Wie dein Gehirn funktioniert: Alles über Neuronen und Nervenprozesse

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135

Ronja

22.12.2021

Biologie

Zusammenfassung Neurobio & Sinnesphysiologie

Fächer

Biologie

Neurobiologie

Erregungsleitung

Membranpotential

Wie dein Gehirn funktioniert: Alles über Neuronen und Nervenprozesse

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

Der Neurobiologie Reiz-Verarbeitungsprozess und die Sinnesphysiologie bilden die Grundlage für die Verarbeitung von Umweltreizen im Nervensystem.

• Der Prozess beginnt mit der Reizaufnahme durch spezialisierte Sinnesorgane
• Der Aufbau und Funktionen eines Neurons ermöglicht die Signalweiterleitung
• Das Aktionspotential Ablauf im Nervensystem erfolgt nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip
• Die Signalverarbeitung findet im Gehirn statt
• Verschiedene Sinnesorgane wie Auge, Nase und Ohr wandeln spezifische Reize um

...

22.12.2021

4073

Bio 6
Themen Neurobiologie und Sinnesphysiologie
(a) Neurobiologie
Reiz = Umwelteinfluss, für den passende sinnesorgane existieren
1. Reiz-

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Aufbau eines Neurons

Der Aufbau und Funktionen eines Neurons sind entscheidend für die Signalverarbeitung im Nervensystem. Ein typisches Neuron besteht aus folgenden Hauptkomponenten:

Soma $Zellkörper$ : Enthält den Zellkern und die Zellorganellen, verantwortlich für die Biosynthese.
Dendriten: Dienen der Informationsaufnahme.
Axonhügel: Entscheidet über die Auslösung eines Aktionspotentials.
Axon: Leitet Signale weiter und enthält Mitochondrien für die Energieversorgung.
Schwann'sche Zellen: Spezielle Gliazellen im peripheren Nervensystem, die die Myelinscheide bilden.
Myelinscheide: Isoliert das Axon für eine effizientere Signalweiterleitung.
Ranvier'sche Schnürringe: Zwischenräume in der Myelinscheide, die für die saltatorische Erregungsleitung wichtig sind.
Endköpfchen: Bildet Synapsen mit anderen Nervenzellen.

Vocabulary: Oligodendrozyten sind spezielle Gliazellen im zentralen Nervensystem, die ebenfalls Myelinscheiden bilden.

Highlight: Die Myelinscheide und die Ranvier'schen Schnürringe ermöglichen eine schnelle und energieeffiziente Signalweiterleitung entlang des Axons.

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Verlauf eines Aktionspotentials

Der Ablauf lässt sich in folgende Phasen unterteilen:

Ruhepotential: Spannungsgesteuerte Na+-Kanäle sind geschlossen, das Zellinnere ist negativ geladen.
Depolarisation: Überschwelliger Reiz öffnet Na+-Kanäle, Na+ strömt ein, Membranpotential kehrt sich auf +30 mV um.
Repolarisation: Na+-Kanäle schließen sich, K+-Kanäle öffnen sich, K+ strömt aus, Membranpotential kehrt zurück.
Hyperpolarisation: Kurzzeitiges Unterschreiten des Ruhepotentials auf etwa -90 mV.
Rückkehr zum Ruhepotential: K+-Kanäle schließen sich, Ausgangszustand wird wiederhergestellt.

Definition: Die Refraktärzeit ist die Phase, in der die Nervenzelle für Reize unempfindlich ist und kein neues Aktionspotential auslösen kann.

Highlight: Das Alles-oder-Nichts-Prinzip besagt, dass die Amplitude eines Aktionspotentials immer gleich bleibt, unabhängig von der Reizstärke.

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Reizstärke und Aktionspotentiale

Die Codierung der Reizstärke im Nervensystem erfolgt durch die Frequenz der Aktionspotentiale, nicht durch deren Amplitude. Dieses Prinzip wird als Frequenzcodierung bezeichnet.

