Neuronen und Nervensystem
Die Grundbausteine des Gehirns sind die Nervenzellen (Neuronen). Die Gesamtheit der Nervenzellen bildet das Nervensystem. Das Gehirn besteht etwa aus 100 Milliarden Nervenzellen, wichtiger für die Funktion des Gehirns ist aber die Vernetzung zwischen diesen Nervenzellen.
Inhalt
Die Grundbausteine des Gehirns sind die Nervenzellen (Neuronen). Die Gesamtheit der Nervenzellen bildet das Nervensystem. Das Gehirn besteht etwa aus 100 Milliarden Nervenzellen. Wichtig für die Funktion des Gehirns ist aber vor allem die Vernetzung zwischen den Nervenzellen. Neuronen sind darauf spezialisiert, Signale aufzunehmen, zu verarbeiten, und bei Erreichen einer bestimmten Signalschwelle einen Impuls weiterzuleiten.
Aufbau einer Nervenzelle
Eine Nervenzelle besteht aus drei Grundelementen:
dem Zellkörper mit einem Zellkern und mit zwei Arten von Fortsätzen,
den Dendriten und
dem Axon.
Die Dendriten dienen der Informationsaufnahme, über das Axon werden Informationen weitergeleitet.
Aufbau einer Nervenzelle: Zellkörper (Informationsverarbeitung), Dendriten (Informationsaufnahme) und Axon (Informationsweiterleitung)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neuron_Hand-tuned.svg Quasar Jarosz at English Wikipedia, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Funktion von Nervenzellen
Die Arbeitsweise einer Nervenzelle ist relativ einfach, die Funktion in einem Netzwerk wegen der Vielzahl an Verbindungen jedoch extrem komplex. Nervenzellen kommunizieren über elektrische Signale miteinander. Wenn in einer Nervenzelle die Summe der Eingangssignale von anderen Nervenzellen einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, wird über das Axon ein Ausgangssignal (Aktionspotential) gesendet. Bei einer Eingangserregung unter dieser Schwelle erfolgt keine Reaktion. Am Ende des Axons erreicht das Aktionspotential dann die Synapsen. Über diese Synapsen steht das Axon mit anderen Nervenzellen (oder Muskelzellen) in Verbindung und leitet die Erregung weiter. Jede Nervenzelle hat im Durchschnitt etwa 1000 Synapsen, es können aber bis zu 100.000 sein.
Die synaptische Übertragung ist zumeist chemischer Natur, also modulierbar (etwa durch Medikamente oder Drogen). Die Erregung kann durch Moleküle eines Überträgerstoffs (Neurotransmitter wie Dopamin, Adrenalin) über den synaptischen Spalt übertragen werden. Je stärker das Aktionspotential, desto mehr Neurotransmitter schüttet die Synapse aus. Manche Neurotransmitter erhöhen die elektrische Erregung der verbundenen Zelle, andere können Sie aber auch hemmen. In der Empfängerzelle wird das chemische Signal über bestimmte Rezeptoren dann wieder in ein elektrisches Signal zurück verwandelt. Werden genügend Neurotransmitter empfangen, und erneut eine bestimmte Schwelle überschritten, wird in der empfangenen Zelle ein neues Aktionspotential ausgelöst und die Erregung weiter geleitet.
Was bedeutet dies für meine Unterrichtspraxis?
Beim Lernen werden neue Verbindungen zwischen Nervenzellen angelegt. Je komplexer diese Verbindungen desto Leistungsfähiger ist das Gehirn.
Reflexionsfrage
Warum können uns Drogen und Medikamente nicht nur physiologisch, sondern auch psychisch so stark beeinflussen?
Quiz
1) Was ist wichtiger für die Funktion des Gehirns?
A) Anzahl der Nervenzellen
B) Verbindungen zwischen den Nervenzellen
2) Ein Aktionspotenzial kann eine verbundenen Zelle über Neurotransmitter
A) nur aktivieren
B) nur hemmen
C) aktivieren oder hemmen