Neuronen und Synapsen: Teste dein Wissen

Neuronen und Synapsen verstehen

Ein Neuron besteht aus Soma (Zellkörper), Dendriten und Axon. Dendriten empfangen Signale, das Axon leitet sie weiter. Entscheidend ist das Ruhepotenzial von etwa −70 mV, das durch die Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten wird: Sie transportiert drei Natriumionen nach außen und zwei Kaliumionen nach innen. Überschreitet ein Reiz den Schwellenwert, öffnen spannungsgesteuerte Natriumkanäle, und ein Aktionspotenzial entsteht. Nach dem Alles-oder-nichts-Gesetz ist seine Amplitude immer gleich – die Reizstärke wird nur über die Frequenz codiert. Häufige Verwechslung: Das Aktionspotenzial ist kein Energiesignal, das sich abschwächt, sondern wird am Axon durch depolarisierende Ströme immer wieder aufgefrischt.

An der Synapse – der Verbindung zwischen Axonende und nachgeschalteter Zelle – läuft die elektrische Übertragung in eine chemische um. Bei Ankunft des Aktionspotenzials strömt Calcium in das präsynaptische Terminal, Vesikel verschmelzen mit der Membran und setzen Neurotransmitter wie Acetylcholin, Glutamat, GABA oder Dopamin in den synaptischen Spalt frei. Diese binden an Rezeptoren der postsynaptischen Zelle und öffnen Ionenkanäle. Erregende Synapsen depolarisieren (EPSP), hemmende hyperpolarisieren (IPSP). Wichtig: Die Übertragung ist grundsätzlich einseitig, da nur die präsynaptische Seite Vesikel enthält. Ein verbreiteter Irrtum ist, dass Neurotransmitter im Spalt verbleiben – tatsächlich werden sie enzymatisch abgebaut (z. B. Acetylcholin durch Acetylcholinesterase) oder wiederaufgenommen.

Myelinisierte Axone ermöglichen saltatorische Leitung: Das Potenzial springt von Schnürring zu Schnürring (Ranviersche Schnürringe), was die Geschwindigkeit auf bis zu 120 m/s erhöht. Bei Multipler Sklerose wird die Myelinscheide geschädigt, wodurch die Leitung verlangsamt wird. Synapsen sind zudem plastisch: Wiederholte Aktivierung kann die Übertragung langfristig stärken (Langzeitpotenzierung), was als Grundlage von Lernen und Gedächtnis gilt. Vorsicht vor zwei Missverständnissen: Erstens sind Neuronen keine direkten Verbindungen – zwischen ihnen liegt immer der synaptische Spalt. Zweitens ist die Erwähnung, das Gehirn nutze nur zehn Prozent, ein Mythos; nahezu alle Neuronen sind dauerhaft aktiv.