Nervous System & Information Coding

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to Lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Welche Aussage trifft auf chemische Synapsen im zentralen Nervensystem (ZNS) am ehesten zu?

  • Sie leiten Signale schneller weiter als elektrische Synapsen.
  • Die Mehrheit der Synapsen im ZNS ist chemisch. (correct)
  • Sie sind seltener als elektrische Synapsen.
  • Sie nutzen immer gap junctions zur Signalübertragung.

Was ist die unmittelbare Folge einer Depolarisation der synaptischen Endigung nach dem Eintreffen eines Aktionspotentials?

  • Postsynamptische Strukturen werden aktiviert.
  • Transmitter werden durch den synaptischen Spalt transportiert.
  • Die Exozytose von vesikelgelagerten Transmittern wird gehemmt.
  • Es kommt zum Einstrom von Kalzium-Ionen (Ca2+). (correct)

Welche Aussage beschreibt am besten, wie Neurotransmitter an postsynaptische Strukturen binden?

  • Mittels aktiver Ionenkanäle
  • Nach dem Prinzip von Angebot und Nachfrage
  • Durch Diffusion und osmotischen Druck
  • Nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip (correct)

Was ist ein wesentlicher Unterschied zwischen ionotropen und metabotropen Rezeptoren?

<p>Ionotrope Rezeptoren führen direkt zu einer schnellen Potenzialverschiebung. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage ist im Kontext der wichtigsten Transmittersysteme im menschlichen ZNS korrekt?

<p>Glutamat und Aspartat sind die am häufigsten vorkommenden exitatorischen Transmitter. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Strukturen gehört nicht zum Zentralnervensystem (ZNS)?

<p>Nervenfasern (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die wichtigste Funktion der Zerebrospinalflüssigkeit?

<p>Schutz des Gehirns vor mechanischen Einwirkungen (B)</p> Signup and view all the answers

Was versteht man unter dem Begriff 'kaudal' in Bezug auf die anatomische Lagebeschreibung?

<p>Zum Schwanz bzw. Fußende hin (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der genannten Richtungsbezeichnungen ist keine Lagebeschreibung am Gehirn?

<p>Transversal (D)</p> Signup and view all the answers

In welcher Ebene erfolgt der Horizontalschnitt (Transversalschnitt) des Gehirns?

<p>Parallel zum Boden, trennt oberen und unteren Teil (A)</p> Signup and view all the answers

Was bedeutet der Begriff 'ipsilateral'?

<p>Auf der gleichen Seite (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Funktion efferenter Nervenfasern am genauesten?

<p>Sie leiten Informationen vom ZNS zur Peripherie. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheidet sich das somatische Nervensystem vom vegetativen Nervensystem?

<p>Das somatische Nervensystem kontrolliert die Wahrnehmung von äußeren Reizen, das vegetative innere Organe. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über gemischte Nerven trifft am ehesten zu?

<p>Sie beinhalten sowohl sensorische als auch motorische Fasern. (A)</p> Signup and view all the answers

Was sind Ganglien?

<p>Ansammlungen von Nervenzellkörpern außerhalb des Gehirns (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptursache für die Symptome der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS)?

<p>Degeneration von Motorneuronen in Gehirn und Rückenmark (C)</p> Signup and view all the answers

Was sind die Hauptmerkmale der Multiplen Sklerose (MS)?

<p>Progressive Demyelinisierung von Nervenfasern im ZNS (B)</p> Signup and view all the answers

Was versteht man unter einem Dermatom?

<p>Das Areal der Haut, das von einem bestimmten Spinalnerv innerviert wird (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die primäre Funktion von Motoneuronen im Rückenmark?

<p>Leiten motorische Impulse an die Muskulatur (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt am besten die Lage des Rückenmarks?

<p>Es ist kürzer als die Wirbelsäule und endet im Bereich des ersten oder zweiten Lendenwirbels. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie sind die Vorder- und Hinterhörner der grauen Substanz im Rückenmark hauptsächlich charakterisiert?

<p>Vorderhorn: motorische Zellkörper; Hinterhorn: sensorische Zellkörper (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Cauda equina?

<p>Ein Bündel von Nervenfasern, das sich unterhalb des Endes des Rückenmarks befindet (C)</p> Signup and view all the answers

Wo haben die aufsteigenden Nervenfasern im Hinterstrang des Rückenmarks ihr Ursprung?

