

Mehr

Anatomie/Physiologie 19.05.04 (Dr. Shakibaei) Nervengewebe. besteht aus 2 Bestandteilen:

Anatomie/Physiologie 19.05.04 (Dr. Shakibaei) Nervengewebe. besteht aus 2 Bestandteilen: Anatomie/Physiologie 19.05.04 (Dr. Shakibaei) Nervengewebe besteht aus 2 Bestandteilen: Nervenzelle ( Neuron : Signal aufnehmen, verarbeiten und weiterleiten) Gliazelle, Stützzelle: div. metabolische Funktionen

Mehr

Herzlich Willkommen auf der Homepage zum TPK Versuch F: Nervenphysiologie.

Herzlich Willkommen auf der Homepage zum TPK Versuch F: Nervenphysiologie. Herzlich Willkommen auf der Homepage zum TPK Versuch F: Nervenphysiologie. Auf diesen Seiten findet ihr Informationen zum Regenwurmversuch und dem dazugehörigen theoretischen Hintergrund. Gleich vorweg:

Mehr

Einführung in die Elektrochemie

Einführung in die Elektrochemie Einführung in die Elektrochemie > Grundlagen, Methoden > Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen, Konduktometrie > Elektroden Metall-Elektroden 1. und 2. Art Redox-Elektroden Membran-Elektroden > Potentiometrie

Mehr

Versuchstag 1: Elektrische Fische

Versuchstag 1: Elektrische Fische Protokoll zum neurobiologischen Teil des Tierphysiologischen Praktikums Protokollant: X Gruppe X Datum: X Versuchstag 1: Elektrische Fische 1. Einleitung Die Entdeckung der Elektrizität bei Fischen ist

Mehr

Eine typische Zelle hat ein Volumen von m 3 und eine Oberfläche von m 2

Eine typische Zelle hat ein Volumen von m 3 und eine Oberfläche von m 2 ÜBUNGSBEISPIELE Beispiel 1. Wieviele Ladungen sind für das Ruhepotentialpotential von -70 mv nötig?? Zusatzinfo: Membrankondensator 0.01F/m 2 Wieviele K Ionen sind dies pro m 2?? Eine typische Zelle hat

Mehr

VL. 3 Prüfungsfragen:

VL. 3 Prüfungsfragen: VL. 3 Prüfungsfragen: - Wie entsteht ein Aktionspotential (AP)? - Welche Ionenkanäle sind am AP beteiligt? - Skizzieren Sie in einem Achsensystem den Verlauf eines APs. Benennen Sie wichtige Potentiale.

Mehr

Das EEG: Spontan-EEG und EKP

Das EEG: Spontan-EEG und EKP Das EEG: Spontan-EEG und EKP Biopsychologische Vertiefung Katja Bertsch Psychophysiologisches Labor Gliederung 1. EEG-Erhebung Labor Elektroden Artefakte 2. Spontan-EEG Frequenzbänder Fourier Transformation

Mehr

Zellbiologie! Privatdozent Dr. T. Kähne! Institut für Experimentelle Innere Medizin! Medizinische Fakultät

Zellbiologie! Privatdozent Dr. T. Kähne! Institut für Experimentelle Innere Medizin! Medizinische Fakultät Zellbiologie! Privatdozent Dr. T. Kähne! Institut für Experimentelle Innere Medizin! Medizinische Fakultät Grundlagen Lipid-Doppelschicht als Barriere für polare Moleküle! Abgrenzung für biochemische

Mehr

2. Versuch Fortgeleitete AP einzelner Nervenfasern. Protokoll

2. Versuch Fortgeleitete AP einzelner Nervenfasern. Protokoll Protokoll 1. Einleitung: Als Versuchsobjekte dienen bei diesem Versuch (a) der Nervus ischiadicus des Krallenfroschs und (b) die Riesenfasern im Bauchmark des Regenwurms. Ziel der Versuche ist es, die

Mehr

Natrium & Kalium in der Biochemie. Anna Lammerskötter 14. Juni 2006

Natrium & Kalium in der Biochemie. Anna Lammerskötter 14. Juni 2006 Natrium & Kalium in der Biochemie Anna Lammerskötter 14. Juni 2006 Gliederung 1. Allgemeines 2. Dr. med. Schüssler 3. NaCl und der Mensch 4. Pflanzlicher Umgang mit Salzen 5. Kalium-Natrium-Pumpe 6. Zusammenfassung

Mehr

Grundlagen der Chemie Elektrochemie

Grundlagen der Chemie Elektrochemie Elektrochemie Prof. Annie Powell KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu Elektrischer Strom Ein elektrischer Strom ist ein

Mehr

Zellmembran. Zellmembran (TEM) ( x)

Zellmembran. Zellmembran (TEM) ( x) Zellmembran Zellmembran (TEM) (100.000 x) Die Zellmembran ist der äußere Abschluß des Zellinhalts jeder Zelle. Bei Pflanzen- und Bakterienzellen liegt ihr außen noch eine Zellwand auf. Die Zellmembran

Mehr

Ionenkanäle der Zellmembran. Seminar Differenzialgleichungen in der Biomedizin SoSe09 Karoline Jäger

