Was ist der Vorteil der Mischung von elektrischer und chemischer Reizweiterleitung?
Hiermit meine ich nicht den Unterschied zwischen chemischen und elektrischen Synapsen, sondern die Reizweiterleitung, also die Stärkecodierung eines Reizes in der Frequenz der Aktionspotentiale im Axon bzw. in der Amplitude der Depolariserung. Das Amplitudenabhängige wird wahrscheinlich sein, damit EPSPs und IPSPs miteinander verrechnet werden können, also Reize sich gegenseitig beeinflussen, verstärken und hemmen können. Aber weshalb muss das am Axon über die Frequenz sein? In einer Aufgabenstellung wurden wir nämlich gefragt, weshalb ausgerechnet beides...
Dankeschön! :)
3 Antworten
Nehmen wir mal an, die Reizübertragung geschähe nur elektrisch. Dann müßten dafür Organellen da sein, die für eine stete unterschiedliche Ionenkonzentation zwecks Spannungsgefälle, sorge tragen. dies würde z.b. bedeuten das unendlich viele Natrim-Kalim-Pumpen und viel ATP zwecks Ioneneinströmung (aktiver Transport) im Einsatz wären. Das wäre recht energieaufwendig und würde auch recht viel Platz einnehmen, was im Hirn ungünstig wäre. Viel praktischer ist es doch, dass Neurotransmitter in den Vesikeln bereitstehen, die bei Erhalt eines elektrischen Impulses in Aktion treten. Vergleichbar etwa, wenn eine Billiardkugel andere anstößt, diese weitere Kugeln in Bewegung setzt.
Das mit der verrechnung ist OK. Die Verrechnung über die Frequenz ist eine Digitalisierung, entsprechend weniger störanfällig (vergl. Frequenz- und Amplitudenmodulation bei UKW und Mittelwelle.)
Ich bin nicht sicher, ob ich deine Frage richtig verstehe.
Eine amplitudenabhängige Modulation gibt es nur bei Sinneszellen. Würde die Reizstärke bei der Weiterleitung durch erhöhte Amplituden codiert, käme es schnell zu einer Systemüberlastung. Deshalb ist die Frequenz von AP's geeigneter.
Chemische Synapsen haben eine "Ventilfunktion", sie stellen sicher, dass ein Reiz nur in eine Richtung weitergegeben wird. Das ist bei elektrischen Synapsen nicht der Fall.
Außerdem sind chemische Synapsen flexibel, es gibt verschiedene Botenstoffe (Neurotransmitter), die eine Rolle spielen.
Die Vorgänge bei der chemischen Erregungsübertragung sind recht komplex und benötigen auch Energie, evolutionär haben sie sich bei höheren Lebewesen als vorteilhaft erwiesen, denn sie spielen eine große Rolle bei Lernvorgängen.
Hier ein paar Infos dazu:
https://www.dasgehirn.info/denken/gedaechtnis/lernen-von-zelle-zu-zelle
Nein, da irrst du dich nicht.
Durch die Refraktärzeit ist sichergestellt, dass AP's am Axon nur in eine Richtung laufen.
Durch Synapsen ist die Richtung der Info auch anatomisch festgelegt.
Erst durch Synapsen werden unsere neuronalen Netzwerke aufgebaut, die Anzahl von Synapsen im Gehirn beträgt ca. 10 hoch 14; eine Nervenzelle kann mit 1000den Synapsen verbunden sein. Du kannst selber überlegen, welches Chaos entstehen würde, wenn die Übertragung rein elektrisch sein sollte.
Dankeschön. Ein Einwand: Dass die Reizweiterleitung nur in eine Richtung läuft wird doch bereits durch die Refraktärzeit der Na+-Kanäle am Axon sichergestellt - egal ob es nun am Endknöpfchen eine chemische oder eine elektrische Synapse ist. Oder irre ich mich?