Sind neuronale Verbindungen einseitig?

Sind neuronale Verbindungen einseitig?

Ja. Aktionspotentiale wandern nur von Dendriten zum Axon.

typischerweise in Bildern als elektrischer Impuls dargestellt, der entlang eines langen, dünnen Bindegewebes wandert.

Welches Bindegewebe ? Dieser dünne "Draht", der das Aktionspotential trägt, ist ein Teil des neuralen Zellkörpers, der als Axon bezeichnet wird.

Je nachdem, womit das Axon verbunden ist, gibt es 6 Arten von Synapsen:

„ Blausen 0843 SynapseTypes “ von BruceBlaus . Bei Verwendung dieses Bildes in externen Quellen kann es zitiert werden als: Mitarbeiter von Blausen.com. "Blausen Galerie 2014". Wikiversity Journal of Medicine. DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 20018762. - Eigene Arbeit. Lizensiert unter CC BY 3.0 über Wikimedia Commons .

Eine Synapse ist die Verbindung zwischen zwei Strukturen: dem Axon eines Neurons, das ein Signal (chemisch oder elektrisch) „ausgibt“, und der anderen Struktur („Eingang“), die Folgendes sein kann:

• ein Dendrit oder irgendein anderer spezifischer Rezeptor aus einer Zelle
• ein neuraler Körper (kann sowohl elektrische als auch chemische Reize empfangen)

Was passiert, wenn beide Neuronen gleichzeitig auf dieser Verbindung feuern?

In der Situation einer axoaxonischen Synapse (Beispiel 2 und sogar 5 und 6 aus der obigen Abbildung) kann das präsynaptische Neuron eine hemmende Wirkung haben (schön erklärt auf michaeldmann.net unter Präsynaptische Hemmung), von wo ich zitiere:

Die Aktivität an der axoaxonischen Synapse hypopolarisiert teilweise das Terminal, so dass, wenn ein Aktionspotential durch die afferente [...] Faser in dieses Terminal gelangt, seine Amplitude verringert wird. Da die von einem Bouton freigesetzte Menge an Transmittersubstanz proportional zur Amplitude des darin enthaltenen Aktionspotentials ist, wird weniger Transmittersubstanz freigesetzt, was zu einer geringeren EPSP und einer geringeren Erregung der postsynaptischen Zelle [...]

Verbindungen:

• http://en.wikipedia.org/wiki/Synapse
• http://www.getbodysmart.com/ap/nervoussystem/neurophysiology/synapses/introduction/synaptic_contacts/tutorial.html
• http://michaeldmann.net/mann13.html

Lassen Sie mich zunächst eine kleine Verwirrung beseitigen: Ein Bindegewebe ist ein histologischer Begriff und für diese Frage nicht relevant :) Überprüfen Sie dazu https://en.wikipedia.org/wiki/Connective_tissue

Das deutet bereits darauf hin, dass die von Ihnen beschriebene Darstellung nicht korrekt ist. Ich hoffe, Sie haben so etwas gesehen, das die Struktur eines Neurons in einer sehr vereinfachten Version zeigt:

Zusammengefasst und vereinfacht werden an den Dendriten verschiedene Arten von Impulsen (z. B. chemische, mechanische oder elektrische) empfangen, die elektrische Potentialänderungen erzeugen. Diese breiten sich durch Diffusion über den Zellkörper aus. Am Axonhügel, dem Ausgangspunkt des Axons, sammeln sich all diese Veränderungen und summieren sich zu einer Nettoveränderung. Überschreitet dieser eine bestimmte Schwelle, erzeugt der Axonhügel ein sogenanntes Aktionspotential, also einen elektrischen Impuls. Dieser Impuls wandert dann das Axon hinunter, bis er die Endigungen erreicht. Terminals heften sich über Synapsen an andere Neuronen (oder zB Muskelzellen). Wenn ein Aktionspotential ein Terminal erreicht, wird der Impuls über die Synapse getragen und bewirkt eine spezifische Wirkung auf die nächste Zelle.

Wie Sie sehen können, gibt es hier eine eindeutige Signalübertragung in eine Richtung: Eingang -> Zellkörper -> Axon -> Ausgang. Die Zelle, die die Ausgabe empfängt, kann in keiner Weise "zurückfeuern", da sie dieses Signal selbst als Eingabe empfängt.

Ein Diagramm eines Signalwegs mit mehreren Neuronen könnte daher so aussehen (Neuronen sind als gelbe Zellkörper und Pfeile gezeichnet, um anzuzeigen, wohin ihre Axone reichen):

(Aus Hubel, D: Eye, Brain and Vision, http://hubel.med.harvard.edu/book/b6.htm )

Dies wird etwas komplizierter, wenn Sie Nerven und nicht einzelne Neuronen betrachten. Nerven sind Bündel aus mehreren Axonen und enthalten keine Zellkörper. Das bedeutet, dass Nerven in der Tat elektrischen Kabeln sehr ähnlich sind, und wie bei Kabeln ist es tatsächlich möglich, elektrischen Strom dazu zu zwingen, in beide Richtungen entlang des Kabels zu fließen, oder ein in eine Richtung fließendes Signal zu überschreiben, indem ein Signal in die entgegengesetzte Richtung gesendet wird. Dies ist beispielsweise bei der Schmerzwahrnehmung relevant, wo einige Theorien darauf hindeuten, dass Schmerzsignale auf ihrem Weg einen Nerv hinauf durch direkte Hemmung des Axonbündels (verursacht durch andere Neuronen) tatsächlich unterbrochen werden könnten, siehe das erste Diagramm hier unter 8.2: http: / /neuroscience.uth.tmc.edu/s2/chapter08.html

Neurale axonale Verbindungen sind physiologisch einseitig, da sich ein Aktionspotential niemals zurück ausbreiten würde. Da das Signal physiologisch in der Nähe des Zellkörpers (dendritische Eingangsregion) initiiert wird, ist der normale Informationsfluss daher von dendritisch zu axonal. Wenn Axone jedoch elektrisch aktiviert werden (durch neurale Implantate wie Gehör- oder Sinnesprothesen usw.), breitet sich das Signal in beide Richtungen aus, dh zum Axonende, aber auch zum Zellkörper. Durch die Kinetik des Öffnens und Schließens von Ionenkanälen bewegen sich Aktionspotentiale nur in eine Richtung, nämlich weg vom Initiationspunkt. Das Axon selbst ist in keiner Weise umschlossen – es hat keinen Richtungssinn und unterstützt beide Richtungen.

Die Verbindung ist einseitig, der Input kommt in die Dendriten, während der Output auf das einzelne Axon im Neuron geht.

• Abbildung 1 - Wikipedia - Neuron

Das Axon des präsynaptischen Neurons kann sich zB mit dem Dendriten eines postsynaptischen Neurons verbinden und so Synapsen bilden, in denen sie das Signal über Neurotransmitter weiterleiten.

• Abbildung 2 - Synapse zwischen zwei Neuronen

• Abbildung 3 - Neurotransmission

Ein Axon kann verschiedene Ziele haben, nicht nur Dendriten, z. B. ein anderes Axon , Muskelzellen usw.