Nervensignale

Nervensignale bezeichnen die Informationen, die im Nervensystem durch Neuronen übertragen werden. Sie bestehen aus elektrischen Signalen, die entlang der Axone als Aktionspotentiale wandern, sowie aus chemischen Signalen an Synapsen, wo Neurotransmitter freigesetzt werden und postsynaptische Zellen erreichen. Die Erregung beginnt an der Membran des Neurons, wenn spannungsabhängige Na+-Kanäle geöffnet werden und die Membranpotenziale sich depolarisieren. Überschreitet die Potentialhöhe einen Schwellenwert, wird ein Aktionspotential ausgelöst; danach folgt eine Repolarisation durch Kaliumausströme und eine kurze Refraktärzeit, während der erneut kein Signal weitergeleitet werden kann. Das Aktionspotential ist all-or-none: Seine Amplitude bleibt konstant, während die Preisgabe des Signals durch Frequenzmodulation erfolgen kann.

Die Fortleitung der Signale erfolgt entlang des Axons. Myelinisierte Fasern leiten die Signale sprunghaft weiter (saltatorische Leitung) zwischen den Schnürringen, den Ranvierschen Schnürringen, was die Geschwindigkeit erhöht. Unmyelinisierte Fasern leiten kontinuierlich. Die Leitungsgeschwindigkeit hängt von Axon-Durchmesser, Myelisierung und Temperatur ab.

An Synapsen wird das elektrische Signal in ein chemisches Signal umgeformt. An der präsynaptischen Endigung werden Neurotransmitter freigesetzt, die an Rezeptoren der postsynaptischen Zelle binden und exzitatorische oder inhibitorische Postsynaptische Potenziale erzeugen. Die Integration dieser Potenziale in Dendriten und im Soma bestimmt, ob erneut ein Aktionspotential ausgelöst wird.

Nervensignale steuern Sinneswahrnehmungen, Bewegungen, Reflexe und viele kognitive Prozesse. Störungen der Signalübertragung, etwa durch Demyelinisierung oder axonale Schäden, können zu neurologischen Erkrankungen führen.