1
Q
Zellemembranpotential
A
- Ursachen: ungleiche Ionenkonz. u. semipermeable Zellemembran
- Folgen: chem. Konz.gradient u. el. Gradient
- intrazellulär: viel K - viele Phosphate, Sulfate
- extrazellulär: viel Na - viel Ca - viel Cl - viel Bicarbonat
- Ionenkanäle sind verantwortlich für semipermeable Membran
2
Q
molekulare Mechanismen u. Verhältnisse am Neuron
A
- Na-K-ATPase: elektrogen - 3 Na raus, 2 K rein
- K-Hintergrundkanal: nicht spannungsabhängig
- Nernst-Gleichung
- Spezialfall: kein reines K-Nernstpotential
—> andere Membranleitfähigkeiten müssen berücksichtigt werden - Goldman-Hodgkin-Katz-gleichung
- g = Leitfähigkeit der Membran
- Nernst-Potentiale diverser Ionen: Na 70mV, K -90mV, Cl -90mV, Ca 140 mV
3
Q
Ablauf der chemisch synaptischen Übertragung
A
- Synthese u. Speicherung v. Transmitter in Vesikeln
- präsynaptisches Aktionspotential des Motoneurons, Öffnung spannungsaktivierende Ionenkanäle u. Einstrom von Ca
- Fusion der Vesikel mit Membran u. Ausschüttung des Transmitters
- Bindung des Transm. an postsynaptischen Rezeptor
- Öffnung postsynaptischer Strom
- Inaktivierung des Transmitters f
4
Q
indirekte Übertragung
A
- Synapsen modifizieren temporär Membranpotentiale
- Richtung abhängig von Art des postsynaptischen Rezeptors (bzw. seiner Ionenspezifität), den Nernstpot. beteiligter Ionen u. vom Membranpot. V
5
Q
Einteilung der Neurotrasm. u. postsynaptischer Pot.
A
- nach funktionellen Aspekten - exzitatorisch (ACh, NA) u inhibitorisch (GABA)
- nach chem. Struktur - chinerge Transm. (ACh), aminerge Transm. (NA, Dopamin, Serotonin) u. Neuropeptide (Oxytocin, Vasopressin)
6
Q
Acetylcholin-Rezeptor
A
- inotroper Rez. = ligandengesteuerter Rez.
- nach Bindung mit ACh - Ionenkanam permeabel f. kleien Kationen (Na, K) - nciht für Ca od. Anionen
7
Q
Modulation der synaptischen Übertragung
A
- präsynaptisch - Wahrscheinlichkeit u. Menge der Transm.freisetzung
- synaptischer Spalt - Verweildauer des Transm. im synap. Spalt
- Wiederaufnahme od. enzymat. Abbau
- postsynap. - Desensitierung der Rezep., Modulation der Rezep.aktivität, mehr/weniger/andere Rezep., Mempranpot.
8
Q
andere Arten der synap. Übertragung
A
- elektr. Synapsen (Diffusion v. Ionen u. kleinen Signal-Molekülen über gap junctions)
- graduierte Freisetzung ohne Aktionspotential (sek. Sinneszellen)
9
Q
Integration exzitatorischer u. inhibitorischer Pot.
A
- Amplituden von IPSPs meist klein - aber supralineare Subtraktion wegen shunting aufgrund reduziertem Membranwiederstand
- PSPs räumlich. un zeitl. sommergarten - APs „alles oder nichts“
- Amplitude der PSPs wird wesentlich durch synap. Leitfähigkeit u. Treibkraft bestimmt
- synap. Übertragung kann auf vielfältige Weise moduliert werden
- Erebnis der synap. Integration wird digital kodiert, wobei Reizstärken in Aktionspotential.freq. transformiert werden
10
Q
Funktion von Aktionspot.
A
- ermöglichen digitalen Code u. Erregunfsleitung schnell, üner lange Strecken ohne Verlust
- alles oder nichts Reaktion
1. Überschreiten der Reizschwelle
2. Depolarisation
3. overshoot/peak
4l Repolarisation
5. Nachhyperpolarisation - Verhalten einzelner Ionenkanäle bestimmbar durch patch-clamp-Technik
-Einzelstromkanäle eines spannungsabhängigen
—> Na-Kanals - einamlaiges Öffnen, kurze Einwaärtsströme
—> K-Kanals - mehrmaliges Öffnen, lange Auswärtsströme
11
Q
hodkin Zyklus
A
- initiale Depolarisation
- Steigung der Na-Permeabilität
- Vermehrter Na-Einstrom
12
Q
Tintenfisch - Riesenaxon
A
- membraneinstrom eines Tintenfischaxons mit Spannungsklemme
- Na-Kanäle durch TTX blockiert
- K-Stromanteil steigt
- K-Kanäle blockiert durch TEA
- Na-Stromanteil steigt
—> Folgen der Inaktivierung
13
Q
Aktionspot.
