Nervenimpulsen

Nervenimpulsen sind schnelle elektrische Signale, mit denen Nervenzellen Informationen im Nervensystem übertragen. Sie entstehen in Neuronen und werden über Axone, Dendriten und Synapsen weitergeleitet, um Sinnesreize zu verarbeiten, Bewegungen zu steuern und Gedächtnisinhalte zu koordinieren.

Jedes Neuron besitzt ein Ruhepotential, das durchlässige Membranen und Ionenkonzentrationen bestimmt. Bei ausreichender Stimulation kommt es zur Bildung eines Aktionspotentials: Die Depolarisation durch den raschen Einstrom von Natriumionen lässt das Membranpotenzial über Schwelle steigen, Na+-Kanäle öffnen weiter, bis das Innere der Zelle positiv wird. Danach öffnen sich Kaliumkanäle, die Kalium aus der Zelle ausströmen, wodurch die Membran wieder negativer wird. Während der Refraktärzeit kann kein neues Aktionspotential ausgelöst werden. Das Aktionspotential ist ein Alles-oder-Nichts-Ereignis, dessen Weiterleitung entlang des Axons durch myelinisierte Abschnitte und Ranvier-Schnürringe beschleunigt wird (saltatorische Leitung). Unmyelinisierte Axone leiten Signale langsamer.

An Synapsen wird das elektrische Signal in ein chemisches Signal umgewandelt. An der präsynaptischen Endigung öffnen spannungsabhängige Calciumkanäle, Vesikel mit Neurotransmittern verschmelzen mit der Membran und setzen Transmitter frei. Diese diffundieren in den synaptischen Spalt und binden an Rezeptoren der postsynaptischen Membran. Je nach Typ der Rezeptoren erzeugen sie EPSP (erregend) oder IPSP (hemmend), wodurch Summation und Integration der Signale erfolgt.

Die Geschwindigkeit der Nervenimpulse hängt von Axon-Durchmesser und Myelinisierung ab und kann von einigen Metern pro Sekunde bis über hundert Metern pro Sekunde reichen. Die neuronale Signalübertragung ermöglicht Wahrnehmung, Bewegung, Lernprozesse und koordinierte Körperfunktionen; Störungen in der Impulsweiterleitung können neurologische Erkrankungen verursachen, etwa Demyelinisierung oder axonale Verletzungen.