Wichtige Aspekte:

Unterschwellige Reize lösen nur lokale Potentiale aus, aber keine Aktionspotentiale.
Überschwellige Reize führen zur Auslösung von Aktionspotentialen.
Je stärker der Reiz, desto höher die Frequenz der Aktionspotentiale.

Example: Ein schwacher Lichtreiz könnte zu 10 Aktionspotentialen pro Sekunde führen, während ein starker Lichtreiz 100 Aktionspotentiale pro Sekunde auslösen könnte.

Highlight: Die Amplitude der Aktionspotentiale bleibt konstant, unabhängig von der Reizstärke $Alles-oder-Nichts-Gesetz$ .

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Die chemische Synapse

Die chemische Synapse ist eine spezialisierte Struktur, die die Signalübertragung zwischen Neuronen ermöglicht. Der Prozess der synaptischen Übertragung umfasst folgende Schritte:

Ein Aktionspotential erreicht das präsynaptische Endköpfchen.
Spannungsgesteuerte Ca²⁺-Kanäle öffnen sich.
Ca²⁺ strömt in das Endköpfchen ein.
Vesikel mit Neurotransmittern $z.B. Acetylcholin$ verschmelzen mit der präsynaptischen Membran.
Neurotransmitter werden in den synaptischen Spalt freigesetzt.
Neurotransmitter binden an Rezeptoren der postsynaptischen Membran.
Transmittergesteuerte Ionenkanäle öffnen sich.
Ionen strömen ein oder aus, was zu einer Änderung des Membranpotentials führt.

Vocabulary: Acetylcholinesterase ist ein Enzym, das Acetylcholin im synaptischen Spalt abbaut und so die Signalübertragung beendet.

Highlight: Die chemische Synapse ermöglicht eine präzise Regulierung und Modulation der Signalübertragung zwischen Neuronen.

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Synaptische Verrechnung

An Synapsen finden verschiedene Summationsprozesse statt, die die Signalverarbeitung beeinflussen.

Definition: Räumliche Summation bezeichnet die Addition von Signalen aus verschiedenen Synapsen.

Definition: Zeitliche Summation beschreibt die Addition aufeinanderfolgender Signale an einer Synapse.

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Sinneszellen und Rezeptoren

Die Grundlagen der Sinnesphysiologie basieren auf spezialisierten Sinneszellen und deren Fähigkeit zur Reizaufnahme.

Definition: Der adäquate Reiz ist derjenige, für den eine Sinneszelle besonders empfindlich ist.

Highlight: Sinneszellen sind hochspezialisiert für bestimmte Reizqualitäten.

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Geruchssinn

Der Geruchssinn basiert auf komplexen Transduktionsprozessen im Riechepithel der Nase.

Definition: Transduktion ist die Umwandlung von Reizen in elektrische Erregungen.

Vocabulary: G-Proteine sind wichtige Signalmoleküle im Transduktionsprozess.

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Aufbau des Auges

Das Auge ist ein komplexes Sinnesorgan mit verschiedenen funktionellen Komponenten.

Highlight: Die Pupille reguliert den Lichteinfall, während die Linse für die Scharfstellung zuständig ist.

Vocabulary: Der Glaskörper schützt und stützt das Auge und besonders die Netzhaut.

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Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

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Biologie

Neurobiologie

Erregungsleitung

Membranpotential

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•

4.073

•

22. Dez. 2021

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Wie dein Gehirn funktioniert: Alles über Neuronen und Nervenprozesse

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@ronjab

Der Neurobiologie Reiz-Verarbeitungsprozess und die Sinnesphysiologie bilden die Grundlage für die Verarbeitung von Umweltreizen im Nervensystem.

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Aufbau eines Neurons

Der Aufbau und Funktionen eines Neurons sind entscheidend für die Signalverarbeitung im Nervensystem. Ein typisches Neuron besteht aus folgenden Hauptkomponenten:

Soma $Zellkörper$ : Enthält den Zellkern und die Zellorganellen, verantwortlich für die Biosynthese.

Dendriten: Dienen der Informationsaufnahme.

Axonhügel: Entscheidet über die Auslösung eines Aktionspotentials.

