Zentrales Nervensystem

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1 Zentrales Nervensystem Funktionelle Neuroanatomie (Struktur und Aufbau des Nervensystems) Evolution des Menschen Neurophysiologie (Ruhe- und Aktionspotenial, synaptische Übertragung) Fakten und Zahlen (funktionelle Auswirkungen)

2 Anatomie des Nervensystems Zentrales NS Gehirn Rückenmark Peripheres NS Hirnnerven Somatisch Vegetativ Sympathisch Bewältigung von bedrohlichen Situationen Parasympathisch Aufbau von Energiereserven

3 Struktur des Gehirns

4 Rautenhirn Myelencephalon: Verlängertes Rückenmark, Faserzüge vom Gehirn zum Körper Metencephalon: Hinterhirn, besteht aus Pons (Brücke) und Cerebellum (Kleinhirn) Kerne der Formatio Reticularis in beiden Strukturen

5 Mesencepahlon (Mittelhirn) Das Mittelhirn besteht aus Tectum und Tegmentum. Das Tectum bildet zwei paarige Hügel, die collicoli superior (Sehen) und die colliculi inferior (Hören). Das Tegmentum beinhaltet u.a. das periaquäductale Grau (Schmerz) und die substantia nigra (Motorik, Parkinson)

6 Diencephalon (Zwischenhirn) Das Zwischenhirn umfasst Thalamus und Hypothalamus. Der Thalamus ist die wichtigste Zwischenstation der sensorischen Eingangssignale, z.b der seitliche Kniehöcker (CGL). Der Hypothalamus reguliert das Hormonsystem über die Hypophyse.

7 Telencephalon Das Endhirn bildet den größten Abschnitt des menschlichen Gehirns und ist für die komplexesten Hirnfunktionen zuständig. Es besteht aus dem cerebralen Cortex (Hirnrinde), dem limbischen System (Emotion) und den Basalganglien (Motorik).

8 Gehirnhomologien Mensch 1400 gr Ratte 2 gr

9 Stadien der Evolution Erste Nervensysteme

10 Gemeinsamkeiten der DNA zwischen verschiedenen Arten Neuere Evolution

11 Entstehung des Menschen 6 MJ: Menschenaffen -> Australopithecus (ca. 1,30 m groß, kleines Gehirn: 500 cm 3, aufrechter Gang, Afrika) 2 MJ: Homo habilis/erectus (Feuer, Werkzeuge, größeres Gehirn: 850 cm 3, Europa, Asien) 200 TJ: Neanderthaler, Homo sapiens (großes Gehirn: 1400 cm 3 ) 25 TJ: Cro Magnon (Wandmalereien) 10 TJ: sesshafte Bauern und Viehzüchter 3 TJ: Erfindung der Schrift

12 Gehirngröße

13 Vom Affen zum Menschen

14 Nahrung für das Gehirn

15 Wer ist der Schlaueste?

16 Gehirnstatistik

17 Informationsübertragung innerhalb von Neuronen Neurone leiten Signale innerhalb des Nervensystems weiter Das Ruhepotential bildet die Basis für die Informationsübertragung Im Dendriten wird die Information analog auf passive elektrische Weise weitergeleitet Im Axon wird die Information digital durch Aktionspotentiale weitergeleitet

18 Aufbau von Nervenzellen Neurone bestehen aus Zellkörper, Dendriten, Axon und präsynaptischen Endigungen Jeder Bereich hat eine ganz bestimmte Aufgabe bei der Signalübetragung Der Zellkörper ist das Stoffwechselzentrum der Zelle Dendriten und Axon sind Fortsätze, die im Zellkörper entspringen Synapsen sind die Kontaktpunkte zu anderen Neuronen

19 Neuronale Strukturen

20 Neuronale Strukturen

21 Messung des Ruhepotentials

22 Ruhepotential: Kräfte - + Passive Vorgänge: Diffusion Elektrostatik Permeabilität

23 Kanäle und Rezeptoren

24 Depolarisationsexperiment

25 Das Aktionspotential

26 Passive Propagierung

27 Weiterleitung

28

29 Synapsen

30 Postsynaptische Potentiale

31 Räumliche Summation

32 Zeitliche Summation

33 Wichtige Fakten Funktionelle Spezialisierung zwischen verschiedenen Regionen (z.b. V1, S1), aber auch innerhalb von Regionen. Es gibt ca Neurone und Synapsen. Einzelne Neurone haben 1000 bis Synapsen. Zeitliche Synchronisation ist wichtig! Einzelne Synapsen tragen ca. 1% bis 5% zur Schwelle eines postsynaptischen Neurons bei.

34 Wichtige Fakten Konnektivität: Trotz der hohen Anzahl von Synapsen sind Neurone im Schnitt nur mit ca. 3% der sie umgebenden Neurone (1mm 3 ) verbunden. Die Eingangssignale der Neurone sind analog. Das Ausgabesignal (Aktionspotential) ist aber diskret. Ein Aktionspotential dauert ca. 1 msec. Synaptische Übertragung dauert ca. 5 msec.

35 Zusammenfassung Aufbau des zentralen Nervensystems Das Ruhepotential ist Grundlage für die Informationsübertragung im Nervensystem Am Dendriten werden elektrische Signale passiv weitergeleitet und am Axonhügel integriert. Dort wird ggf. ein Aktionspotential ausgelöst und über das Axon propagiert. An der Synapse wird die Information chemisch zum nächsten Neuron weitergegeben. Das war s für heute!

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