Chemische Synapsen übertragen Signale durch Neurotransmitterfreisetzung, Diffusion und Rezeptorbindung. Diese präzise Sequenz liegt allen neuralen Berechnungen zugrunde.
Sequenz der synaptischen Übertragung
- Ankunft des Aktionspotenzials am präsynaptischen Endknöpfchen → Depolarisation.
- Spannungsgesteuerte Ca²⁺-Kanäle öffnen → Ca²⁺-Zufluss (der Auslöser).
- Vesikelfusion (SNARE-Komplex): Synaptotagmin spürt Ca²⁺ → Vesikel docken/verschmelzen → Exozytose von Neurotransmitter.
- Diffusion über den Spalt (20–40 nm) → Bindung an postsynaptische Rezeptoren.
- Rezeptoraktivierung:
- Ionotrop (LGIC): Direkter Ionenkanalöffnung (AMPA/NMDA → Na⁺/Ca²⁺ = EPSP; GABAₐ/Glycin → Cl⁻ = IPSP).
- Metabotrop (GPCR): G-Protein → Second Messenger → langsame Modulation.
- Summation des postsynaptischen Potenzials: Räumliche + zeitliche Integration von EPSPs/IPSPs am Axonhügel.
- Schwelle erreicht? → Aktionspotenzial erzeugt (Ausgabe) oder nicht (Inhibition).
- Beendigung: Wiederaufnahme (SERT, DAT, NET, GAT), enzymatischer Abbau (AChE, MAO, COMT), Diffusion.
Wichtige Konzepte
- Quantale Freisetzung (miniature EPSPs).
- Kurzzeitplastizität (Facilitation, Depression).
- Langzeitplastizität (LTP/LTD) → Lernen.
- Dalesches Prinzip: Neuron gibt an allen Endknöpfchen denselben NT ab (meist zutreffend).
Synaptische Präzision liegt allen neuralen Berechnungen zugrunde.
