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Räumliche und Zeitliche Summation an Synapsen: EPSP und IPSP einfach erklärt

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Dax

14.4.2021

Biologie

Verschaltung und Verrechnung an Synapsen

Räumliche und Zeitliche Summation an Synapsen: EPSP und IPSP einfach erklärt

Postsynaptische Potenziale und ihre Summation spielen eine entscheidende Rolle bei der Informationsverarbeitung im Nervensystem. Sie ermöglichen eine präzise Steuerung neuronaler Aktivität durch das Zusammenspiel erregender und hemmender Signale.

  • Postsynaptische Potenziale (PSPs) sind analoge Signale, deren Stärke von der Transmittermenge abhängt
  • Es gibt erregende (EPSP) und hemmende (IPSP) postsynaptische Potenziale
  • Durch räumliche und zeitliche Summation können sich PSPs verstärken oder abschwächen
  • Die Verrechnung von EPSPs und IPSPs ermöglicht eine kontrollierte Erregung im Nervensystem
  • Konvergenz und Divergenz von Signalen erhöhen die Komplexität der neuronalen Verschaltung
...

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14. Apr. 2021

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Räumliche und Zeitliche Summation an Synapsen: EPSP und IPSP einfach erklärt

Postsynaptische Potenziale und ihre Summation spielen eine entscheidende Rolle bei der Informationsverarbeitung im Nervensystem. Sie ermöglichen eine präzise Steuerung neuronaler Aktivität durch das Zusammenspiel erregender und hemmender Signale.

  • Postsynaptische Potenziale (PSPs) sind analoge Signale, deren Stärke von der Transmittermenge abhängt... Mehr anzeigen

Neurobiologie
Informationsübertragung und Verarbeitung
Verschaltung und Verrechnung an Synapsen
postsynaptisches Potenzial
Konvergenz
Intens

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Postsynaptische Potenziale und Signalverarbeitung an Synapsen

Die Informationsübertragung und -verarbeitung im Nervensystem basiert auf komplexen Verschaltungen und Verrechnungen an Synapsen. Zentral hierbei sind die postsynaptischen Potenziale PSPsPSPs, die als analoge Signale fungieren.

Definition: Postsynaptische Potenziale sind elektrische Potenzialveränderungen an der postsynaptischen Membran, die durch die Ausschüttung von Neurotransmittern an Synapsen ausgelöst werden.

Es gibt zwei Arten von postsynaptischen Potenzialen:

  1. Das erregende postsynaptische Potential EPSPEPSP wird durch eine erregende Synapse ausgelöst und führt zu einer Depolarisation der postsynaptischen Membran.
  2. Das inhibitorische postsynaptische Potential IPSPIPSP wird durch eine hemmende Synapse verursacht und resultiert in einer Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran.

Highlight: Das Zusammenspiel von EPSP und IPSP ermöglicht eine kontrollierte Erregung im Nervensystem. Bei Erkrankungen wie Epilepsie ist dieses feine Gleichgewicht gestört.

Die Intensität und Dauer der postsynaptischen Potenziale sind proportional zur ausgeschütteten Transmittermenge. Dies ermöglicht eine präzise Modulation der Signalstärke.

Ein wichtiger Aspekt der neuronalen Signalverarbeitung ist die Summation von postsynaptischen Potenzialen. Hierbei unterscheidet man zwei Formen:

  1. Räumliche Summation: Hierbei werden viele gleichzeitig am Axonhügel eintreffende PSPs von verschiedenen Synapsen summiert.
  2. Zeitliche Summation: Bei dieser Form werden schnell aufeinanderfolgende PSPs summiert.

Vocabulary: Konvergenz bezeichnet das Zusammenlaufen mehrerer präsynaptischer Neurone auf ein postsynaptisches Neuron, während Divergenz die Verzweigung eines präsynaptischen Neurons zu mehreren postsynaptischen Neuronen beschreibt.

Die Summation von EPSPs und IPSPs führt dazu, dass sich die Effekte der Depolarisation und Hyperpolarisation an der postsynaptischen Membran überlagern. Dadurch werden die eingehenden Signale gegeneinander verrechnet, was eine hochkomplexe Informationsverarbeitung ermöglicht.

Example: Wenn an einem Neuron gleichzeitig ein EPSP mit der Stärke +1 und ein IPSP mit der Stärke -1 eintreffen, heben sich diese gegenseitig auf, und das Neuron bleibt in seinem Ruhezustand.

Diese Mechanismen der räumlichen und zeitlichen Summation sowie der Verrechnung von erregenden und hemmenden Signalen bilden die Grundlage für die enorme Verarbeitungskapazität und Flexibilität des Nervensystems.

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Hans T

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