Block3: Erregungsleitung  

Myelogenese ZNS, PNS; Dekrement; Kreisströmchen; Saltatorische Ausbreitung;Frequenz/Amplituden-Modulation, Regeneration; Querschnittslähmung, Therapie-Aussichten

Fragen:

  • Worin unterscheidet sich Reizleitung von Erregungsleitung und welche Strecken können/müssen Erregungen zurücklegen?
  • Was versteht man unter Erregungsausbreitung mit Dekrement und welche Vorteile haben Aktionspotenziale AP?
  • Welche Vorteile hat die segmentale Ummantelung des Axons durch Markscheiden bestehend aus Myelinschichten (Myelinisierung)?
  • Wie entstehen Markscheiden im peripheren Nervensystem?
  • Wie entstehen Markscheiden im Zentralnervensystem?
  • Wie verschieben sich Ladungen durch Kreisströmchen bei der AP-Ausbreitung?
  • Welche Vorteile hat die saltatorische AP-Ausbreitung längs des myelinisierten Axons?
  • Wie werden Signale kodiert und an einer exzitatorischen Synapse dekodiert?
  • Wie werden Signale an einer inhibitorischen Synapse dekodiert?
  • Auf welchen Prinzipien beruht AP-Frequenzkodierung?
  • Können Neurone nach Verletzung regenerieren bzw. sind Neurone ersetzbar?
  • Welche schnellen Sekundärschäden setzen nach einer Rückenmarksverletzung ein und welche Therapiemöglichkeiten gibt es?

Folien:

Ein Axon eines Neurons aus dem Gehirn eines Dinosauriers (Barosaurus), das in der Schwanzspitze endigte, konnte ca. 27 m lang sein

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Was versteht man unter Erregungsausbreitung mit Dekrement und welche Vorteile haben Aktionspotenziale?

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Welche Vorteile hat die Myelinisierung?

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Wie entstehen Markscheiden im peripheren Nervensystem?

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Wie entstehen Markscheiden im Zentralnervensystem?

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Wie verschieben sich Ladungen durch Kreisströmchen längs des Axon bei der AP-Ausbreitung?

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Welche Vorteile hat die saltatorische AP-Ausbreitung längs des Myelinisierten Axons?

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Unten: Geschwindigkeit der AP-Ausbreitung am unmyelinisierten (grün) und myelinisierten Axon (weiß)

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Wie werden Signale kodiert und an einer exzitatorischen Synapse dekodiert?

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Wie werden Signale an einer inhibitorischen Synapse dekodiert?

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Auf welchen Prinzipien beruht AP-Frequenzkodierung?

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Können Neurone nach Verletzung regenerieren bzw. sind Neurone ersetzbar?

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Welche schnellen Sekundärschäden setzen nach Rückenmarksverletzungen ein und welche Therapiemöglichkeiten gibt es ?

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Block4: Synaptische Übertragungen  

Schnelle/Langsame(2nd-Messenger)Synapsen; Vesikel-Prozesse; Gedächtnis, Signaltransduktionen, cAMP, IP3; Rechenoperationen; NO-gesteuerte Prozesse

Fragen:

  • Welche Einzelschritte lassen sich an einer "schnellen Synapse" unterscheiden?
  • Nach welchem Prinzip öffnet Acetylcholin einen Na+ Ionenkanal?
  • Wo und wie werden synaptische Vesikel gebildet?
  • Welche Vesikelmembran-Interaktionen finden bei Exozytose und Endozytose statt?
  • Über welche Signal-Transduktionen induziert ein Neurotransmitter an "langsamen Synapsen" strukturelle Veränderungen im Zusammenhang mit langfristiger Informationsspeicherung?
  • Welche Signalkette führt rückwirkend zur Steigerung (Potenzierung) der synaptischen Übertragung?
  • Synapsen gleichen elektronischen Modulen: Wie werden neuronale Aktivitäten summiert?
  • Synapsen gleichen elektronischen Modulen: Wie werden neuronale Aktivitäten subtrahiert?
  • Synapsen gleichen elektronischen Modulen: Wie wird multipliziert, z.B. Faktor <1 ?
    Schmerzausschaltung: Wie lässt sich synaptische Übertragung beeinflussen?

Folien:

Welche Einzelschritte lassen sich an einer "schnellen Synapse" unterscheiden?

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Nach welchem Prinzip öffnet Acetylcholin einen Na+ Ionenkanal?

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(Abstrahiert und kombiniert nach Zimmermann 1996)

Wo und wie werden synaptische Vesikel gebildet?

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                                     (Modifiziert nach Wucherpfennig 2002)

Welche Vesikelmembran-Interaktionen finden bei synaptischer Exozytose und Endozytose statt?

4

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(Abstrahiert und kombiniert nach Zimmermann 1996)

Über welche Signal-Transduktionen induziert ein Neurotransmitter an "langsamen Synapsen" strukturelle Veränderungen im Zusammenhang mit langfristiger Informationsspeicherung?

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Welche Signalkette führt rückwirkend zur Steigerung (Potenzierung) der synaptischen Übertragung?

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7

Synapsen gleichen elektronischen Modulen: Wie werden neuronale Aktivitäten summiert?

8

Synapsen gleichen elektronischen Modulen: Wie werden neuronale Aktivitäten subtrahiert?

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Synapsen gleichen elektronischen Modulen: Wie werden neuronale Aktivitäten multipliziert (z.B. Faktor <1)?

Beispiel: Schmerzausschaltung mittels Akupunktur durch präsynaptische Inhibition im Rückenmark

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