A
- Entsteht, wenn Membranpot. das Schwellenpot. für Öffnung von ausreichend vielen spannungsabhängigen Na-Kanälen erreicht
- während hohe Na-Leitfähigekit erreicht, das Membranpot. Werde naha am Na-GGWPot.
- Amplitude des Aktiospot. wird durch Inaktivierung der spannungsabhängigen Na-Kalnäle begrenzt
- Depolarisation der Membran fürt auch zu verzögertem Öffnen v. spannungsabhängigen K-Kanälen
- vermehrtes Öffnen der spannungsabhängigen K-Kanäle verursacht Repolarisation u geg. die Hachhyperpolaristaion des Aktionspot. - ist für geringe Breie des Aktionspot. verantworlich <1ms
14
Q
Arten der Erregungsleitung
A
- membranwiederstand R(m)u Innenwiederstand R(i)
- Längenkonstante u. Membrankapazität C(m)
- Membranzeitkonst.
Geschwindigkeit
15
Q
Erregungsleitung
A
- postsynap. Pot. breiten sich pass. in Dendriten aus u. werden abgeschwächt (Längenkonst.)
- Aktionspot. leiten Erregung von Nervenzellen schenll u verlustfrei über weite strecken
- bei Fortleitung werden kontinuierlich neue Aktionspot. an benachbarten Membranabschnitten ausgelöst
- durch Isolierung längerer Membranstücke mit Myelin verringert sich erregbare Membranfläche u. Leitungsgeschw. steigt
- wichtige Parameter für Leitungsgesch. sind Neuriten-Durchmesser, Membranwiederstand, Innenwiederstand u Membrankapazität
16
Q
Sensorik
A
Informationsverarbeitung im ZNS
- Informationaufnahme - Sinnesphysiologie
- Selektion u Bewertung - zB limbisches Sys u präfrontaler Cortex
- Speicherung - Lern- u Gedächtnisphysiologie
- Verhalten u Reaktion - Muskulatur u Vegetativum
- Vermittlung der Information erfolgt durch Abfolgen von Aktionspot.
—> Aktionspot. als „Währungseinheit“ des Nervensystems
- Qualia-Problem - unterschiedliche Wahrnehmung v Reizen nicht erklärbar
- Stiumulus Spezifität - adäquater Stimulus
—> phyik. od. chem. STimulus, der geringeste Energie benötigt, um an einem bestimmten SEnsor eine Änderung des Membranpot. hervorrufen
—>mech. Sinne (Tasten, Höhren, Rotation, Statik), Temp.sinn, Sehsinn, el. Sinn, mag. Sinn - physikalische Reize
—> Geruchssinn, Geschmachsinn - chem. Reize
- weitere Einstellung der Sinne: Außenwahrnehmung(5 Sinne nach Aristoteles) u Eigenwahrnehmung (Propriozeption - Lage des Körpers im Raum, Interozeption - Schmerz, Hunger, …: Bewusstsein)
—> meisten Sinne kooperieren stark - Multimodalität
- Transduktion - Umwandlung der Reize in bioelektrische Aktivität (SEnsorpot., synap. Potetial)
- Transformation - Umwandlung in Aktionspot.(serien)
- Konduktion - Weiterleitung v Aktionspot.(serien)
17
Q
Antwotrverhalten von Sensoren
A
- proportionales (tonisches, statisches) Antwortverh.
—> Sensor codiert Reiz nach seiner Stärke, witgehend unabhängig von geschw. mit der er sich nähert - differentielles (phasisches) Antw.verh.
—> Sensor reagiert auf Geschw. der Reizänderung - Proportional-differentiales Antw.verh. (PD-Charakteristik)
—> die miesten Sensoren übermitteln Informat. über Reizgröße u heben die raschen Reizänderungen durch hohe Impulsraten hervor - Adaption - Abnahme der tonsichen Antw. über Zeit bei gleichbleibendem Reiz
-Habitutaion - verringerte Reak. eines Organismus auf länger andauernde od Wiederholte Reizeinwirkung
18
Q
Reizaufnahme u -verarbeitung - Transduktion u transformation
A
- codierung der sensorischen Info über zeitliches Muster einer Abfolge von Aktionspot.
- analoges Sensorpot. wird in digitale Repräsentation transformiert
- sowohl Latnez als auch Freq. der Aktionspot. von Bedeutung
19
Q
Psychophysik
A
- zwei Arten v Reizschwellen: alsolute Reizs. u. just noticeable difference (JND)
- Weber Gesetz: mit zunehmender Reizintensität R nimmt der absolut wharnehmbare Unterschied ∆R zu - der realtiv wahrnehmbare Unterschied bleibt konst.
