Gedächtnis und Lernen als Folge von Veränderungen der synaptischen Verbindungen

Neuronale Plastizität

Obgleich sich die Grundarchitektur des ZNS bereits während der Embryonalentwicklung ausbildet, kann sie sich nach der Geburt verändern. Diese Fähigkeit des Nervensystems zur Veränderung, insbesondere als Reaktion auf seine eigene Aktivität, wird als neuronale Plastizität bezeichnet.

Ein großer Teil der Umbildung des Nervensystems findet an den Synapsen statt. Wenn die Aktivität an einer Synapse mit derjenigen an anderen Synapsen korreliert, kann es zu Veränderungen kommen, die diese synaptische Verbindung stärken. Wenn die Aktivität einer Synapse umgekehrt nicht mit derjenigen an anderen Synapsen korreliert, wird die synaptische Verbindung manchmal schwächer. Abbildung 49.13 a illustriert, wie dieser Prozess entweder zu einem Hinzufügen oder einem Verlust einer Synapse führen kann. Wenn Sie sich die Signale im Nervensystem wie den Verkehr auf einer Schnellstraße vorstellen, sind solche Veränderungen dem Hinzufügen oder Entfernen einer Auffahrt vergleichbar. Im Endeffekt wird die Signalgebung zwischen bestimmten Neuronenpaaren verstärkt und an anderer Stelle verringert. Wie in Abbildung 49.13 b dargestellt ist, können Veränderungen auch die Signalübertragung an einer einzigen Synapse stärken oder schwächen. In unserem Verkehrsbeispiel entspräche dies der Verbreiterung oder Verengung einer Auffahrt

(a) Eine starke Aktivität an der Synapse zwischen dem postsynaptischen Neuron und dem präsynaptischen Neuron N, kann zur Ausbildung zusätzlicher Nervenendigungen dieses Neurons führen. Fehlende Aktivität an der Synapse mit dem präsynaptischen Neuron N2 führt zu einem Verlust funktioneller Verbindungen mit diesem Neuron.

(b) Wenn zwei Synapsen auf derselben postsynaptischen Zelle häufig gleichzeitig aktiv sind, kann die Stärke der synaptischen Antwort an beiden Synapsen zunehmen.

Abbildung 49.13: Neuronale Plastizität.

VERSTÄNDNISFRAGEN

  • 1. Skizzieren Sie zwei Mechanismen, durch die der Informationsfluss zwischen zwei Neuronen bei Erwachsenen gesteigert wird.
  • 2. Menschen mit lokalisierten Hirnschädigungen sind für die Erforschung vieler Hirnfunktionen von großem Nutzen gewesen. Warum gilt dies wahrscheinlich nicht für das Bewusstsein?
  • 3. Was wäre, wenn? Stellen Sie sich vor, dass ein Patient mit einem geschädigten Hippocampus unfähig ist, neue Langzeiterinnetungen zu speichern. Warum könnte der Erwerb von Kurzzeiterinnerungen ebenfalls beeinträchtigt sein?
 
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