Gepulste Neuronale Netze: Detailiertes Modell nach Hodgkin ... - CES

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

Für die Abläufe bei der Informationsverarbeitung in Neuronen sind die Funktionen der Zellmembran sehr wichtig, auf die im Folgenden Kapitel genauer eingegangen wird. Hier soll nur auf den Umstand hingewiesen werden, dass die Zellmembran von Neuronen für eine Vielzahl von Ionen durchlässig ist. Diese Durchlässigkeit wird durch Proteine verursacht, die in der Zellmembran der Neuronen eingebettet liegen und in der Lage sind die verschiedenen Ionen zu transportieren, bzw. passieren zu lassen. Abbildung 3 macht diese Einbettung anschaulich: Abbildung 3 : Proteine in Zellmembran eingeschlossen Zu Erkennen sind die beiden Lipidschichten der Zellmembran und die in diese Lipidschichten eingebetteten Proteine, die einen Ionenkanal darstellen, der sich in einem geöffneten oder geschlossenen Zustand befinden kann. Ebenfalls dargestellt ist ein Rezeptor auf der Außenseite eines Proteins, der für die Steuerung des Zustands des Kanals verantwortlich ist.
4 Funktionsweise eines Neurons 4.1 Prinzip Die Aufgabe der Neuronen im Gehirn ist die der Informationsverarbeitung. Dabei ist die Funktion eines einzelnen Neurons relativ unspezifisch. Erst durch das komplexe Verhalten eines <strong>Netze</strong>s aus Neuronen ergibt sich ein sinnvolles Verhalten, auf dem alle informationsverarbeitenden Vorgänge im Gehirn beruhen. Ein einzelnes Neuron ist lediglich in der Lage, elektrische Reize, welche über die Dendriten zum Perikaryon zu gelangen zu verarbeiten und abhängig von diesen Reizen zu entscheiden, ob ein Ausgangsreiz zu erzeugen ist, der dann über das angeschlossene Axon weitergeleitet wird. Am Ende des teilweise stark verzweigten Axons sitzen so genannte Synapsen, welche den Reiz an die Dendriten anderer Neuronen weiterleiten. 4.2 Grundlagen Das grundlegende Prinzip der Erregbarkeit des Neurons besteht darin, dass ein elektrisches Ungleichgewicht (Potential) zwischen der inneren und äußeren Seite der Zellmembran existiert. In der Regel herrscht ein negatives Potential von 70 bis 90 mV zwischen Innen- und Außenseite. Dieses Ungleichgewicht kommt durch unterschiedliche Ionendichten innerhalb und außerhalb der Zelle zustande. Für das elektrische Potential sind im Wesentlichen die folgenden Ionen verantwortlich: • Natrium (einfach positiv geladen) • Kalium (einfach positiv geladen) • Calcium (zweifach positiv geladen) • Chlor (einfach negativ geladen) Ein Neuron kann mehrere Zustände einnehmen, bleibt aber hauptsächlich im unerregten Zustand, solange keine Reizung über die eingehenden Dendriten am Neuron ankommen. Im Ruhezustand ist die Kaliumkonzentration im Inneren eines Neurons wesentlich höher als außen, bei den Natrium-Ionen und Chlor-Ionen verhält sich dies genau umgekehrt. Als Beispiel sei das Konzentrationsverhältnis dieser drei Ionentypen an einem Froschnerv gegeben: Ionenkonzentration mmol/l 120 100 80 60 40 20 0 Ionenkonzentrationen an einem Froschnerv Na K Cl Ionentyp innen außen Abbildung 4 : Ionenkonzentrationen an einem Froschnerv
Seite 1 und 2: Seminar Informationsverarbeitung in
Seite 3 und 4: Inhaltsverzeichnis Kurzdarstellung
Seite 5 und 6: Die Genauigkeit der hierbei verwend
Seite 7: 3 Aufbau eines Neurons Die uns heut
Seite 11 und 12: estimmte Art von Ionen den Kanal pa
Seite 13 und 14: Abbildung 5 : Verlauf eines Aktions
Seite 15 und 16: Um die Zeit- und Spannungsabhängig
Seite 17 und 18: Diese oben eingeführten Differenti
Seite 19 und 20: dass die m-Tore deutlich schneller
Seite 21 und 22: 6.2 Szenario 2: Reiz des Neurons un
Seite 23 und 24: 7 Zusammenfassung und Ausblick Das

Gepulste Neuronale Netze: Detailiertes Modell nach Hodgkin ... - CES

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?