Klassifikation der Nervenzentren
Anatomisch und funktionell sind Neuronenansammlungen sehr vielfältig. Sie werden üblicherweise nach mehreren Kriterien eingeteilt:
- Nach Lokalisation im Nervensystem:
- Spinale (im Rückenmark lokalisiert);
- Stamm-;
- Kleinhirn-;
- Subkortikale;
- Kortikale (in der Großhirnrinde lokalisiert).
- Nach Funktion:
- Motorisch (steuern Bewegungen);
- Sensorisch (verarbeiten Informationen von Sinnesorganen).
- Nach Komplexitätsgrad:
- Einfach. Umfassen ein Minimum an Elementen. Ein klassisches Beispiel ist das spinale Zentrum des Kniescheibenreflexes.
- Komplex. Verknüpfen riesige Zellverbände, zum Beispiel das kortikale Sprachzentrum.
- Nach Regulationsbereich:
- Somatische (Kontrolle des Bewegungsapparates);
- Vegetative (Regulation der inneren Organe);
- Psychische (Gewährleistung der höheren Nerventätigkeit).
Grundlegende Eigenschaften von Nervenzentren
Die Arbeit neuronaler Ensembles unterscheidet sich grundlegend von der Impulsleitung über eine einzelne Nervenfaser. Dies ist auf das Vorhandensein zahlreicher chemischer Synapsen zurückzuführen.
- Einwegleitung. Das Signal bewegt sich immer streng vom Rezeptor zum Effektor. Dies liegt daran, dass die mediatorsensitiven Rezeptoren ausschließlich auf der postsynaptischen Membran liegen.
- Zentrale Verzögerung. Die Übertragung eines chemischen Signals durch jeden synaptischen Spalt erfordert Zeit. Je mehr Synapsen in der Kette, desto länger die Verzögerung.
- Geringe funktionelle Labilität. Zentren sind aufgrund der langen Signalausbreitungszeit über komplexe neuronale Netzwerke nicht in der Lage, sehr hohe Erregungsrhythmen zu reproduzieren.
- Hohe Ermüdbarkeit. Bei langanhaltender Arbeit erschöpfen sich die Neurotransmittervorräte in den präsynaptischen Endigungen, was zu synaptischer Depression und vorübergehendem Ausfall des Zentrums führt.
- Chemische Empfindlichkeit. Neuronen reagieren empfindlich auf endogene Substanze und exogene Präparate. Chemische Agenzien können die Mediatorensynthese blockieren, dessen Bindung an Rezeptoren verhindern oder den Wiederaufnahmevorgang stören. Die Reaktionen können bis hin zu Veränderungen der Genexpression reichen.
Komplexe integrative Prozesse
Nervenzentren leiten das Signal nicht nur weiter, sondern verarbeiten, akkumulieren und koordinieren es mit anderen Aufgaben des Organismus.
Erregungssummation Das Zentrum ist in der Lage, postsynaptische Potenziale zu akkumulieren, um das Schwellenwertniveau zu erreichen.
- Temporale Summation: Impulse treffen schnell nacheinander über dieselbe Synapse ein.
- Spatiale Summation: Signale treffen gleichzeitig, aber über verschiedene Synapsen aus verschiedenen Quellen ein.
Nachwirkung und Tonus Selbst nach Entfernung des Reizes kann die reflexartige Antwort anhalten. Diese Nachwirkung entsteht durch die Zirkulation von Impulsen in geschlossenen Neuronenringen (Nachhallen bzw. Reverberation), starke Spätdepolarisation oder starke polysynaptische Potenziale. Darüber hinaus besitzen Zentren einen Tonus — eine Hintergrundaktivität, bei der sie ohne sichtbaren äußeren Reiz ständig leichte stimulierende Impulse an die Peripherie senden.
Dominante und Subordination Im Zentralnervensystem herrscht eine strenge Hierarchie: übergeordnete Abteilungen steuern die untergeordneten (Subordination). Bei hohem tonischem Erregungszustand bildet sich eine Dominante — ein Herd mit extrem hoher Erregbarkeit. Sie unterdrückt Konkurrenten und „zieht“ fremde Impulse buchstäblich an sich.
