Diplomarbeit Der Vergleich von plastischen Synapsen gegenüber ...
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2. DAS BIOLOGISCHE NEURON<br />
Dieses Kapitel soll einen Einblick in die Arbeitsweise biologischer Neuronen vermitteln,<br />
damit die Funktionsweise der modellierten künstlichen Neuronen besser verstanden<br />
wird. <strong>Der</strong> Komplexitätsgrad des Gehirn liegt weit über dem anderer Organe und<br />
wird mit der Verschaltungsvielfalt der einzelnen Nervenzellen begründet. Das Gehirn<br />
hat einen Anteil <strong>von</strong> 2% des gesamten Körpergewichts, aber es benötigt etwa ein Fünftel<br />
des aufgenommenen Sauerstoffes, welcher durch das dichte Adernetz im Gehirn<br />
fließt. Kein Neuron ist weiter als 50 m<strong>von</strong> der nächsten Ader entfernt. Ohne die Sauerstoffzufuhr<br />
reagiert das Gehirn nach 10 s mit Bewußtlosigkeit und nach 10 min treten<br />
bereits irreparable Schäden auf.<br />
2.1 DER AUFBAU EINES NEURONS<br />
Neuronen unterscheiden sich <strong>gegenüber</strong> anderen Zellformen durch die Eigenschaft<br />
Ausläufer zu bilden, an deren Enden Verdickungen (<strong>Synapsen</strong>) sitzen. Mit diesen <strong>Synapsen</strong><br />
ist das Neuron in der Lage mit anderen Nerven oder Muskelzellen in Kontakt zu<br />
treten. Neuronen haben die Fähigkeit verloren, sich durch Zellteilung zu vermehren. Ein<br />
Neuron wird umhüllt <strong>von</strong> mechanisch stabilisierenden Gliazellen, welche auch den<br />
Stoffwechsel des Neurons beeinflussen [7]. Sie bilden eine Grenze zwischen dem Blutsystem<br />
und dem Gehirn. Die Neuronen werden in drei Kategorien unterteilt (Bild 1) [1].<br />
1. Unipolare Zellen<br />
Diese Zellen besitzen neben einem Zellkörper, auch Soma genannt und einem Zellkern<br />
(Nucleus) nur eine Nervenfaser (Axon) als Fortsatz.<br />
2. Bipolare Zellen<br />
Sie besitzen <strong>gegenüber</strong> den unipolaren Zellen zusätzliche einen Dendriten zur Reizaufnahme.<br />
3. Multipolare Zellen treten nur bei Wirbeltieren auf. Sie besizten nicht nur einen, sondern<br />
eine Vielzahl <strong>von</strong> Dendriten.<br />
Eine Ausnahme bildet die Purkinje-Zelle. Ihr Aufbau entspricht dem multipolarer<br />
Zellen, aber sie besitzt weit mehr (ca. 150.000) <strong>Synapsen</strong>. Purkinje-Zellen besitzen ein<br />
großes nachbarschaftliches Einzugsgebiet.<br />
Bild 1. die verschiedene Arten der Nervenzellen<br />
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