Leitfaden Wissensfragen Flashcards
der Informationsfluss im Nervensystem
- Information über die Umwelt –> Aufnahme über Sensorik
- afferente Verarbeitungsbahnen (zum ZNS hin)
- Entscheidungsfindung im ZNS
- efferente Verarbeitungsbahnen (vom ZNS weg)
- Verhaltensreaktion über Motorik
proximate Mechanismen
direkte, unmittelbare Mechanismen/Merkmale/Gegebenheiten eines Verhaltens
(mechanisch, physikalisch, neuronal, chemisch, physiologisch, sozial)
- -> Hormonspiegel
- -> Verschaltung von Neuronen im Gehirn
- -> Interaktionen mit der Umwelt (biotisch/abiotisch)
- ->sensorische Wahrnehmung
ultimate Ursachen
- grundlegende Ursachen
- evolutionsbiologische Ursachen
- -> Warum hat sich dieses Verhalten in der Evolution durchgesetzt?
- -> Welche Selektionsvorteile?
Erbkoordination
fixed action pattern
- stereotypisches Bewegungsmuster
- wird bis zum Ende ausgeführt, wenn einmal aktiviert, auch wenn Schlüsselreiz entfernt wurde
(Bsp.: Graugans: Ei zurück ins Nest rollen)
AAM
angeborener Auslösemechanismus
- neuronale Mechanismen (informationverarbeitendes Teilsystem des ZNS), die Schlüsselreize identifizieren/interpretieren –> aktivieren adäquates Verhalten
Schlüsselreize
sensorische Signale, die immer ein ganz bestimmtes Verhalten auslösen
Sensitivität von Rezeptoren
- Sinneszellen sind spezialisiert auf bestimmte Reize und bestimmte Reizenergien
- Empfindlichkeit bis ans physikalisch Mögliche
Bsp.: - 1 Photon kann 1AP in retinaler Ganglionzelle auslösen –> 10-15 Photonen: Lichtwahrnehmung
- Mechanorezeption: Biegung Schnurrhaare/Antennen (Amplituden von 1Å können wahrgenommen werden –> Moskitos)
- Chemorezeption: Duftstoffe in Luft (Geruch) oder Flüssigkeit (Geschmack)
(1 Duftmolekül kann Reaktion bei olafkt. Neur. auslösen; 200 ein Verhalten (Motten))
Eigenschaften von Rezeptoren
- Signalwandler: physikalischer/chemischer Reiz wird in Rezeptorpotenzial umgewandelt. (Signaltransduktion)
- Codierer:
Die Reizintensität wird als Amplitude des Rezeptorpotenzials und anschließend als AP-Frequenz codiert. - Verstärker:
Die z.T. winzige Reizenergie (z.B. Lichtquant) wird mit Hilfe von Stoffwechselenergie und “second messenger” vielfach verstärkt
Transduktionsprozess
- Wahrnehmung von Reizenergien (electromagnetisch, mechanisch,chemisch) –> Umwandlung in elektrisches Rezeptorpotential (Amplitudenmodulierung) –> Aktionspotential (Frequenzmodulierung)
- mechanisch (Fühlen, Hören)
- 2nd messenger (Riechen, Schmecken, Sehen; Rezeptormolekül löst biochem. Kaskade aus)
Kennlinie
Beschreibt den Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsgröße eines Systems. z.B. Reizintensität
gegen Amplitude des Rezeptorpotentials
Wie bestimmt die Aktivität von Motoneuronen die Muskelkraft?
AP in Axon in Motorneuron –> AP in Muskelfaser führt zur Zuckung
- Kontrollfaktoren:
Feuerrate - viele APs überlagern sich und führen zur Verstärkung der Einzelzuckung zu kraftvolleren Zuckungen
Rekrutierung von motorischen Einheiten - Vertebraten sind multipolar –> viele motorische Endplatten werden stimmuliert –> stärkere Bewegung
monopolare Motoneurone
- Aufbau: Nervenzelle, die nur einen primären Fortsatz besitzt (ein Axon).