Rezifität und Irradikation Für präzise Bewegungen ist Rezifität (Reziprozität) erforderlich — eine wechselseitig abgestimmte Hemmung, bei der die Erregung des Beugezentrums automatisch das Streckzentrum hemmt. Ist der Reiz jedoch sehr stark, kommt es zu einer Irradikation (Divergenz): der Erregungsprozess verallgemeinert sich, sprengt die Grenzen eines einzelnen Zentrums und erfasst ausgedehnte Gehirnareale.
Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema
Welche klassischen Eigenschaften sind für den dominanten Erregungsherd nach Uchtomski charakteristisch?
Der dominante Erregungsherd nach A.A. Uchtomski entsteht bei hohem tonischem Erregungsniveau.
Eigenschaften des dominierenden Zentrums:
- Hohe und stabile Erregbarkeit.
- Fähigkeit, die Aktivität anderer Zentren zu unterdrücken.
- Fähigkeit, Erregung aus anderen Quellen anzuziehen.
In den Quellen wird zudem angegeben, dass die Dominante andere Reize absorbieren kann.
Welche Arten der zentralen Hemmung werden in der normalen Physiologie unterschieden?
In der normalen Physiologie werden mehrere Arten der zentralen Hemmung unterschieden, die nach verschiedenen Merkmalen klassifiziert werden.
Nach elektrophysiologischer Natur unterscheidet man:
- Hyperpolarisationshemmung — bedingt durch die Wirkung von Inhibitionsmediatoren.
- Anhaltende Depolarisationshemmung — entsteht bei hoher Erregungsfrequenz und Mediatoransammlung.
- Stabilisierungshemmung — verbunden mit einer Blockade der Natriumpermeabilität.
Nach Lokalisation unterscheidet man:
- Präsynaptische Hemmung (in axo-axonischen Synapsen).
- Postsynaptische Hemmung (direkte Hemmung des postsynaptischen Neurons).
Außerdem unterscheidet man die reziproke (gekoppelte) Hemmung, die eine abwechselnde Hemmung efferenter Neuronen unter Beteiligung von Inhibitionszellen darstellt (z. B. Hemmung von Motoneuronen antagonistischer Muskeln).
Wie man die Summationsarten nicht verwechselt: Die „Temporale“ bezieht sich auf die Zeit (häufige Schläge auf einen Punkt), während sich die „Spatiale“ auf die Fläche bezieht (gleichzeitige Schläge auf verschiedene Punkte).
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Warum ermüdet ein Nervenzentrum schnell?
Der Ermüdung liegt eine synaptische Depression zugrunde. Bei intensiver Arbeit gehen in den präsynaptischen Terminalien schlicht die Vorräte des Neurotransmitters zur Neige, der für die Signalübertragung erforderlich ist.
Was hat das klassische Experiment von Uchtomski bewiesen?
Er bewies das Prinzip der Dominante. Bei einer Katze mit künstlich hervorgerufener Darmreizung führte die Stimulation der motorischen Rinde nicht zur erwarteten Pfotenbewegung, sondern zum Defäkationsakt, da das dominante Zentrum die Erregung an sich zog.
Welche Rolle spielt die Plastizität der Nervenzentren?
Die Plastizität ermöglicht es neuronalen Netzwerken, ihre Funktion anzupassen. Dies ist ein fundamentaler Mechanismus, auf dem alle Lern-, Gedächtnis- und Kompensationsprozesse nach Verletzungen beruhen.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Entstehungsmechanismen und Besonderheiten von EPSP (exzitatorischen postsynaptischen Potentialen)
- Das Phänomen der Reverberation: Wie geschlossene neuronale Netzwerke aufgebaut sind
- Die Natur der tonischen Hintergrundaktivität efferenter Nerven
- Die Spezifität der Wirkung pharmakologischer Agenten auf die prä- und postsynaptische Membran
- Unterschiede zwischen den Prozessen der Irradiatio und Konvergenz in neuronalen Netzwerken
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