Dendriten / Axon?
Hallo,
ich beschäftige mir derzeit mit Neuronalen Netzwerken. Dazu möchte ich den Aufbau von Neuronen näher kennenlernen. Im Moment hänge ich bei folgenden Fragen:
- überall finde ich die Darstellung von Neuronen mit n1 Dendriten und einem Axon (mit n2 Axon-Terminals), wobei n1 viel größer scheint als n2. => Wie kann sich ein Netzwerk bilden, wenn es viel weniger Output- als Input-Terminals gibt?
- noch eine Frage ;-) Wenn ein Axon mit seinen - sagen wir mal - 5 Terminals an 5 Dendritensynapsen eines Neurons verbunden ist: bekommt das Zielneuron dann 5 mal das Aktionspotenzial als Input?
Ich würde mich sehr über Aufklärung freuen :)
Gruß
Martin
3 Antworten
Hi! Gibt es eigentlich schon Forschungen dazu, inwieweit es überhaupt sinnvoll ist, den Aufbau des Gehirns mit Computerprogrammen nachzuahmen zu versuchen, oder ob andere, wie z.B. die herkömmlichen und programmtechnisch viel einfacheren Verknüpfungsmethoden mehr Erfolg versprechen ?
In der Verschaltung der polysynaptischen Neuronen gibt es zentrale Konvergenz und Divergenz. Schemata stellen überschaubare Strukturen vor, wie sie experimentell gemessen worden sind.
Nr. 7 differenziert Formen der Konvergenz. Da die grundlegenden Untersuchungen am Neuron auf dem Riesenaxon des Tintenfisches fussen, sollten Veröffentlichungen in diesem Zusammenhang recherchiert werden.
Hi,
zunächst mal kann ein einzelnes Neuron tausende Endigungen von anderen Neuronen erhalten, außerdem wurde ja schon von "Konvergenz" und "Divergenz" gesprochen, ik hab ma n Bildchen angehangen, was das illustriert.
Um so Netzwerke aufzubauen, gibtet Divergenz, indem sich ein Neuron aufzweigt, um Einfluss auf mehrere Neurone zu nehmen oder Konvergenz, wo Inputs von anderen Neuronen auf ein einzelnes Neuron gebündelt werden, das macht die Netzwerke recht komplex. Gruß
"das macht die Netzwerke recht komplex"
wie wahr :-))
Aber wie ist es mit der Divergenz - braucht das Neuron dann x-mal so viel Energie, um an x Empfänger zu feuern?
Beziehungsweise ist ein Neuron um so einflussreicher, je mehr Axon-Terminals es hat? (s.a. meine 2. Frage ganz oben)
je mehr es feuert, desto mehr Energie verbraucht es, aber daran mangelt es ja nicht, wir mampfen ja genug, wenn wir Bierchen reinschütten, kommt et etwas durcheinander und ja, natürlich wird es einflussreicher, wenn es verschiedene Neurone erreicht (Divergenz eben) du hattest in Frage 2 nach dem Fall gefragt, dass 5 Terminals auf ein Neuron verschaltet wären, das ist nicht divergent, deswegen hatte ich Bildchen angehängt zur Veranschaulichung :) Gruß
ok - und für diesen (wahrscheinlich nicht seltenen) Fall gibt es keinen speziellen Begriff?
Mich hätte halt interessiert, ob das blaue Neuron doppelt so schnell aufgeladen wird.
Mich hätte halt interessiert, ob das blaue Neuron doppelt so schnell aufgeladen wird
verstehe, glaube nicht, die "Ladezeit" hat eine natürliche Obergrenze, die von der Art der verbauten Strukturen abhängt, insbesondere von der Ansprechbarkeit der Ionenkanäle, die in der Zellmembran sitzen und die Ladungsumverteilung (Ionenfluss) ermöglichen, die einen Nervenimpuls ausmachen.
Diese Ionenkanäle sind direkt nach ihrer Auslösung nicht sofort wieder ansprechbar, die Zeit des Nervenimpulses selbst dauert ca. 1 Millisekunde, die Zeit die sie danach nicht ansprechbar sind, nennt sich absolute Refraktärzeit und beträgt ebenfalls ca. 1 ms, daraus ergibt sich für eine maximale Feuerrate ein realistischer Wert von ca. ~500 pro Sekunde (500 Hertz), die eine Nervenzelle bauartbedingt nicht überbieten kann. Eventuell lässt sich das in Richtung 1000 Hertz ein Stück weit ausreizen, aber das ist dann auch das Ende der Fahnenstange.
Bei vielen Neuronen schließt sich hingegen an die absolute Refraktärzeit eine Phase an, in der sie einen viel stärkeren Reiz brauchen, um wiederholt ein Nervenimpuls auslösen zu können, bis sie später die alte Auslöseschwelle wieder erreichen, das sind nochmals ca. 1-2 ms, die relative Refraktärzeit, so dass die maximale Feuerrate dann eher bei ~250 Hertz zu liegen kommt.
Dass die maximale Feurrate eines Neurons mit der Zahl der "Terminals" (Synapsen) korrelieren würde, ist mir nicht bekannt. Gruß
Die Weiterleitung eines Aktionspotentials erfolgt über Botenstoffe. Die vermittelten Wirkungen hängen also entscheidend davon ab, ob Agonisten oder Antagonisten am Rezeptor binden. Das Aktionspotential ist ein Alles-oder-Nichts-Prozess. Beim Überschreiten einer für die Reizweiterleitung erforderlichen Schwelle durchläuft die über die Markscheide des Axons fortgeleitete Erregung quasi passiv ab. Wie an einem Leiter mit Lücken der Isolierung springt das Signal über Abschnitte des Axons.
Axone funktionieren nicht im Sinne fremdbestimmter Rechenstationen, die absehbar auf die wohldefinierten Nachbarn Informationen übertragen. Neurone bilden zusätzliche Synapsen aus und bilden vorhandene Synapsen zurück. Dies erfolgt in Abhängigkeit von der Signalnutzung.
Bei der Reifung eines biologischen neuronalen Netzes werden nicht nur neue Verbindungen aufgebaut. Beim reifenden Gehirn des Kleinkindes werden Neuronen vernichtet, um Hemmmechanismen, die z.B. das Gehen verhindern, aufzuheben. Gehen ist is diesem Sinne nicht ein "Lernen", sondern eine Befreiung von verhindernden Reflexen.
danke :)
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