Dendriten gehen von Axon aus nicht vom Soma - Vorkommen: typischerweise bei Wirbellosen (z.B. Insekten)
(auch bei Wirbeltieren (z.B. primär sensorische Nervenzellen).
Bsp: Stäbchenzellen der Retina (Netzhaut), Riechschleimhaut)
multipolare Nervenzellen
- Aufbau: Nervenzelle, ein einziges Axon und mehrere Densditenäste, die typischerweise allen Bereichen des Somas entspringen.
- Vorkomen: Im NS von Wirbeltieren sind die meisten Nervenzellen multipolar.
Bsp: Motoneuronen im Rückenmark oder im ZNS, Purkinje Zellen in Kleinhirnrinde.
Was sind Kommandoneurone ? Welche Kriterien werden angewendet?
- Steuerungsneuron (hyothetische Nervenzelle)
- bei Wirbellosen und Fischen –> Neurone, die viele eingehende Erregungen verrechnen und spezifisches motorisches Programm aktivieren/hemmen
- Kriterien: Hinlänglichkeit und Notwendigkeit
- Bsp.: Flugbewegung von Insekten. Kommandoneuron setzt den Menchanismus in Gang. Zwei phasengekoppelte Oszillatoren aktivieren abwechselnd die Muskelgruppen über deren Motoneuronen.
Unterschien zwischen Weibchenwahl und Männchenkonkurrenz? Bei welchen Selektionsprozess treten sie auf?
- sexuelle Selektion (operationales Geschlechterverhältnis auf Seite der Weibchen)
- Weibchenwahl: müssen mehr Energie in Nachkommen investieren / können nur begrenzte Zahl zeugen –> müssen beste Wahl treffen um Fitness zu maximieren
- wählen aus konkurrierenden Männchen, deren Merkmale variieren
- Männchenkonkurrenz: Konkurrenz zwischen männlichen Individuen einer Art um fortpflanzungsfähige
Weibchen
–> Männchenkampf, Spermienkonkurrenz
–> Geschlechtsmerkmale, die durch natürliche Selektion nicht erklärbar (langes Gefieder, mächtige Geweihe)
Konkurrenz nicht gleich Kampf
Unterschien zwischen Männchenkämpfen und Spermienkonkurrenz?
Männchenkämpfen – vor der Begattung:
Männchen kämpfen um die Möglichkeit, Nachkommen mit Weibchen zu
produzieren
Spermienkonkurrenz – nach der Begattung
Bei der Befruchtung rivalisieren die Samenzellen mehrerer Männchen miteinander um die
Befruchtung von Eiern
(Produktion schneller Spermien + große Hoden, die voluminöses und spermienreiches Ejakulat produzieren z.B. Schimpanse)
Mechanismen zur Reduzierung von Spermienkonkurrenz
- das Aufsuchen einer konkurrentenarmen Umgebung nach Beginn des Genitalkontakts
- Partnerbewachung
- die Entwicklung von Strukturen, die ein Entfernen (Ausräumen) der Vorgängersspermien ermöglichen
- Einsatz von Sekreten, die entweder Vorgängerspermien verdrängen, verkleben oder verhindern, daß
nachfolgende Männchen erfolgreich kopulieren können.
Was wird als direkte / indirekte Vorteile bei der Weibchenwahl bezeichnet?