Ionenkanäle der Zellmembran. Seminar Differenzialgleichungen in der Biomedizin SoSe09 Karoline Jäger Ionenkanäle der Zellmembran Seminar Differenzialgleichungen in der Biomedizin SoSe09 Karoline Jäger Inhaltsverzeichnis 1. Strom-Spannung Beziehung 2. Unabhängigkeit, Sättigung, Ussing Fluss Rate 3. Elektrodiffusions

Mehr

Aufbau und Funktionweise der Nervenzelle - Wiederholung Vorlesung -

Aufbau und Funktionweise der Nervenzelle - Wiederholung Vorlesung - Aufbau und Funktionweise der Nervenzelle - Wiederholung Vorlesung - Fragen zur Vorlesung: Welche Zellen können im Nervensystem unterschieden werden? Aus welchen Teilstrukturen bestehen Neuronen? Welche

Mehr

Beide bei Thieme ebook

Beide bei Thieme ebook Beide bei Thieme ebook Neurophysiologie 1) Funktionelle Anatomie 2) Entstehung nervaler Potentiale 3) Erregungsfortleitung 4) Synaptische Übertragung 5) Transmitter und Reflexe 6) Vegetatives Nervensystem

Mehr

Natriumkanäle: Neue Zielscheiben für Schmerzmittel. Förderpreis für Schmerzforschung an Münchner Forscher verliehen

Natriumkanäle: Neue Zielscheiben für Schmerzmittel. Förderpreis für Schmerzforschung an Münchner Forscher verliehen Natriumkanäle: Neue Zielscheiben für Schmerzmittel Förderpreis für Schmerzforschung an Münchner Forscher verliehen Berlin (8. Oktober 2008) - Eine über 40 Jahre alte Theorie zur Funktion von Schmerzrezeptoren

Mehr

Vorlesung 3: Elektrodynamik

Vorlesung 3: Elektrodynamik Vorlesung 3: Elektrodynamik, georg.steinbrueck@desy.de Folien/Material zur Vorlesung auf: www.desy.de/~steinbru/physikzahnmed georg.steinbrueck@desy.de 1 WS 2015/16 Der elektrische Strom Elektrodynamik:

Mehr

Neurobiologie. Nervenzellen kommunizieren miteinander. Sie verwenden zwei Sprachen, um sich miteinander zu verständigen.

Neurobiologie. Nervenzellen kommunizieren miteinander. Sie verwenden zwei Sprachen, um sich miteinander zu verständigen. Neurobiologie Unser menschliches Gehirn ist ein informationsverarbeitendes Netzwerk, das jeden noch so modernen Computer primitiv erscheinen lässt. Es besteht schätzungsweise aus über 100 Milliarden Nervenzellen.

Mehr

Neurobiologie Teil 1: 1. Gemeinsamkeit macht stark Neurone. 2. Strom ohne Steckdosen Aktionspotential. 3. Und wieviele Kontakte hast du?

Neurobiologie Teil 1: 1. Gemeinsamkeit macht stark Neurone. 2. Strom ohne Steckdosen Aktionspotential. 3. Und wieviele Kontakte hast du? Neurobiologie Teil 1: 1. Gemeinsamkeit macht stark Neurone 2. Strom ohne Steckdosen Aktionspotential 3. Und wieviele Kontakte hast du? Synapsen 4. Die Chemie des Geistes Neurotransmitter 5. Bis das Faß

Mehr

3.2. Welche Folgen hätte der Verlust einer Guaninbase im dargestellten codogenen Strang:... G G A C T T C T T..? Begründen Sie!

3.2. Welche Folgen hätte der Verlust einer Guaninbase im dargestellten codogenen Strang:... G G A C T T C T T..? Begründen Sie! Kurs: MOK und Externe Hilfsmittel: keine Aufgaben: Die Klausur besteht aus einem Zentralthema ( Bewertungsanteil 50 %) und vier Wahlthemen (Bewertungsanteile je 25 %), von denen je zwei zu bearbeiten sind.

Mehr

Versuch A Nervenphysiologie

Versuch A Nervenphysiologie Eberhard-Karls-Universität Tübingen SS2005 Tierphysiologischer Kurs für Bioinformatiker Versuch A Nervenphysiologie Dienstag, 15. März 2005 Die folgende Versuchsreihe beschäftigt sich mit den elektrophysiologischen

Mehr

Grundlagen der neuronalen Signal-Fortleitung

Grundlagen der neuronalen Signal-Fortleitung Grundlagen der neuronalen Signal-Fortleitung Voraussetzung zur Informationsverarbeitung/-Weiterleitung: Ruhepotential Grundlagen der neuronalen Signal-Fortleitung Voraussetzung zur Informationsverarbeitung/-Weiterleitung:

Mehr

Grundlagen. Maximilian Ernestus Waldorfschule Saarbrücken

Grundlagen. Maximilian Ernestus Waldorfschule Saarbrücken Grundlagen Maximilian Ernestus Waldorfschule Saarbrücken 2008/2009 Inhaltsverzeichnis 1 Chemische Elemente 2 2 Das Teilchenmodell 3 3 Mischungen und Trennverfahren 4 4 Grundgesetze chemischer Reaktionen

Mehr

Membranphysiologie II

Membranphysiologie II Membranphysiologie II Wiederholung Biophysikalische Grundlagen Adolf Eugen Fick (1829-1901) Transportprozesse über Biomembranen Übersicht In biologischen Membranen lassen sich aktive und passive Transportmechanismen

Mehr