<p>Entweder im Spinalganglion oder in Zellkörpern des Hinterhorns (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt am besten die Funktion des Rückenmarks?

<p>Es transportiert Informationen und kann auch direkt Reflexe verarbeiten. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheidet sich ein Eigenreflex von einem Fremdreflex?

<p>Beim Eigenreflex sind Reizentstehungs- und Reaktionsorgan identisch. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein typisches Merkmal von Fremdreflexen?

<p>Sie zeigen oft Ermüdungserscheinungen. (A)</p> Signup and view all the answers

Welchen ungefähren Anteil am Körpergewicht macht das menschliche Gehirn aus?

<p>2% (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Strukturen gehört nicht zu den Hauptabschnitten des menschlichen Gehirns?

<p>Hypophyse (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Hirnstruktur verbindet die beiden Hemisphären miteinander?

<p>Corpus callosum (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Funktion hat die zerebrospinale Flüssigkeit (Liquor) nicht?

<p>Transport von Sauerstoff (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Strukturen enthält nicht eine Hirnventrikel?

<p>Pons (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Reihenfolge der Hirnhäute ist korrekt, von außen nach innen (vom Schädel zum Gehirn)?

<p>Dura mater, Arachnoid mater, Pia mater (A)</p> Signup and view all the answers

Woher bezieht das Gehirn hauptsächlich seinen arteriellen Zufluss?

<p>Arteria carotis communis (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Symptome sind typisch für einen Verschluss der Arteria carotis interna?

<p>Halbseitige Lähmung, Sehstörungen und evtl. Sprachstörungen (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt am besten die Organisation von grauer und weißer Substanz im Gehirn?

<p>Die graue Substanz bildet den Kortex und beinhaltet Zellkörper, die weiße Substanz liegt darunter und besteht aus myelinisierten Axonen. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Struktur dient im Rückenmark hauptsächlich der Informationsübertragung zwischen Nervenzellen?

<p>Interneurone (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist Liquor cerebrospinalis?

<p>Eine Flüssigkeit, die das Gehirn umgibt und schützt (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Funktion des Vorderstrangs und des Hinterstrangs im Rückenmark?

<p>Vorderstrang: Motorische Informationen; Hinterstrang: Sensorische Informationen. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Synapsenarten

Chemische und elektrische

Was passiert nach AP?

Depolarisierung der synaptischen Endigung

Was folgt auf Depolarisierung?

Einstrom von Ca2+ und Exozytose von vesikelgelagerten Transmittern

Arten von Rezeptoren

Ionotrope und metabotrope Rezeptoren

Signup and view all the flashcards

Häufigste exitatorische Transmitter

Glutamat und Aspartat

Signup and view all the flashcards

Häufigste inhibitorische Transmitter

GABA und Glycin

Signup and view all the flashcards

Bestandteile von ZNS und PNS?

ZNS Gehirn und Rückenmark, PNS Nervenfasern und Nervenzellkörper

Signup and view all the flashcards

Somatisches Nervensystem

efferent = Willkürsteuerung, afferent = Wahrnehmung

Signup and view all the flashcards

Vegetatives Nervensystem

Unwillkürliche Steuerung der Funktion innerer Organe

Signup and view all the flashcards

Funktion des PNS

Dient dem ZNS als Signaltransportsystem

Signup and view all the flashcards

Gemischte Nerven

Sowohl sensorische als auch motorische Fasern

Signup and view all the flashcards

Ansammlungen von Nervenzellkörpern

Ganglien außerhalb, Kerne im Gehirn

Signup and view all the flashcards

Was gehört zum ZNS?

Gehirn und Rückenmark

Signup and view all the flashcards

Somatisches NS Funktion

Steuerung der Willkürmotorik, Sensorik

Signup and view all the flashcards

Vegetatives NS Funktion

Steuerung der Funktion innerer Organe, Sensorik

Signup and view all the flashcards

Efferente Fasern

Information vom betrachteten Gebiet weg

Signup and view all the flashcards

Afferente Fasern

Information zum betrachteten Gebiet hin

Signup and view all the flashcards

ALS Definition

Degeneration von Motorneuronen

Signup and view all the flashcards

MS Definition

Progressive Demyelinisierung von ZNS Neuronen

Signup and view all the flashcards

Funktion Rückenmark

Innerviert Extremitäten und Rumpf

Signup and view all the flashcards

Aufbau der Wirbelsäule

7 Hals-, 12 Brust-, 5 Lenden-, 5 Kreuz-, 4-5 Steisswirbel

Signup and view all the flashcards

Rückenmarkssegmente

8 Zervikal-, 12 Thorakal-, 5 Lumbal-, 5 Sakral-, 1 Kokzygealsegment

Signup and view all the flashcards

Wo beginnt/endet das Rückenmark?