- W. können i.d.R. den Fortpflanzungserfolg nicht durch zusätzliche Paarung erhöhen; stattdessen können sie Qualität und Überlebenschancen der Nachkommen verbessern
- direkte Vorteile: Versorgung und Unterstützung: angebotene Nahrugsressourcen, Brutplatz, Nestbau,…
indirekte Vorteile: genetische Qualität: höhere Überlebenschancen durch bessere Anpassung / höherer Paarungserfolg (sexy sons)
Eigenschaften von statischen Merkmalen im Zusammenhang mit Partnerwahl
- stabilisierende Selektion (häufigster Typus)
- artspezifische Merkmale bei denen ein bestimmter Wert gewünscht ist (zB: Pulsraten)
- Konstanthaltung der Merkmale, da abweichende, extreme Formen eliminiert werden
(auch wenn Populationen über viele Generationen ähnlichen Bedingungen ausgesetzt sind –> verhindert Wandel)
Eigenschaften von dynamischen Merkmalen im Zusammenhang mit Partnerwahl
- gerichtete (transformierende) Selektion
- interindividuelle Merkmale, bei denen ein bestimmter Trend gewünscht ist (Pulsdauer, je länger desto besser)
- Selektionsdruck in eine Richtung –> Anpassungen an neue Bedingungen
Nennen Sie die Sinnesorgane für die Wahrnehmung elektrischer Felder bei Fischen und ihre Eigenschaften
(aktiv)
- Elektrorezeption:
- aktiv: tuberöse Rezeptoren
Eigenschaft – die Detektion von Wechselfelder (Perturbation, Änderung) → dienen der aktiven
Elektroortung (Mormyromasten) und Wahrnehmung / Unterscheidung von eigenen/fremden elek. Signalen –
Elektrokommunikation (Knollenorgane)
Aufbau :
- keine direkte Verbindung zum Außenmedium → da sie viel stärkere Reize wahrnehmen
– weniger empfindlich als ampulläre Rezeptoren
– Reize werden über chemische Synapsen weitergeben
– vorhanden bei schwach elektrischen Fischen (das aktive System hat sich aus dem passiven entwickelt)
Nennen Sie die Sinnesorgane für die Wahrnehmung elektrischer Felder bei Fischen und ihre Eigenschaften
(passiv)
Passiv – ampulläre Rezeptoren:
– Aufbau: lange Röhre mit einer gut leitenden gallertigen Masse gefüllt. Eine Seite der Röhre ist nach außen
zur Umwelt hin offen, während die andere Seite abgeschlossen ist. Die Rezeptorzellen selbst sitzen am Boden
der Röhre. Auf Grund ihrer Bauform, sprechen ampulläre Rezeptoren besonders gut auf niederfrequente
Signale an.
– Dienen der passiven Elektroortung
– Liegen in der Haut und haben direkte Verbindung zum Außenmedium → Da sie sehr schwache elektrische
Gleichstromfelder wahrnehmen müssen
– vorhanden bei z.B. bei schwach elektrischen Fischen, Haien (die Lorenzinischen Ampullen), Welsen
Typen der EOD Entladung
EOD – die gleichzeitige Entladung vieler Elektrocyten (Electric Organ Discharge / elektrische Organentladung)
–> Die el. Signale haben unterschiedliche artspezifische Zeitmuster
- Wellenfische: Erzeugen sehr regelmäßige, sinusartige Entladungswellen in einem artspezifischen Frequenzbereich
mit konstanter Frequenz
Pulsfische: Produzieren ihre Entladingen unregelmäßig/pulsartig
Lokale und globale Signale bei elektrischen Fischen
- lokal: Objekt- und Beutewahrnehmung; lokale Änderung des elek. Feldes durch Eintritt eines Körpers
global: Kommunikation; elek Feld durch elek. Feld eines anderen Fisches moduliert (Schwebungen, chirps,…)
Was versteht man unter paralleler Verarbeitung (parallel processing)? welche Vorteile bietet diese?
- Divergenzschaltung: ein einziges Neuron hat seine Axone an mehreren Zielneuronen
- parallele Verarbeitung (Divergenz): Nutzung mehrerer paralleler neuronaler Bahnen zur Übermittlung ähnlicher Informationen oder zur Verarbeitung verschiedener Komponenten einer gemeinsamen sensorischen Modalität
==> verschiedene Verarbeitungszentren, die nebeneinander liegen und die verschiedenen Aspekte einer externen Information parallel verarbeiten (Sehbahn: versch. Arten von Ganglienzellen: Farben, Bewegung,…) - Vorteil: erhöhte Auflösung und Geschwindigkeit durch Seperation versch. Informationen; bessere Energiebilanz (physiolog. Kosten)
Was ist mit active sensing gemeint?
Organismus erzeugt Grundlage für die Sensorische Wahrnehmung selbst (elektrische Fische OED,
Fledermäuse Sonar)
Was ist mit active processing gemeint?
