Neurobiologie

Aus Domeyer

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Inhaltsverzeichnis

Überblick über das Nervensystem

Bau und Funktion von Nervenzellen

Welche Bedeutung hat die weiße Substanz?

Der Aufbau einer Nervenzelle

Das Membranpotenzial

Animation zur Funktion der Na/K-Ionenpumpe

Lückentext zur Wiederholung des Membranpotentials

Das Aktionspotenzial

bei Wikipedia beschrieben

Animation zur Funktion des Aktionspotentials

Die Weiterleitung des Aktionspotenzials

Eine Einführung in den Aufbau und die Arbeitsweise von Neuronen finden Sie hier

Die Erregungsübertragung an der Synapse

Verschiedene Synapsentypen

Aufgabenblatt zur Verrechnung von Aktionspotenzialen

Nervengifte

Synapsengifte und andere Nervengifte

Nervensysteme

Schematische Übersicht über das Nenvensystem des Menschen

Das Zentralnervensystem

Bau und Funktion des Gehirns

Gliederung des Gehirns

Die Funktionen des Großhirns

Die Erkundung der Felder und Gehirnaktivität

  • Paul Broca (1860) französischer Arzt: führt Gehirnuntersuchungen an Verstorbenen durch, die zu Lebzeiten sprachgestört waren. Er fand herraus, dass die linke Schläfenseite geschädigt war.
  • Untersuchungen an Verstorbenen, die zu Lebzeiten an verschiedenen Ausfalllerscheinungen gelitten hatten.
  • Elektronenencephalogramm (EEG): zeigt Gehirnbereiche mit unterschiedlicher Aktivität. Neurone eines aktiven Gehirns erzeugen in jeder Sekunde mehrere Millionen Impulse, die auf der Kopfhaut messbar sind. Messung im einzelnen: Es wird der zeitliche Verlauf von Spannungsschwankung gemessen zwischen einer Bezugselektrode am Ohrläppchen und 20 weiteren Elektroden, die einzeln aufgezeichnet werden. Die Hirnaktivität beeinflusst die Summe der Impulse zwischen den Elektroden. An dem Verlauf der Kurven können Ärzte die Aktivitätszustände der einzelnen Großhirnbereiche feststellen. Anwendung dieses Verfahrens: Schlafforschung und Diagnose von Ausfallerscheinungen. Die Beschreibung verschiedener Wellen findet man hier.
  • Reizung bestimmter Rindenbereiche: Bei der Untersuchung von Patienten bei Gehirnoperationen hatten diese durch Reizung bestimmter Rindenbereiche bestimmte Empfindungen.
  • Kühlung von bestimmten Gehirnbereichen, führte zur Ausschaltung oder fehlerhaften Handlungen.
  • Tierexperimente: elektrische Reizung bestimmter Gehirnbereiche.
  • Tomografie: Verschiedene Ebenen des Gehirn können gescannt werden. Es entstehen zweidimensionale Bilder. Diese lassen sich, wenn mehrere Bilder übereinander gelegt werden, in dreidimensionale Bilder umwandeln:

Magnetrensoanz-Tomografie:

Positronen-Emissions-Tomofrafie


Der Aufbau des Großhirns

Das Großhirn besteht aus zwei Hälften, die durch den Balken verbunden sind. Durch die Furchung der Rindenschicht ist nur ein Drittel von außen sichtbar. Das Großhiern ist zweischichtig aufgebaut. Außen liegt die Hirnrinde (die graue Substanz), die die Zellkörper enthält. Darunter liegt das Hirnmark (die weiße Substanz) mit den Nervenfasern. Jede Großhirnhälfte gliedert sich in je vier verschiedene Lappen.

Gliederung der Hirnrinde nach Funktionen

  • Sensorische Felder: Sammelstelle für Informationen der Sinnesorgane, Weiterleitung in Assoziationsfelder
  • Assoziationsfelder: Verknüpfung der Informationen der sensorischen Felder mit anderen Großhirnabschnitten. Beispiel: Erkennen eines Signals, das die sensorischen Felder erreicht. Dieses Signal wurde früher bereits unter verschiedenen Aspekten gespeichert. Bei der Störung eines Assoziationsfeldes wird beispielweise eine Rede gehört, deren Sinn aber nicht verstanden. In den Assoziationsfeldern findet das Lernen statt.

