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Grundlagen der Neurobiologie: Ruhepotential und Aktionspotential verständlich erklärt

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C

Carlotta Bormann

19.12.2025

Biologie

Neurobiologie

452

19. Dez. 2025

4 Seiten

Grundlagen der Neurobiologie: Ruhepotential und Aktionspotential verständlich erklärt

C

Carlotta Bormann

@carlottabormann_ebzi

Nervenzellen sind wie die Verkabelung in deinem Smartphone - sie... Mehr anzeigen

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Neurobiologie
Nervenzellen (Neuronen) als Baustein des Nervensystems
Nervenzellen sind spezialisierte Zellen -> Bau der Nervenzellen
Spannun

Grundlagen der Nervenzellen und Ruhepotenzial

Stell dir vor, deine Nervenzellen sind wie winzige Batterien, die ständig unter Spannung stehen. Das Nervensystem teilt sich in zwei Hauptbereiche: das zentrale System (Gehirn und Rückenmark) und das periphere System, das Signale zwischen Körper und Zentrale transportiert.

Das Ruhepotenzial von etwa -70 mV entsteht durch eine clevere Verteilung von Ionen. Die Zellmembran ist wie ein selektiver Türsteher - sie lässt hauptsächlich Kaliumionen K+K+ raus, während Natriumionen Na+Na+ draußen bleiben müssen.

Diese Ionenverteilung funktioniert durch spezielle Kanäle in der Membran. Kaliumkanäle stehen offen, Natriumkanäle sind fast alle geschlossen. Dadurch sammeln sich positive Ladungen außen und negative innen - wie bei einer geladenen Batterie.

Merktipp: Das Ruhepotenzial ist der "Standby-Modus" deiner Nervenzelle - bereit für Action, aber noch in Ruhe!

Neurobiologie
Nervenzellen (Neuronen) als Baustein des Nervensystems
Nervenzellen sind spezialisierte Zellen -> Bau der Nervenzellen
Spannun

Wie das Ruhepotenzial entsteht und das Aktionspotenzial

Der Trick beim Ruhepotenzial liegt im Kalium-Ausstrom: K+-Ionen wandern nach draußen, wodurch innen negative Ladung zurückbleibt. Die Natrium-Kalium-Pumpe arbeitet wie ein Hausmeister und pumpt ständig Na+ raus und K+ rein - das kostet Energie, hält aber alles im Gleichgewicht.

Jetzt wird's spannend: Das Aktionspotenzial ist wie ein Blitz, der durch die Nervenzelle schießt! Bei einem überschwelligen Reiz (ab ca. -50 mV) öffnen sich plötzlich die Natriumkanäle und Na+ strömt rein - Depolarisation genannt.

Das Ganze folgt dem Alles-oder-nichts-Prinzip: Entweder es passiert komplett immer+30mVimmer +30 mV oder gar nicht. Nach der Depolarisation folgt die Repolarisation (Kalium strömt raus) und kurz eine Hyperpolarisation (unter das Ruhepotenzial).

Wichtig: Während der absoluten Refraktärphase 12ms1-2 ms kann kein neues Signal entstehen - die Zelle braucht ihre Erholungspause!

Neurobiologie
Nervenzellen (Neuronen) als Baustein des Nervensystems
Nervenzellen sind spezialisierte Zellen -> Bau der Nervenzellen
Spannun

Synapsen - Die Kommunikationszentralen

Synapsen sind die Verbindungsstellen zwischen Nervenzellen - hier wird das elektrische Signal in ein chemisches umgewandelt. Wenn ein Aktionspotenzial am Endknöpfchen ankommt, öffnen sich Calciumkanäle und lösen eine Kettenreaktion aus.

Die gespeicherten Neurotransmitter in den Vesikeln werden freigesetzt und schwimmen durch den synaptischen Spalt zur nächsten Zelle. Dort docken sie nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an Rezeptoren an und öffnen Ionenkanäle.

Es gibt zwei Synapse-Typen: Erregende Synapsen öffnen Natriumkanäle (→ EPSP, Depolarisation) und hemmende Synapsen öffnen Chlorid- oder Kaliumkanäle (→ IPSP, Hyperpolarisation). Nach getaner Arbeit werden die Transmitter von Enzymen abgebaut.

Cool zu wissen: Dein Gehirn hat etwa 100 Billionen Synapsen - mehr Verbindungen als Sterne in der Milchstraße!

Neurobiologie
Nervenzellen (Neuronen) als Baustein des Nervensystems
Nervenzellen sind spezialisierte Zellen -> Bau der Nervenzellen
Spannun

Summation - Wie Nervenzellen rechnen

Nervenzellen sind echte Rechengenies! Sie können verschiedene Signale addieren und subtrahieren, um zu entscheiden, ob ein neues Aktionspotenzial ausgelöst wird.

Bei der zeitlichen Summation kommen mehrere Signale schnell hintereinander an derselben Synapse an - die PSPs addieren sich wie Wellen, die aufeinandertreffen. Die räumliche Summation verrechnet Signale von verschiedenen Synapsen gleichzeitig am Axonhügel.

Das Ergebnis entscheidet alles: Nur wenn die Summe aller erregenden und hemmenden Signale den Schwellenwert überschreitet, feuert die Zelle ein neues Aktionspotenzial ab. Ein EPSP plus zwei IPSPs kann beispielsweise unter der Schwelle bleiben.