Beginnt an der Medulla oblongata, endet Lumbalwirbel

Signup and view all the flashcards

Ursprung Spinalnerven

Motorische- Vorder-, sensible- Hinterwurzel

Signup and view all the flashcards

Graue Substanz Rückenmark

Vorderhorn = motorisch, Hinterhorn = sensorisch

Signup and view all the flashcards

Aufgaben des Rückenmarks

Leitet Info zw. Gehirn und Peripherie, verarbeitet Info direkt

Signup and view all the flashcards

Eigenreflex

Organ der Reizentstehung = Reaktionsorgan

Signup and view all the flashcards

Fremdreflex

Reizort und Reaktionsorgan verschieden

Signup and view all the flashcards

Was ist das Rückenmark?

Die Verlängerung des Hirnstamms nach unten

Signup and view all the flashcards

Nervenfasern Spinalnerv

Vorderwurzel motorisch, Hinterwurzel sensorisch

Signup and view all the flashcards

Motoneurone

Axone leiten motorische Impulse

Signup and view all the flashcards

Sensible Neurone

Empfangen Information aus der Peripherie

Signup and view all the flashcards

Interneurone

Deren Axone zu anderen Neuronen verlaufen

Signup and view all the flashcards

Das Rückenmark

Transportiert Infos, verarbeitet sie direkt

Signup and view all the flashcards

Aufsteigende Bahnen

Enden in Medulla Oblongata +

Signup and view all the flashcards

Absteigende Bahnen

Verlaufen vom Hirn zu Segmenten

Signup and view all the flashcards

Volumen und Gewicht Gehirn

1200-1500 cc, 1.35–1.4 kg

Signup and view all the flashcards

Abschnitte Gehirn

Medulla, Pons, Cerebellum, Mesen-, Diencephalon, Telencephalon

Signup and view all the flashcards

Inhalt graue Substanz

Motorneurone, Zellkörper Interneuronen, Dendriten

Signup and view all the flashcards

Inhalt weiße Substanz

Besteht aus myelinisierten Axonen

Signup and view all the flashcards

Study Notes

  • The presentation provides a summary of information coding and the structure and function of the nervous system for engineering students at TU Berlin, instructed by Prof. Dr. Klaus Gramann from the department of Biological Psychology and Neuroergonomics.

Information Coding Summary

  • Chemical and electrical synapses exist.
  • Most synapses in the central nervous system (ZNS) are chemical.
  • An action potential (AP) leads to depolarization of the synaptic terminal.
  • Depolarization results in an influx of Calcium, which leads to exocytosis of vesicle-bound transmitters.
  • Transmitters travel through the synaptic cleft and attach to postsynaptic structures based on the "lock and key" principle.
  • Transmitters can attach to two types of receptors: ionotropic and metabotropic.
  • Ionotropic receptors have their own channels, leading to fast postsynaptic potential changes.
  • Metabotrope receptors trigger secondary processes that lead to potential changes.
  • Major transmitter systems in the human central nervous system include Glutamate & Aspartate, GABA & Glycin, Acetylcholine (Ach), Catecholamines (Dopamine, Noradrenaline, Adrenaline), and Serotonin.

Nervous System Overview

  • Key questions addressed: The structure of the spinal cord, the process and types of reflexes, functions of cerebrospinal fluid, and the different sections of the human brain.

