Synaptische Integration und Codierung neuronaler Informationen
An der motorischen Endplatte eines Muskels löst ein einzelnes präsynaptisches Aktionspotential die Freisetzung von etwa 200 Transmittervesikeln aus, was zu einem starken EPSP von 40 mV führt. Im Zentralnervensystem dagegen setzt ein präsynaptisches Aktionspotential meist nur ein einzelnes Vesikel frei, was ein viel schwächeres EPSP erzeugt - zu schwach, um allein ein Aktionspotential auszulösen.
Die synaptische Integration beschreibt die Verrechnung verschiedener eingehender Signale. Dabei werden sowohl erregende (EPSP) als auch hemmende Synapsen (IPSP) berücksichtigt. Die Hyperpolarisation durch hemmende Synapsen kann die Depolarisation abschwächen oder sogar vollständig unterdrücken, wodurch weniger oder keine Aktionspotentiale weitergeleitet werden.
Bei der Informationscodierung im Nervensystem gibt es unterschiedliche Mechanismen: Aktionspotentiale folgen dem Alles-oder-nichts-Prinzip (digitale Codierung), wobei die Stärke der Erregung durch die Frequenz der Impulse dargestellt wird. An der Synapse erfolgt dann eine Umcodierung - die ausgeschüttete Transmittermenge ist proportional zur Frequenz der einlaufenden Aktionspotentiale (analoge Codierung). Die Amplitude des postsynaptischen Potentials entspricht wiederum der Menge des freigesetzten Transmitters.
Wusstest du? Die Codierung der Reizintensität erfolgt nicht über die Stärke einzelner Aktionspotentiale (die immer gleich ist), sondern über ihre Häufigkeit - je stärker der Reiz, desto höher die Frequenz der Nervenimpulse!