- Weber-Fechner-Gesetz: Empfindungsstärke für Reize hängt vom Grundreiz mit dem man es vergleicht ab. wahrgenommene Intensität E hängt logarithmisch von physikalischen Reizitensität ab
20
Q
Chemisch Sinne - Geruchssinn allg.
A
- Stiumulus: flüchtige org. Verb., beist lipophil, manche Gase haben Eigengeruch
- Bedeutung: Nahrungssuche, Warnsystem, Orientierung, soziale Kommunikation, Partnerwahl, Makrosmaten vs Mikrosmaten
- Rezeptortyp: prim. Sinneszelle
- Besonderheiten: kein Thalamus u starke zentrifugale Kontrolle
- Bulbus: Richzwiebel
- exzitatorische Synapse Mitrazelle - Körnerzelle
- inhibitorische Synapse Körnerzelle - Mitrazelle
- einziger Ausgab der axonalen Körnerzellen
- rekurrente u laterale Hemmung
-dynamische Konnektivität - Regeneration der Körnerzellen
- adulte Neurogenese vermutet Aufgabe des olfaktorischen Cortex
—> Synthese der olfaktorischen „Gestalt“ u verrechnung mit Umwelteinflüssen wie Hintergrundsubtraktion, Konzentrationsschwankungen
21
Q
chem. Sinne: Geruchssinn -Regeln der Olfaktorischen Codierung
A
- 1 olfaktorisches Rezeptorneuron exprimiert genau einen olfaktorischen Rezeptor
- 1 olfaktorischer Rezeptor Neuron Typ projeziert zu 1 bis 2 Glomeruli
- olfatorische Rezeptoren erkennen Strukturelemente/Epitope v Moelkülen
- 1 Epitrop kann an mehrere Rezeptoren binden
- olfaktorische Codierung ist kombinatorisch u auch Wahrnehmung v reinen Duftsubstanzen erfordert Synthese
- Existent einer kartenartigen Repräsentation ist jedoch umstritten, da es spez. genet. bedingte Anosmien gibt
22
Q
Riechsystem der Insekten
A
- konvergente Entw. in Vertebraten u Insekten
- Bsp „drosophilia“ . kombinatorische Codierung wie in Vertebraten, Sondenrolle des CO2-Glomerulus u Pheromonsystem als Macroglomerularer Komplex (sexueller Dimorphismus i.d. Motte)
- Bsp Moskitos - „nase der Stechmücke ist ihre Achillisferse“, mehrer Stimuli (CO2, Wärme, Körpergerüche)
—> Strategien: ORCo-Mutation, Gr3-Mutation, maskierende Düfte, Fallen
23
Q
Riechsys der Insekten: vomeronasales System
A
Wahrnehmung v Phermonen über Vomeronasales Organ
- 3 Rezeptorfam. (V1R, V2R, FÜR)
- VON ist spezialisiert auf Pheromondetektion u erkennt vorallem nich volatile Komponenten (zB MausUrin)
- VSNs sind hochsensitiv u adaptieren weniger stark als OSNs
- vomeronasale Signalwege sind spez. u nicht kombinatorisch
- Menschen haben kein funktionales VON - aber Pheromone können auch über normales Richsystem whargenommen werden
24
Q
chem. Sinne: Geschmackssinn
A
- Geschmacksknospen sind in 3 Arten von Papillen organisiert
—> Pilz-, Blätter- u Wallpapillen - Geschacksrezeptorzellen sind sensorische Epithelzellen (sek. Sinneszellen) mit Mikrovili, werden alle 10 Tage ersetzt u kodieren nur eine Geschmacksqualität (süß, bitter, sauer, salzig, unami)
- zentrale Projektion über mehrere Hirnnerven (Trigeminus, Facialis, Hirnnerv IIX u Vagusnerv)
- Nucleus des „tactus solitaris“ i.d. Medulla führt zum
—> Thalamus u dieser zum Cortex
—> limbischen System (Hypothalamus u Amygdala) - Emotion u Geschmack sind eng verbunden (Amygdala)
- Insekten haben Geschmackshaare an Beinen um MWZ
—> süß,bitter,CO2 Rezeptoren
—> konvergente Evolution - Grundprinzipien wie bei Vertebraten
25
chem. Sinne: Geruchssinn
| olfaktorische Illusion:
Geschmack scheint aus dem Mund zu kommen
- Geruch = Wahrnehmung bei Einatmen (orthonasal)
- Geschmack = Wahrnehmung beim Ausatmen (retronasal)
- Geschmackssinn ist hochgradig multisensorisch
—> Obiofrontaler Cortex - Neuronen die auf Geruch u Geschmack reagieren
—> Somatosensorisch - Mundgefühl u Textur der Nahrung
- visuell - Farbe der Nahrung
- audirotsich - Knuspergeräusche
26
Hören
