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Endknopfchen
Synapse
Dendriten
Zellkorper
(Soma)
Zellkern
Axon
Myelinh ulle
Abbildung 2.1: Prototypischer Aufbau biologischer Neuronen.
stark verästelten Zweigen aus, die man
Dendriten
nennt. Außerdem besitzt er einen
langen Fortsatz, der
Axon
heißt. Das Axon kann zwischen wenigen Millimetern und
einem Meter lang sein. Dendriten und Axon unterscheiden sich in der Struktur und
den Eigenschaften der
Zellmembran
,insbesondereistdasAxonoftvoneiner
Myelin-
hülle
umgeben.
Die Axone sind die festen Pfade, auf denen Neuronen miteinander kommunizie-
ren. Das Axon eines Neurons führt zu den Dendriten anderer Neuronen. An seinem
Ende ist das Axon stark verästelt und besitzt an den Enden der Verästelungen soge-
nannte
Endknöpfchen
(engl.
terminal buttons
). Jedes Endknöpfchen berührt fast einen
Dendriten oder den Zellkörper eines anderen Neurons. Die Lücke zwischen dem
Endknöpfchen und einem Dendriten ist gewöhnlich zwischen 10 und 50 nm (Nano-
meter; 1 nm = 10
9
m) breit. Eine solche Stelle der Beinaheberührung eines Axons
und eines Dendriten heißt
Synapse
.
Die typischste Form der Kommunikation zwischen Neuronen ist, dass ein End-
knöpfchen des Axons ganz bestimmte Chemikalien, die sogenannten
Neurotransmit-
ter
,freisetzt,dieaufdieMembrandesempfangendenDendriteneinwirkenundsei-
ne Polarisation (sein elektrisches Potential) ändern. Denn die Innenseite der Zell-
membran, die das gesamte Neuron umgibt, ist normalerweise etwa 70 mV (Millivolt;
1mV=10
3
V) negativer als seine Außenseite, da innerhalb des Neurons die Kon-
zentration negativer Ionen und außerhalb die Konzentration positiver Ionen größer
ist. Abhängig von der Art des ausgeschütteten Neurotransmitters kann die Potential-
differenz auf Seiten des Dendriten erniedrigt oder erhöht werden. Synapsen, die die
Potentialdifferenz verringern, heißen
exzitatorisch
(erregend), solche, die sie erhöhen,
heißen
inhibitorisch
(hemmend).
In einem erwachsenen Menschen sind die Verbindungen zwischen den Neuro-
nen vollständig angelegt und keine neuen werden ausgebildet. Ein durchschnittli-
ches Neuron hat zwischen 1000 und 10000 Verbindungenmit anderenNeuronen. Die
Änderung des elektrischen Potentials durch eine einzelne Synapse ist ziemlich klein,
aber die einzelnen erregenden und hemmenden Wirkungen können sich summieren
(wobei die erregenden Wirkungen positiv und die hemmenden negativ gerechnet
werden). Wenn der erregende Nettoeinfluss groß genug ist, kann die Potentialdiffe-
renz im Zellkörper stark abfallen. Ist die Verringerung des elektrischen Potentials