Das Bewusstsein

Nach medizinischen Gesichtspunkten wird als Bewusstsein die Fähgigkeit bezeichnet, Informationen verarbeiten zu können und darauf physiologisch geordnet zu reagieren.

Unterscheidung zwischen zwei Bewusstseinsformen: das Hintergrundbewusstsein und das Aktualbewusstsein.

  • Das Hintergrundbewusstsein verdeutlicht das eigene "Ich": Erkenntnis, eine eigene 'Identität zu haben, Unterscheidungsvermögen zwischen Vorstellung und Realität.
  • Das Aktualbewusstsein hat den Fokus auf die Sinneswahrnehmung, das Denken, die Vorstellungen, die Erinnerungen, die Emotionen und die Wünsche.

Nur wenn Sinneseindrücke bis zur Großhirnrinde (Cortex) vordringen, gelangen sie in unser Bewusstsein. Sie werden wahrgenommen. Damit die Sinneseindrücke in den Cortex gelangen können, müssen sie verschiedene untergeordnete Filterbereiche passieren:

  • Formatio reticularis: kleine Nervenachse im Hirnstamm, besteht aus drei Reihen von speziellen Nervengruppen (Kernen). Hier werden unterschiedliche Prozesse veranlasst: Aktivierung von Denkprozessen, Aktivierung von Emotionen, Kontrolle über den Wachzustand und Bewertung der Bedeutsamkeit von Reizen. Schlaf und Wachzustand werden über diesen Bereich gesteuert. Je weniger dieser Bereich in den Thalamus durchlässt, um so eher wird ein Dämmerzustand und schließlich der Schlafzustand erreicht. (Aber auch andere Neuronen der Brücke können den Schlafzustand auslösen.)
  • Thalamus: erneute Filterung der Reize und Umlenkung in die entsprechenden sensorischen Regionen des Cortex. Der Thalamus wird als "Tor zum Bewusstsein" bezeichnet.
Bewusstseinszustände

Die Emotionen

Angst, Trauer, Abscheu, Wut und Freude kennt jeder. Diese Emotionen sind subjektive Begleitempfindungen von Verhaltensweisen und Sinnesempfindungen. Emotionen steuern die Planung und Auswahl angepasster Verhaltensweisen. Bewussten Entscheidungen gehen in der Regel unbewusste emotional beeinflusste Entscheidungen voraus. Viele Entscheidungen werden aus dem Bauch heraus getroffen. Eine Trennung von Vernunft und Emotion ist kaum möglich.

An der Entstehung von Emotionen sind mehrere Gehirnbereiche beteiligt. Eine wichtige Rolle spielt hier der limbische System. An seinem Aufbau sind die Großhirnrinde, das Mittelhirn und das Zwischenhirn beteiligt. Im limbischen System befinden sich die Mandelkerne (Amygdalae). Diese Bereiche sind an der Entstehung von Angst beteiligt. Hier erfolgt eine emotionale Bewertung und Wiedererkennung von Situationen. Bei der Zerstörung der Mandelkerne führt dies zum Verlust von Angstempfindungen.

Verschiedene Neurotransmitter sind an der Entstehung von Emotionen beteiligt. Ist dieses Verhältnis an Transmittern gestört, so kann dies zu psychischen Erkrankungen führen. Krankhafte Angstzustände können entstehen, wenn in den Mandelkernen zu wenig Gamma-Aminobuttersäure vorhanden ist. Auch die Neurotransmitter Serotonin, Dopamin und Endorphine beeinflussen als Glückshormone die Emotionen.

Wie geht das Lernen? (eine Powerpoint-Präsentation)

Das Lichtsinnesorgan

Arbeitsblatt zur Einführung zum Lichtsinnesorgan

Arbeitsblatt Augentypen

Wiederholungsblatt Begriffe zum Auge]

Schema zur Fototransduktion

Persönliche Werkzeuge