Signalweiterleitung
Kurs für Schülergruppen

Funktionieren Nerven wie Kabel? Wie schnell werden Aktionspotenziale in Nervenzellen weitergeleitet? In diesem Kurs werden durch die Ableitung von Nervenpotenzialen grundlegende Prinzipien neuronaler Informationsverarbeitung anschaulich gemacht.

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Jahrgangsstufe
11 bis 13
Dauer
1 Tag
Maximale Teilnehmerzahl
16

Experimente

  • Bestimmung der Leitungsgeschwindigkeit im Modellversuch (Digitale Simulation)
  • Ableitung der Leitungsgeschwindigkeit der Riesenfasern des Regenwurms
  • Untersuchung der rezeptiven Felder der Riesenfasern

Nach einer Einführung in die physikalischen Grundlagen der Signalweiterleitung wird in einem digitalen Simulationsexperiment gezeigt, wie die Leitungsgeschwindigkeit von Axonen durch deren physikalische Eigenschaften (Membranwiderstand, Innenwiderstand, Durchmesser) bestimmt wird. Die Teilnehmenden untersuchen die in der Simulation gefundenen Zusammenhänge am Rückziehreflex des Regenwurms, indem sie Aktionspotenziale der Riesenfasern aus dem Bauchmark an zwei Orten gleichzeitig mit Hilfe extrazellulärer Elektroden ableiten. Aus den gewonnenen Daten wird die Leitungsgeschwindigkeit berechnet. Es wird gezeigt, wie Reizort und Reizstärke die Reflexantwort beeinflussen.