- Stimulus: Schall - longitudinal ausbreitende Welle von abwechselnder Verdichtung u Verdünnung des Mediums (Druckwelle), Druck - Kraft pro Fläche, Schalldruck - AMplitude der Schwingung (Pa od. N/m^2)
- Maß der Schallintensität
—> dB (SPL) ist rein physikalisches Maß für Schallintensität, keine Info über Intensitätswahrnehmung durch Menschen
—> Phon ist subjektive, meschl. Lautstärkewahrnehmung, unterschiedliche Freq. mit gleichem Phon Wert lassen sich auf einer Isophone zusammenfassen
27
Hören - Funktion der Pinnae
- akustische Impedanzanpassung - trichterförmige Struktur transformiert Schallwellen derart, dass sie das Trommelfell effektiver zum schwingen bringen
- vertikales Richtungshören - binaurales Hören
- Impedanzanpassung via Mittelohr:
—> Schall würde normalerweise beim Übergang von Luft zu Wasser reflektiert werden
—> Kompensation durch Flächenverhältniss von Trommelfell zu Steigbügelplatte u Hebelwirkung der Gehörknöchelchen
- Transformation Freq. im Innenohr
28
Informationen die vom Hörsystem vermittelt werden
- Frequenz u Amplituden-Codierung/-analyse
- Lautstärkekodierung/-analyse
- Amplitudenvergleich der Freq.komponenten
- Freq. u Amplitudenverlaufanalyse
- Freq.filter (zB Hervorheben v Signalen im Hintergrundrauschen)
- Vergleich v Signalunterschiedne an den Ohren (Richtungshören)
- Echolokalisation usw
- Schallquellenlokalisation durch auditorischen Hirnstamm
—> niedrige Freq. - interaurale Zeitunterschiede (Analyse in der medialen superioren Olive)
—> hohe Freq.- interaurale Intensitätsunterschiede (Analyse in lateralen superioren Olive)
- Rezeptortyp: Haarzellen der Cochlea (sek. Sinneszellen)
- Transduktion durch mechanosensorische K-Kanäle u Verstärkung durch äußere Haarzellen
- prim. kortikales Areal - auditorischer Kortex (A1)
- kodierung sehr schnell - bis 20 kHz
29
Cochlea-Implantat
= erste sensorische Prothese
| —> el. Stimulation der Fasern des Hörnervs
30
Besonderheiten Hörsinn
- komplexe Verschaltungen im Mittelhirn
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Sehen
- Stimulus Licht - elektromagnetische, transversale Wellen (sichtbar 380-750nm)
—>Welle Teilchen Dualismus - Absorption einzelner Photonen
—>Polarisation - Schwingungsrichtung der transversalen Welle
- Rezeptortyp: Photorezeptoren (sek. Sinneszelle)
- absolute Schwelle - 1 Photon
- prim. kortikales Areal - visueller Cortex (V1)
- 2 Augentypen können Bildinhalte verarbeiten: Kamera/Linsenauge u Komplex/Facettenauge
32
Verarbeitung von Bildinformationen im Linsenauge
- Akkomodation - Fokussierung von Objekten durch anspannen/entspannen des Ziliarmuskels (entspannte, kupelige/gespannte, flache Linse)
- Korrekturen - Bulbus zu Kurz (weitsichtig) u Bulbus zu lang (kurzsichtig) - Zerstreuungslinse
- Typen von Photorezeptoren
—> Stäbchen(Hell/dunkel) u Zapfen (farbig)
—> farbiges Licht - additive Mischung (RGB) u subtraktive Mischung (CMY)
- Rezeptormolekül Rhodopsin
- membranales Protein in den Scheichenmembranen der Stäbchen Aussensegmente
- absorbiert Photonen
33
Photonentransduktionskaskade
- Rhodopsin absorbiert 1 Photon - all-trans-retinal
- Bildung von Metarhodopsin Rh*, welches das G-Protein aktiviert
-G-Protein aktiviert PDE - wandelt cGMP in GMP um
- [cGMP] nimmt ab u CNG-Ionenkanäle in der PM schließen
—> Inaktivierung von Rh* via Arrestion - Regeneration im PRE
- mehr als 50 erregbare Zelltypen in Säugerretina
-Zapfen geben ihr Signal an ON- u OFF-Bipolarzellen weiter
34
Rezeptives Feld
- bereich, von dem man ein Neuron aktivieren kann, nennt man rezeptives Feld dieses Neurons
- Größe hängt von Innervationsdichte ab
- rezeptive Felder von Neuronen überlappen häufig
- dies ist Vorraussetzung für Asubildung sensorischer Karten
Biologie
flashcards
Decks in class (9)
# Cards
