Neurophysiologie - Cheatsheet

Aktionspotenziale und ihre Entstehung

Definition:

Kurzzeitige Änderung des Membranpotentials einer Nervenzelle, die sich entlang des Axons fortpflanzt. Entsteht aufgrund von Ionenströmen durch spannungsabhängige Kanäle.

Details:

• Ruhepotential: -70 mV
• Überschreitung des Schwellenwerts: -55 mV
• Depolarisation: Na⁺-Kanäle öffnen, Na⁺ strömt ein
• Repolarisation: Na⁺-Kanäle schließen, K⁺-Kanäle öffnen, K⁺ strömt aus
• Hyperpolarisation: K⁺-Kanäle schließen langsam, Membranpotential < Ruhepotential
• Ruhepotential wiederhergestellt durch Na⁺/K⁺-Pumpe
• Alles-oder-Nichts-Prinzip

Synaptische Übertragung und Neurotransmitter

Definition:

Übertragung von Nervenimpulsen an Synapsen; Nutzung von chemischen Botenstoffen

Details:

• Neurotransmitterfreisetzung in den synaptischen Spalt
• Erregende (z.B. Glutamat) und hemmende Neurotransmitter (z.B. GABA)
• Neurotransmitter binden an Rezeptoren der postsynaptischen Membran
• Postsynaptisches Potenzial (PSP) kann exzitatorisch (EPSP) oder inhibitorisch (IPSP) sein
• Calciumionen (Ca²⁺) stimulieren Vesikelfusion
• Rezeptortypen: Ionotrop (direkt ionenkanalöffnend) und metabotrop (G-Protein-gekoppelt)
• Beendigung: Wiederaufnahme in präsynaptische Zelle oder Abbau durch Enzyme

Mechanismen der neuronalen Plastizität

Definition:

Anpassungsfähigkeit des neuronalen Netzwerks durch strukturelle und funktionelle Veränderungen.

Details:

• Langzeitpotenzierung (LTP): Verstärkung der synaptischen Übertragung
• Langzeitdepression (LTD): Abschwächung der synaptischen Übertragung
• Synthese neuer Proteine und dendritischer Dornen
• Reorganisation der synaptischen Verbindungen
• Erhöhung der Neurogenese: Bildung neuer Neuronen
• Veränderungen durch synaptische Plastizität beeinflussbar durch Lernen und Gedächtnis
• Bedeutsam für Rehabilitation nach neurologischen Schäden

Anatomie des Gehirns und des Rückenmarks

Definition:

Anatomie des zentralen Nervensystems. Fokus auf Gehirn und Rückenmark.

Details:

• Gehirn: Großhirn (Cortex, Subcortex), Zwischenhirn (Thalamus, Hypothalamus), Hirnstamm (Mittelhirn, Pons, Medulla oblongata), Kleinhirn
• Rückenmark: paarige Nervenwurzeln, graue Substanz (Innen), weiße Substanz (Außen)
• Blutversorgung: A. carotis interna, A. vertebralis
• Ventrikelsystem: vier Ventrikel, Produktion von Liquor cerebrospinalis

Sensorische und motorische Systeme des ZNS

Definition:

Die sensorischen und motorischen Systeme des ZNS sind für die Verarbeitung sensorischer Informationen und die Steuerung motorischer Funktionen verantwortlich.

Details:

• Sensorische Systeme: Verarbeiten interne und externe Reize.
• Motorische Systeme: Steuern willkürliche und unwillkürliche Bewegungen.
• Rückkopplungsmechanismen: Wichtig für feine Abstimmung beider Systeme.
• Pyramidenbahn: Hauptweg für willkürliche motorische Steuerung.
• Extrapyramidale Bahnen: Involvieren Automatismen und tonische Kontrolle.
• Wichtige Strukturen: Thalamus, Basalganglien, Kleinhirn.
• Sensomotorische Integration: Wesentlich für koordinierte Bewegungen.

Struktur und Funktion peripherer Nerven

Definition:

Periphere Nerven verbinden das zentrale Nervensystem (ZNS) mit peripheren Organen und Geweben, leiten motorische und sensorische Signale.

Details:

• Struktur: Axone, Myelinscheiden, Bindegewebe (Endoneurium, Perineurium, Epineurium)
• Dicke, myelinisierte Axone: schnelle Signalweiterleitung \((100 \text{m/s})\)
• Dünne, unmyelinisierte Axone: langsame Signalweiterleitung \((1 \text{m/s})\)
• Funktion: sensorische Nerven (afferent), motorische Nerven (efferent), gemischte Nerven

Elektroenzephalographie (EEG) und Magnetenzephalographie (MEG)

Definition:

EEG: Messung elektrischer Aktivität im Gehirn mittels Elektroden auf der Kopfhaut. MEG: Erfassung magnetischer Felder, die durch neuronale Aktivität im Gehirn erzeugt werden, mit sensiblen Magnetometern.

Details:

• Anwendung: Untersuchung von Hirnfunktionen und -störungen (z.B. Epilepsie, Schlafstudien)
• EEG: Hohe zeitliche Auflösung, aber schlechte räumliche Auflösung
• MEG: Hohe zeitliche und bessere räumliche Auflösung als EEG
• EEG: Signal entsteht durch postsynaptische Potenziale. MEG: Signal durch magnetische Felder neuronaler Ströme.

Diagnosemethoden bei neurologischen Störungen

Definition:

Diagnosemethoden zur Erkennung und Bewertung neurologischer Störungen

Details:

• Anamnese: Detaillierte Erfassung der Krankengeschichte
• Klinische Untersuchung: Überprüfung von Reflexen, Muskelkraft, Sensorik, Koordination
• Bildgebende Verfahren:
  • CT: Computertomographie zur Darstellung von Gehirnstrukturen
  • MRT: Magnetresonanztomographie zur detaillierten Abbildung des Gehirns und Rückenmarks
• Elektrophysiologische Tests:
  • EEG: Elektroenzephalographie zur Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns
  • EMG: Elektromyographie zur Untersuchung der Muskelaktivität
• Lumbalpunktion: Entnahme von Liquor zur Analyse von Entzündungen, Infektionen und anderen neurologischen Zuständen
• Neuropsychologische Tests: Bewertung kognitiver Funktionen wie Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Sprache