- efferente, motorische Kontrolle von Sinneszellen
- Beispiel: Haarsinneszellen in der Cochlea haben afferente und efferente Nervenbahnen. Wird eine Bewegung der HSZelle detektiert, wird diese über efferente Bahnen motorisch bewegt, um das Signal zu verstärken
Was bezeichnet man mit dem Begriff ‚sensible Phase‘ ?
Phase in der Ethologie, in der ein Tier während der Verhaltensentwicklung für bestimmte Erfahrungen besonders empfänglich ist bzw. bestimmte Erfahrungen machen muss, um einen Lernschritt nachvollziehen zu können (“sensitive period”/”sensible Phase”)
Besonders typisch bei der Prägung; reicht von einigen Stunden über Tage bis zu mehreren Wochen
Warum werden vorhersagbare Signale unterdrückt?
Beispiele für vorhersagbare Signale.
- um einer Überlastung durch sensorischen Input vorzubeugen
Beispiele:
- selbsverursachte sensorische Signale
- regelmäßige Änderungen
- Eigenbewegeung (Reafferenzprinzip, Efferenzkopie)
Was bezeichnet man als EMG?
Elektromyographie:
- neurolog. Untersuchung/Messung der natürlichen elektrischen Aktivität des Muskels (–> Bsp.: liegt Erkrankung im Bereich des Muskels oder in dem ihn versorgenden Nerv)
- Aufzeichnung über Ableitung einer Nadelelektrode im Muskel (über Computer verstärkt, sichtbar, messbar gemacht)
- EMG erfasst die APs einzelner oder mehrerer Muskelfasern gleichzeitig (Summenaktionspotenziale). Nach einer digitalen
Verstärkung zeigt es diese elektrischen Ströme auf dem Bildschirm an
intrazelluläre Ableitung
Mikroelektroden (deren Spitze sich im
Cytoplasma befinden); Messung von elektrischen Parametern von Zellmembranen;
- Elektrode in Zelle eingestochen
- Messung der Aktionspotentiale (Spannungsänderung relativ zur Referenzelektrode)
extrazelluläre Ableitung
- Mess- und Referenzelektrode außerhalb der Zelle
- Messelektrode sehr nah an Membran –> misst durch AP induzierte veränderte Partialladungen
Was ist der Unterschied zwischen einer intra- und einer extrazellulären Ableitung in der Neurobiologie?
- Intrazelluläre Ableitung:
Messung der Spannungsdifferenz zwischen Innen- und Außenseite der Zellmembran durch Einstechen einer Micro-Elektrode mit Salzlösung. Diese Methode liefert absolute Werte, ist jedoch extrem aufwendig und schwierig. - Extrazelluläre Ableitung:
Messung der Spannungsdifferenz zwischen räumlich getrennten Orten der äußeren Membran. Eine solche Messanordnung ist relativ einfach, funktioniert jedoch nur dann, wenn die
entsprechenden Meßstellen einen ausreichend großen Abstand voneinander haben. - Ausschläge 1000x geringer und invertiert gegenüber intrazellulären Ableitungen
Welche Merkmale/Informationen kann ein Sender über sich selbst im Signal kodieren?
Qualität des Senders (gute Gene, Ernährung usw)
- Infos über die Intensität und Attraktivität des Signal
wie funktioniert der molekulare Ruderschlag bei der Muskelkontraktion?
- in Muskelzelle: Myosin mit Köpfen umgeben von Aktinfilamenten, dessen Myosinbindestellen von Tropomyosin und Troponin blockiert ist
- Myosinköpfchen befindet sich in 45º und hat ATP gebunden
- Ca aktiviert ATPase-aktivität von Myosin und bindet an Troponin
–> ATP zu ADP und Myosinköpchen geht in 90º
–> Konfigurationsänderung von Tropomyiosin (Bindestellen frei)
=> Myosin bindet an Aktin - Freisetzung von ADP und Pi –> Myosinköpfen wieder in 45º, wodurch Aktin herangezogen wird und der Muskel verkürtzt wird
- ATP bindet –> Myosink. wird gelöst und ändert Konformation
Zyklus kann nun von neuem beginnen, sofern ATP und eine erhöhte Ca-Konzentration vorhanden ist
