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Grundlagen der neuronalen Verrechnung

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H.H

19.10.2025

Biologie

Neuronale Verrechnung

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19. Okt. 2025

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Grundlagen der neuronalen Verrechnung

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H.H

@worth.learning

Neuronale Verrechnung ist ein fundamentaler Prozess in unserem Nervensystem, bei... Mehr anzeigen

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1. Mehrere EPSP un

Grundlagen der neuronalen Signalverarbeitung

Unsere Nervenzellen kommunizieren über zwei Arten von Signalen: erregende postsynaptische Potenziale (EPSP) und hemmende postsynaptische Potenziale (IPSP). EPSPs führen zu einer Depolarisation der Zellmembran und können, wenn sie stark genug sind, ein Aktionspotential auslösen. IPSPs hingegen verursachen eine Hyperpolarisation und können erregende Signale abschwächen.

An Synapsen werden ankommende Aktionspotentiale in länger andauernde postsynaptische Potentiale umgewandelt. Diese breiten sich unter Abschwächung über die Zelle aus und werden am Axonhügel verrechnet. Erst wenn dort der Schwellenwert überschritten wird, entsteht ein neues Aktionspotential.

Die Verrechnung der Signale erfolgt durch zwei Mechanismen. Bei der räumlichen Summation werden gleichzeitig eintreffende EPSPs und IPSPs von verschiedenen Synapsen verrechnet. Bei der zeitlichen Summation werden kurz nacheinander eintreffende Signale von einer Synapse addiert. In beiden Fällen gilt: Überwiegen die EPSPs, wird ein Aktionspotential ausgelöst; überwiegen die IPSPs, bleibt dies aus.

💡 Stell dir dein Neuron wie einen Entscheider vor: Es sammelt alle "Ja"-Stimmen EPSPsEPSPs und "Nein"-Stimmen (IPSPs) und nur wenn die positiven Stimmen überwiegen, wird das Signal weitergeleitet!

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Zeitliche Summation:
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Analyse neuronaler Schaltkreise

Anhand von Messdaten können wir die Funktion neuronaler Netzwerke analysieren. Erregende Synapsen erkennt man daran, dass sie Aktionspotentiale am Axonhügel auslösen können. Hemmende Synapsen verursachen dagegen Lücken in der Aktionspotentialfrequenz oder unterdrücken sie vollständig.

Bei der zeitlichen Summation überlagern sich schnell aufeinanderfolgende EPSPs, was zu einer schrittweisen Depolarisation führt. Dies zeigt sich in einem langsamen Anstieg der Messkurve bis zum Schwellenwert. Erst dann wird ein Aktionspotential am Axonhügel ausgelöst.

Die Wirkung von Synapsen hängt auch von ihrer Entfernung zum Axonhügel ab. Je weiter eine Synapse vom Axonhügel entfernt ist, desto stärker wird ihr Potential abgeschwächt. Daher hat eine nahe erregende Synapse oft mehr Einfluss als eine weit entfernte hemmende Synapse.

🧠 Die Position der Synapsen auf dem Neuron spielt eine wichtige Rolle! Eine hemmende Synapse direkt am Axonhügel kann effizienter die Signalweiterleitung blockieren als eine weit entfernte.

Komplexe neuronale Verarbeitung entsteht durch das Zusammenspiel verschiedener Synapsentypen. So kann beispielsweise ein starkes, anhaltendes EPSP durch ein kurzes IPSP zeitweise unterbrochen werden, was zu einer veränderten Aktionspotentialfrequenz am Axonhügel führt.

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Zeitliche Summation:
1. Mehrere EPSP un

EPSPs im Vergleich zu Aktionspotentialen

EPSPs und Aktionspotentiale unterscheiden sich fundamental in ihren Eigenschaften. Während Aktionspotentiale dem Alles-oder-Nichts-Prinzip folgen und immer die gleiche Amplitude haben, sind EPSPs graduiert und hängen in ihrer Stärke von der Ausgangserregung ab.

Aktionspotentiale breiten sich aktiv unter Erhalt ihrer Amplitude aus und haben eine konstante Dauer von etwa 4 ms. EPSPs dagegen breiten sich elektrotonisch ("kriechend") unter Abschwächung aus und können zwischen 40 und 4000 ms andauern. Während Aktionspotentiale frequenzmoduliert sind, werden EPSPs amplitudenmoduliert.

Ein wichtiger Unterschied ist auch die Auslöseschwelle: Aktionspotentiale benötigen diese, EPSPs nicht. Zudem besitzen Aktionspotentiale eine Refraktärzeit, in der kein neues Aktionspotential ausgelöst werden kann - eine Eigenschaft, die EPSPs fehlt.

🔬 Pharmaka können die neuronale Signalübertragung gezielt beeinflussen. Manche Substanzen öffnen Natriumkanäle und erzeugen eine Dauerdepolarisation, während andere als Hemmstoffe wirken und mit Transmittern konkurrieren.

Pharmakologisch lässt sich die Signalübertragung beeinflussen: Substanz S kann eine Dauerdepolarisation durch permanente Öffnung der Natriumkanäle bewirken. Pharmakon P wirkt hingegen als kompetitiver Hemmstoff an den Rezeptoren. Interessanterweise können sich bestimmte Pharmaka P+NP+N in ihrer Wirkung gegenseitig aufheben, was auf denselben Wirkmechanismus hindeutet.



