Neuronale Struktur

Das Gehirn enthält viele Milliarden Neuronen, die zusammenarbeiten, um Empfindungen, Gedanken, Lernen, Bewegungen, Gefühle und viele andere Prozesse zu erzeugen. Die Koordination dieser Aktivitäten erfordert eine schnelle und umfassende Kommunikation zwischen einzelnen Neuronen und Geweben (z.B. Muskeln). Um dies zu erreichen, verwenden Neuronen elektrische Signale zur Übertragung von Informationen innerhalb einer einzelnen Zelle und chemische Signale zwischen Zellen. Diese einzigartigen Funktionen haben das Neuron gezwungen, eine Zellstruktur anzunehmen, die sich von der anderer Zellen unterscheidet.

Neuronen bestehen aus einem Zellkörper (oder Soma), Dendriten und einem Axon, das an einem Ende endet. Der Zellkörper enthält den Zellkern und die für die Synthese von Proteinen notwendigen Anlagen. Der Zellkörper ist auch der Bereich des Neurons, in dem ein elektrischer Impuls erzeugt wird. Vom Zellkörper aus erstrecken sich kurze, verzweigte Dendriten, die chemische Signale von anderen Neuronen oder Reize empfangen, die ein elektrisches Signal auslösen. Dieser elektrische Impuls (oder Aktionspotential) breitet sich vom Zellkörper entlang des Axons bis zu seinem Ende aus. Das Axon ist eine langgestreckte Faser, die den Impuls überträgt, indem sie den Fluss von Natrium- und Kaliumionen durch die Neuronenmembran verändert. Viele Axone sind von einer Myelinscheide umgeben, die aus Lipiden und Proteinen besteht. Wie die Isolierung eines elektrischen Kabels erhöht diese Fettschicht die Geschwindigkeit der elektrischen Impulse auf dem Axon erheblich.

Obwohl sich die Nervenendigung eines Neurons in unmittelbarer Nähe zu den Dendriten einer benachbarten Zelle befindet, sind die Zellen tatsächlich durch einen kleinen Raum getrennt; diese Verbindung zwischen den beiden Zellen wird Synapse genannt. Diese Verbindung zwischen den beiden Zellen wird als Synapse bezeichnet. Die Synapse stellt eine echte Lücke zwischen den Zellen dar; es gibt kein gemeinsames Zytoplasma oder gemeinsame Zellstrukturen zwischen der präsynaptischen und der postsynaptischen Zelle. Die Kommunikation zwischen Neuronen ist ein chemischer Prozess, bei dem Neurotransmitter in einem Prozess verwendet werden, der synaptische Übertragung genannt wird.

Das Neuron besteht aus einem Zellkörper, Dendriten und einem Axon. Informationen fließen von den Dendriten zum Zellkörper und dann weiter das Axon hinunter zu seinem Ende.

Neurotransmission

Wenn ein elektrischer Impuls das Axon hinunter zu den Nervenenden wandert, löst er die Bewegung von Bläschen im Ende aus, die ihren Inhalt freisetzen, Chemikalien, die als Neurotransmitter bekannt sind. Nach der Freisetzung diffundieren die Neurotransmitter durch den synaptischen Raum und binden an Rezeptoren auf den Dendriten der postsynaptischen Zellen. Die Bindung eines Neurotransmitters an seinen Rezeptor ist spezifisch. So wie ein Schlüssel nur zu einem bestimmten Schloss passt, bindet ein Neurotransmitter nur an einen bestimmten Rezeptortyp.

Es gibt viele Arten von Neurotransmittern im Gehirn, die jeweils eine einzigartige Funktion haben. Die Wechselwirkung zwischen dem Rezeptor und dem Neurotransmitter führt zu chemischen und/oder elektrischen Veränderungen in der postsynaptischen Zelle, je nachdem, welcher Neurotransmitter genau gebunden ist. Erregende Neurotransmitter fördern die Ausbreitung des elektrischen Signals in der Empfängerzelle, während hemmende Neurotransmitter die Übertragung des elektrischen Signals dämpfen. Löst der Neurotransmitter im postsynaptischen Neuron ein Aktionspotenzial aus, wird der Kommunikationsprozess fortgesetzt. Nur den Bruchteil einer Sekunde nach der Bindung an ihre Rezeptoren können Neurotransmitter durch Enzyme abgebaut oder in die präsynaptische Zelle zurückgeführt werden.

Ein Beispiel für die Neurotransmission wird für den Neurotransmitter Acetylcholin gezeigt, der an Acetylcholinrezeptoren bindet. Verwendet mit Genehmigung von „Animated Neuroscience and the Actions of Nicotine, Cocaine, and Marijuana in the Brain“ (www.films.com)