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Langzeitpotenzierung

Die Langzeitpotenzierung – long-term potentiation – ist jener molekularer Mechanismus, der neuronale Verbindungen stärkt und der die Basis der Bildung von Erinnerungen und Lernen bildet.

Langzeitpotenzierung bewirkt letztlich, dass Erinnerungen im Gehirn überhaupt gespeichert werden, indem sich die Reizweiterleitung zwischen zwei Nervenzellen ändert. Ein Neuron, das häufig ein anderes aktiviert, wird mit der Zeit immer besser darin, dieses zu aktivieren. Bei der synaptischen Übertragung bewirkt ein ankommendes Aktionspotenzial in der Präsynapse die Freisetzung von Neurotransmittern wie etwa Glutamat in den synaptischen Spalt. Das Glutamat aktiviert AMPA-Rezeptoren in der postsynaptischen Membran. Daraufhin strömen Natriumionen in die Zelle ein, wodurch sie depolarisiert wird und ein neues Aktionspotenzial entsteht. Die Depolarisation löst Magnesiumionen aus den NMDA-Rezeptoren (Mitte). Trifft nun zur selben Zeit ein neues Aktionspotenzial in der Präsynapse ein und wird erneut Glutamat freigesetzt, aktiviert dieses nun sowohl die AMPA- als auch die NMDA-Rezeptoren. Dadurch kann eine große Menge Kalzium einströmen. Dieses bewirkt, dass mehr AMPA-Rezeptoren in der postsynaptischen Membran eingebaut werden (rechts). Das erhöht auf Dauer die Übertragungsstärke der Synapse.

Langzeitpotenzierung findet also dadurch statt, dass bei Synapsen zwei gleichzeitige Signale zusammentreffen und somit verstärkt werden. Diese Langzeitpotenzierung führt vor allem bei neu gebildeten Neuronen (Neurogenese) im Hippocampus zu besonders hohen Veränderungen, aber auch bei reifen Zellen findet noch Langzeitpotenzierung statt. Generell sind aber junge Zellen darin besser, denn Untersuchungen zeigten, dass neuen Zellen vier Wochen benötigen, um heranzureifen, Zellfortsätze zu bilden und sich mit Ein- und Ausgängen zu verknüpfen, und dann folgen zwei Wochen, in denen sie besonders offen dafür sind, Reize in ihren Synapsen zu kodieren, also besonders gut lernen.

Siehe dazu die Chemie des Lernens.

Literatur

Stangl, W. (2018). Die Chemie des Lernens. [werner stangl]s arbeitsblätter.
WWW: http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/LERNEN/LernenChemie.shtml (2018-08-08).
https://www.spektrum.de/news/gedaechtnis-warum-wir-vergessen/1580324 (18-08-07)



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