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

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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

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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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 ☺️

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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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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.

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Biologie

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Neuronale Verrechnung ist ein fundamentaler Prozess in unserem Nervensystem, bei dem Signale zwischen Nervenzellen verarbeitet werden. Dabei spielen erregende (exzitatorische) und hemmende (inhibitorische) Signale eine entscheidende Rolle bei der Informationsübertragung im Gehirn.

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Grundlagen der neuronalen Signalverarbeitung

Unsere Nervenzellen kommunizieren über zwei Arten von Signalen: erregende postsynaptische Potenziale (EPSP) und hemmende postsynaptische Potenziale (IPSP). EPSPs führen zu einer Depolarisation der Zellmembran und können, wenn sie stark genug sind, ein Aktionspotential auslösen. IPSPs hingegen verursachen eine Hyperpolarisation und können erregende Signale abschwächen.

An Synapsen werden ankommende Aktionspotentiale in länger andauernde postsynaptische Potentiale umgewandelt. Diese breiten sich unter Abschwächung über die Zelle aus und werden am Axonhügel verrechnet. Erst wenn dort der Schwellenwert überschritten wird, entsteht ein neues Aktionspotential.

Die Verrechnung der Signale erfolgt durch zwei Mechanismen. Bei der räumlichen Summation werden gleichzeitig eintreffende EPSPs und IPSPs von verschiedenen Synapsen verrechnet. Bei der zeitlichen Summation werden kurz nacheinander eintreffende Signale von einer Synapse addiert. In beiden Fällen gilt: Überwiegen die EPSPs, wird ein Aktionspotential ausgelöst; überwiegen die IPSPs, bleibt dies aus.

💡 Stell dir dein Neuron wie einen Entscheider vor: Es sammelt alle "Ja"-Stimmen EPSPsEPSPs und "Nein"-Stimmen (IPSPs) und nur wenn die positiven Stimmen überwiegen, wird das Signal weitergeleitet!

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Anhand von Messdaten können wir die Funktion neuronaler Netzwerke analysieren. Erregende Synapsen erkennt man daran, dass sie Aktionspotentiale am Axonhügel auslösen können. Hemmende Synapsen verursachen dagegen Lücken in der Aktionspotentialfrequenz oder unterdrücken sie vollständig.

Bei der zeitlichen Summation überlagern sich schnell aufeinanderfolgende EPSPs, was zu einer schrittweisen Depolarisation führt. Dies zeigt sich in einem langsamen Anstieg der Messkurve bis zum Schwellenwert. Erst dann wird ein Aktionspotential am Axonhügel ausgelöst.

Die Wirkung von Synapsen hängt auch von ihrer Entfernung zum Axonhügel ab. Je weiter eine Synapse vom Axonhügel entfernt ist, desto stärker wird ihr Potential abgeschwächt. Daher hat eine nahe erregende Synapse oft mehr Einfluss als eine weit entfernte hemmende Synapse.

🧠 Die Position der Synapsen auf dem Neuron spielt eine wichtige Rolle! Eine hemmende Synapse direkt am Axonhügel kann effizienter die Signalweiterleitung blockieren als eine weit entfernte.

Komplexe neuronale Verarbeitung entsteht durch das Zusammenspiel verschiedener Synapsentypen. So kann beispielsweise ein starkes, anhaltendes EPSP durch ein kurzes IPSP zeitweise unterbrochen werden, was zu einer veränderten Aktionspotentialfrequenz am Axonhügel führt.

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EPSPs im Vergleich zu Aktionspotentialen

EPSPs und Aktionspotentiale unterscheiden sich fundamental in ihren Eigenschaften. Während Aktionspotentiale dem Alles-oder-Nichts-Prinzip folgen und immer die gleiche Amplitude haben, sind EPSPs graduiert und hängen in ihrer Stärke von der Ausgangserregung ab.

Aktionspotentiale breiten sich aktiv unter Erhalt ihrer Amplitude aus und haben eine konstante Dauer von etwa 4 ms. EPSPs dagegen breiten sich elektrotonisch ("kriechend") unter Abschwächung aus und können zwischen 40 und 4000 ms andauern. Während Aktionspotentiale frequenzmoduliert sind, werden EPSPs amplitudenmoduliert.

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🔬 Pharmaka können die neuronale Signalübertragung gezielt beeinflussen. Manche Substanzen öffnen Natriumkanäle und erzeugen eine Dauerdepolarisation, während andere als Hemmstoffe wirken und mit Transmittern konkurrieren.

Pharmakologisch lässt sich die Signalübertragung beeinflussen: Substanz S kann eine Dauerdepolarisation durch permanente Öffnung der Natriumkanäle bewirken. Pharmakon P wirkt hingegen als kompetitiver Hemmstoff an den Rezeptoren. Interessanterweise können sich bestimmte Pharmaka P+NP+N in ihrer Wirkung gegenseitig aufheben, was auf denselben Wirkmechanismus hindeutet.

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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

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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!

Marcus B

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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

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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