Grundkurs Tierphysiologie - Institut für Biologie und Neurobiologie ...

Transmitterrezeptor, dem nikotinischen Acetylcholinrezeptor. Dieser ionotrope Rezeptor ist
etwa gleich permeabel für die Kationen Natrium und Kalium. Durch die Aktivierung von ACh-
Rezeptoren tritt ein Netto-Einstrom positiver Ladungen ein, wodurch eine Depolarisation der
Membran hervorgerufen wird. Erregende Synapsen im Zentralnervensystem von Vertebraten
benutzen meist Glutamat als Transmitter.
Bei vielen inhibitorischen Synapsen besteht die Wirkung des Neurotransmitters darin, die
Leitfähigkeit der postsynaptischen Membran für Chlorid oder Kalium zu erhöhen. Der
Einstrom von Chloridionen (welches Nernstpotential hat Chlorid?) bewirkt eine
Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran. Das wirkt einer (an anderer Stelle durch
eine exzitatorische Synapse verursachten) Depolarisation der Zelle entgegen oder es erhöht
die Schwelle zur Auslösung eines Aktionspotentialen. Eine zweite Art der Hemmung ist die
präsynaptische Inhibition. Bei dieser wird auf die präsynaptische Nervenzelle eine
hemmende Transmittersubstanz ausgeschüttet. Diese hyperpolarisiert die Zelle und wirkt der
Transmitterfreisetzung aus der präsynaptischen Endigung entgegen. Beispiele für
inhibitorisch wirkende Transmitter sind GABA und Glycin.
Das Zusammenspiel der beschriebenen Mechanismen, die funktionale Anordnung
einfachster neuronaler Bausteine wie exzitatorische, inhibitorische oder modulatorische
Schaltkreise, die einfach oder in Rückkopplungsschleifen miteinander verschaltet sein
können, macht die Funktion der neuronalen Netzwerke aus, in denen Eingänge aus
verschiedenen Bereichen des Nervensystems verrechnet werden und die so
unterschiedliche Erregungsmuster generieren.
Eine Beispiel für relativ einfache motorische Netzwerke sind die zentralen
Mustergeneratoren (ZMG, oder central pattern generators, CPG), wie wir sie schon bei der
Generation des Flügelschlags bei der Heuschrecke kennengelernt haben. ZMG stellen
neuronale Schaltkreise dar, deren rhythmische Ausgänge vor allem auf intrinsischen
Eigenschaften des Nervennetzes beruhen, d. h., die rhythmische Aktivität kann auch ohne
sensorische Eingänge erhalten bleiben. Meist gibt es eine Interaktion zwischen ZMG und
sensorischer Information, die bewirkt, dass sich z.B. die Frequenz des Musters den
Umweltbedingungen anpaßt.
Die zellulären Prozesse, auf denen die Rhythmizität eines Netzwerkes basiert, lassen sich
mit Computerprogrammen simulieren und analysieren. Der folgende Teil gibt Ihnen eine
Einführung in ein solches Programm.
77