zum Directory-modus

Signalmodulation und -integration

Synaptische Integration (Summation)

Die Fähigkeit zur Integration (Verrechnung) von Reizen, die eine der spezifischen Leistungen des Nervensystems darstellt, beginnt bereits im einzelnen Neuron. Jede Nervenzelle wird nahezu ständig von einer Vielzahl von Synapsen erregt oder gehemmt und verarbeitet alle eingehenden Informationen zu einem Nettoeffekt (Summation). Dadurch kommt es am Axonhügel entweder zur Bildung oder zum Ausbleiben von Aktionspotenzialen ("to fire or not to fire"). Jede einzelne Synapse moduliert diesen Nettoeffekt, je nachdem,

  • ob es sich um eine erregende oder hemmende Synapse handelt,
  • wie weit die betreffende Synapse vom Axonhügel entfernt ist (Leitungsverluste!),
  • und wie viele synerge oder antagonistische Synapsen in unmittelbarer Nachbarschaft liegen.

Je nachdem, ob es sich um simultan eingehende Signale oder um nacheinander ausgelöste postsynaptische Potenziale handelt, kommt es entweder zu einer räumlichen oder zeitlichen Summation.

Die räumliche Summation ist abhängig von der Längenkonstanten der erregten Zellmembran. Sie ist als der Abstand definiert, nach dem die Amplitude der ausgelösten Depolarisation auf 37 % reduziert ist. Die räumliche Summation führt zur Addition (bei excitatorischen postsynaptischen Potenzialen (EPSP)) oder Subtraktion (zwischen EPSP und inhibitorischen postsynaptischen Potenzialen) der Reizamplituden.

Die Zeitkonstante der postsynaptischen Membran beeinflußt hingegen die Amplitude zweier zeitlich versetzt eingehender Reize (zeitliche Summation). Sie gibt wieder, nach welcher Zeit die Amplitude eines excitatorischen postsynaptischen Potenzials (EPSP) auf 63 % des Anfangspotenzials zurückgegangen ist. Ein zeitlich versetzt eintreffendes EPSP reitet sozusagen auf das bereits ausgelöste Potenzial auf.

Bitte Flash aktivieren.

Abb.1
Vereinfachtes Prinzip der synaptischen Integration
© Wiley-VCH

Bitte wählen Sie den neuronalen Input aus, indem Sie den Maus-Cursor auf einen der Buttons lenken.

Da ein normales EPSP nur eine Depolarisierung von weniger als 1 mV verursacht, müssen sehr viele (50 bis mehrere hundert) Synapsen gleichzeitig wirken, um am Axonhügel ein Aktionspotenzial auszulösen. Diese physiologische Vorsichtsmaßnahme minimiert die Wahrscheinlichkeit, dass es zu Fehlreaktionen kommt.

Seite 2 von 4