Die Informationscodierung funktioniert unterschiedlich: Im Axon durch Frequenz mehrPulse=sta¨rkeresSignalmehr Pulse = stärkeres Signal, an Synapsen durch Amplitude (stärkere chemische Signale).

Praxis-Tipp: Stell dir vor, du sammelst Punkte (EPSP) und verlierst welche (IPSP) - nur bei genug Punkten gibt's den "Jackpot" (neues Aktionspotenzial)!



Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

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Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

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Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

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Nervenzellen sind wie die Verkabelung in deinem Smartphone - sie leiten Informationen als elektrische Signale weiter und sorgen dafür, dass dein Körper funktioniert. Du lernst hier, wie diese faszinierenden Zellen aufgebaut sind und wie sie miteinander "sprechen".

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Grundlagen der Nervenzellen und Ruhepotenzial

Stell dir vor, deine Nervenzellen sind wie winzige Batterien, die ständig unter Spannung stehen. Das Nervensystem teilt sich in zwei Hauptbereiche: das zentrale System (Gehirn und Rückenmark) und das periphere System, das Signale zwischen Körper und Zentrale transportiert.

Das Ruhepotenzial von etwa -70 mV entsteht durch eine clevere Verteilung von Ionen. Die Zellmembran ist wie ein selektiver Türsteher - sie lässt hauptsächlich Kaliumionen K+K+ raus, während Natriumionen Na+Na+ draußen bleiben müssen.

Diese Ionenverteilung funktioniert durch spezielle Kanäle in der Membran. Kaliumkanäle stehen offen, Natriumkanäle sind fast alle geschlossen. Dadurch sammeln sich positive Ladungen außen und negative innen - wie bei einer geladenen Batterie.

Merktipp: Das Ruhepotenzial ist der "Standby-Modus" deiner Nervenzelle - bereit für Action, aber noch in Ruhe!

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Wie das Ruhepotenzial entsteht und das Aktionspotenzial

Der Trick beim Ruhepotenzial liegt im Kalium-Ausstrom: K+-Ionen wandern nach draußen, wodurch innen negative Ladung zurückbleibt. Die Natrium-Kalium-Pumpe arbeitet wie ein Hausmeister und pumpt ständig Na+ raus und K+ rein - das kostet Energie, hält aber alles im Gleichgewicht.

Jetzt wird's spannend: Das Aktionspotenzial ist wie ein Blitz, der durch die Nervenzelle schießt! Bei einem überschwelligen Reiz (ab ca. -50 mV) öffnen sich plötzlich die Natriumkanäle und Na+ strömt rein - Depolarisation genannt.

Das Ganze folgt dem Alles-oder-nichts-Prinzip: Entweder es passiert komplett immer+30mVimmer +30 mV oder gar nicht. Nach der Depolarisation folgt die Repolarisation (Kalium strömt raus) und kurz eine Hyperpolarisation (unter das Ruhepotenzial).

Wichtig: Während der absoluten Refraktärphase 12ms1-2 ms kann kein neues Signal entstehen - die Zelle braucht ihre Erholungspause!

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Synapsen - Die Kommunikationszentralen

Synapsen sind die Verbindungsstellen zwischen Nervenzellen - hier wird das elektrische Signal in ein chemisches umgewandelt. Wenn ein Aktionspotenzial am Endknöpfchen ankommt, öffnen sich Calciumkanäle und lösen eine Kettenreaktion aus.

Die gespeicherten Neurotransmitter in den Vesikeln werden freigesetzt und schwimmen durch den synaptischen Spalt zur nächsten Zelle. Dort docken sie nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an Rezeptoren an und öffnen Ionenkanäle.

Es gibt zwei Synapse-Typen: Erregende Synapsen öffnen Natriumkanäle (→ EPSP, Depolarisation) und hemmende Synapsen öffnen Chlorid- oder Kaliumkanäle (→ IPSP, Hyperpolarisation). Nach getaner Arbeit werden die Transmitter von Enzymen abgebaut.

Cool zu wissen: Dein Gehirn hat etwa 100 Billionen Synapsen - mehr Verbindungen als Sterne in der Milchstraße!

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Nervenzellen sind echte Rechengenies! Sie können verschiedene Signale addieren und subtrahieren, um zu entscheiden, ob ein neues Aktionspotenzial ausgelöst wird.

Bei der zeitlichen Summation kommen mehrere Signale schnell hintereinander an derselben Synapse an - die PSPs addieren sich wie Wellen, die aufeinandertreffen. Die räumliche Summation verrechnet Signale von verschiedenen Synapsen gleichzeitig am Axonhügel.

Das Ergebnis entscheidet alles: Nur wenn die Summe aller erregenden und hemmenden Signale den Schwellenwert überschreitet, feuert die Zelle ein neues Aktionspotenzial ab. Ein EPSP plus zwei IPSPs kann beispielsweise unter der Schwelle bleiben.

Die Informationscodierung funktioniert unterschiedlich: Im Axon durch Frequenz mehrPulse=sta¨rkeresSignalmehr Pulse = stärkeres Signal, an Synapsen durch Amplitude (stärkere chemische Signale).

Praxis-Tipp: Stell dir vor, du sammelst Punkte (EPSP) und verlierst welche (IPSP) - nur bei genug Punkten gibt's den "Jackpot" (neues Aktionspotenzial)!

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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