Synaptische Integration

Überblick

In der Vorlesung wurden die Begriffe räumliche und zeitliche Summation im Zusammenhang mit der Erregungsweiterleitung an Synapsen erläutert.

Das elektrische Signal (Aktionspotential) wird an der Synapse in ein chemisches Signal umgewandelt und dann wieder zurück.
Eine Nervenzelle empfängt viele Eingangssignale, gibt aber nur ein Ausgangssignal an ein Axon weiter.
Ob ein Aktionspotential ausgelöst wird, hängt vom Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts des Membranpotentials ab (ca. -55 mV).

Die postsynaptische Zelle verrechnet alle eingehenden erregenden und hemmenden Signale.
Erregende postsynaptische Potentiale (EPSP) depolarisieren die Membran (positiveres Potential).
Hemmende postsynaptische Potentiale (IPSP) hyperpolarisieren die Membran (negativeres Potential).
Das Ruhepotential liegt bei etwa -70 mV.

Räumliche Summation: Gleichzeitige Potentiale mehrerer Synapsen summieren sich am Axonhügel.
Einzelne unterschwellige Signale können gemeinsam ein überschwelliges Signal erzeugen und ein Aktionspotential auslösen.
Zeitliche Summation: Rasch aufeinanderfolgende Potentiale einer Synapse addieren sich zeitlich am selben Ort.
Diese Mechanismen kompensieren die Abschwächung der Potentiale auf dem Weg vom Dendrit zum Axonhügel.

Aktionspotential — Kurze elektrische Erregung, die entlang eines Axons weitergeleitet wird.
EPSP (Erregendes postsynaptisches Potential) — Depolarisation der postsynaptischen Membran durch Einstrom positiver Ionen.
IPSP (Hemmendes postsynaptisches Potential) — Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran durch Einstrom negativer Ionen.
Schwellenwert — Membranpotential, das überschritten werden muss, um ein Aktionspotential zu erzeugen (ca. -55 mV).
Räumliche Summation — Addition von Potentialen verschiedener Synapsen zur gleichen Zeit.
Zeitliche Summation — Addition direkt aufeinanderfolgender Potentiale derselben Synapse.