Axon: Leitet Signale weiter und enthält Mitochondrien für die Energieversorgung.

Schwann'sche Zellen: Spezielle Gliazellen im peripheren Nervensystem, die die Myelinscheide bilden.

Myelinscheide: Isoliert das Axon für eine effizientere Signalweiterleitung.

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Verlauf eines Aktionspotentials

Der Aktionspotential Ablauf im Nervensystem ist ein komplexer, aber präzise regulierter Prozess. Ein Aktionspotential ist eine plötzliche, etwa 1 ms dauernde Änderung des Membranpotentials, die durch einen überschwelligen Reiz ausgelöst wird.

Der Ablauf lässt sich in folgende Phasen unterteilen:

Ruhepotential: Spannungsgesteuerte Na+-Kanäle sind geschlossen, das Zellinnere ist negativ geladen.

Depolarisation: Überschwelliger Reiz öffnet Na+-Kanäle, Na+ strömt ein, Membranpotential kehrt sich auf +30 mV um.

Repolarisation: Na+-Kanäle schließen sich, K+-Kanäle öffnen sich, K+ strömt aus, Membranpotential kehrt zurück.

Hyperpolarisation: Kurzzeitiges Unterschreiten des Ruhepotentials auf etwa -90 mV.

Rückkehr zum Ruhepotential: K+-Kanäle schließen sich, Ausgangszustand wird wiederhergestellt.

Definition: Die Refraktärzeit ist die Phase, in der die Nervenzelle für Reize unempfindlich ist und kein neues Aktionspotential auslösen kann.

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Reizstärke und Aktionspotentiale

Die Codierung der Reizstärke im Nervensystem erfolgt durch die Frequenz der Aktionspotentiale, nicht durch deren Amplitude. Dieses Prinzip wird als Frequenzcodierung bezeichnet.

Wichtige Aspekte:

Unterschwellige Reize lösen nur lokale Potentiale aus, aber keine Aktionspotentiale.

Überschwellige Reize führen zur Auslösung von Aktionspotentialen.

Je stärker der Reiz, desto höher die Frequenz der Aktionspotentiale.

Example: Ein schwacher Lichtreiz könnte zu 10 Aktionspotentialen pro Sekunde führen, während ein starker Lichtreiz 100 Aktionspotentiale pro Sekunde auslösen könnte.

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Die chemische Synapse

Die chemische Synapse ist eine spezialisierte Struktur, die die Signalübertragung zwischen Neuronen ermöglicht. Der Prozess der synaptischen Übertragung umfasst folgende Schritte:

Ein Aktionspotential erreicht das präsynaptische Endköpfchen.

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Reiz-Reaktions-Schema und Reizaufnahme

Der Neurobiologie Reiz-Verarbeitungsprozess beginnt mit der Reizaufnahme durch spezialisierte Sinnesorgane. Diese wandeln Umweltreize in neuronale Signale um, die dann über afferente Nervenbahnen zum Gehirn weitergeleitet werden. Nach der Verarbeitung im Gehirn werden Reaktionen über efferente Nervenbahnen ausgelöst.

Definition: Ein Reiz ist ein Umwelteinfluss, für den passende Sinnesorgane existieren.

Die fünf Hauptsinnesorgane und ihre adäquaten Reize sind:

Auge $Lichtsinn$ : Licht mit Wellenlängen von 380-750 nm

Ohr $Hörsinn$ : Schall mit Frequenzen von 20-20.000 Hz

Zunge $Geschmackssinn$ : gelöste Stoffe

Nase $Geruchssinn$ : gasförmige Stoffe

Haut $Tastsinn$ : mechanischer Druck und Vibrationen

Highlight: Sinnesorgane besitzen hochspezialisierte Rezeptorzellen, die besonders empfindlich für ihre spezifischen Reizqualitäten sind.

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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

iOS user

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

Jana V

iOS user

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

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Stefan S

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Samantha Klich

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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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Lena M

Android user

Timo S

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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

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Julia S

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Marcus B

iOS user

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

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Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

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