Orientation and Position Terminology:

  • Cranial (superior): Towards the head or top.
  • Dorsal (posterior): Towards the back.
  • Ventral (anterior): Towards the front.
  • Caudal (inferior): Towards the tail or bottom.
  • Medial: Towards the midline.
  • Lateral: Away from the midline.
  • Rostral (anterior): Toward the front (brain).
  • Sagittal Section: Divides body into left and right.
  • Frontal Section (Coronal): Divides body into front and back.
  • Horizontal Section (Transversal): Divides body into top and bottom.
  • Anterior: Toward the front, toward the forehead (brain), toward the tip of the foot (spinal cord).
  • Caudal: Toward the back, toward the back of the head (brain), toward the ball of the foot (spinal cord).
  • Contralateral: On the opposite side.
  • Dorsal: Toward the top (brain), toward the back (spinal cord).
  • Ipsilateral: On the same side.
  • Lateral: To the side.
  • Medial: To the middle.
  • Posterior: Toward the back.
  • Ventral: Downwards (brain), towards the belly (spinal cord).

Anatomical Organization

  • The nervous system branches out from the brain and spinal cord.
  • Nerve fibers transport information from the central nervous system to the periphery (efferent) and from the periphery to the central nervous system (afferent).
  • The central nervous system includes the brain and spinal cord.
  • The peripheral nervous system consists of nerve fibers, fiber bundles, and peripheral nerve cell bodies.
  • The nervous system is divided into somatic and vegetative systems.
  • The Somatic nervous system controls voluntary movement and awareness (efferent = voluntary control; afferent = perceiving occurrences in the body's periphery)
  • The vegetative nervous system controls involuntary functions of inner organs (also known as the visceral nervous system).
  • The peripheral nervous system serves the central nervous system as a signal transmission system.
  • Information is conveyed from peripherals.
  • Commands are forwarded to the end organs (muscles, glands, etc.).
  • Most nerves contain both sensory and motor fibers and, therefore, are referred to as "mixed nerves".
  • Accumulations of nerve cell bodies outside the brain are called ganglia; inside the brain, they are called nuclei.
  • Ganglia and nuclei facilitate information transfer (switching).
  • Nerves originating in the brain are called cranial nerves.
  • Nerves originating in the spinal cord are called spinal nerves.

Nervous System Pathologies:

  • Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS or Lou Gehrig's Disease): characterized by progressive degeneration of motor neurons, leading to muscle weakness (paresis), muscle atrophy (amyotrophy), and is incurable.
  • Multiple Sclerosis (MS): characterized by progressive demyelination of central nervous system neurons, accompanied by the destruction of oligodendrocytes.
  • Nnerve impulses are interrupted, resulting in impaired perception and motor skills and classified as a slow progressive autoimmune disease.

Nervous System Classification:

  • Central Nervous System (ZNS): Brain and spinal cord. * Peripheral Nervous System (PNS): all nerves outside the central nervous system.
  • Somatic Nervous System: regulates voluntary motor control.
  • Sensory with the exception of inner organs.
  • Vegetative Nervous System: regulates the function of the inner organs.
  • Sensory input from inner organs.
  • Efferent Fibers: Carry information away from the area.
  • Afferent Fibers: Carry information toward the area.

Spinal Cord Details

  • The spinal cord (Medulla spinalis) innervates extremities and torso.
  • It is 40-45 cm long and located in the vertebral column.
  • It is surrounded by cerebrospinal fluid (Liquor cerebrospinalis).
  • The specific weight of nervous tissue is slightly higher than water so the brain and spinal cord float in fluid, providing mechanical protection from concussions.
  • It is composed of 7 cervical vertebrae, 12 thoracic vertebrae, 5 lumbar vertebrae, 5 fused sacral vertebrae, and 4-5 fused coccygeal vertebrae.
  • Sections of the spinal cord include 8 cervical segments (C1-C8), 12 thoracic segments (T1-T12), 5 lumbar segments (L1-L5), 5 sacral segments (S1-S5), and 1 coccygeal segment.
  • The spinal cord begins at the lower end of the Medulla oblongata and ends at the height of the first or second Lumbar vertebrae.
  • Nerve fiber bundles extend further within the vertebral column (Cauda equina).
  • Spinal nerves run from the spinal cord to the periphery and exit between vertebral bones.
  • Thin bundles unite to form roots (Radix, pl. Radices).
  • There is one root on the ventral and one on the dorsal side.
  • The thickening before the confluence of the dorsal root threads = spinal ganglion.
  • Bilateral front and back bulge of gray matter known known as ventral horn and dorsal horn.
  • The Ventral horn contains mostly motor cell groups.
  • The Dorsal horn contains mostly sensory cell groups.
  • The surrounding white matter in the dorsal column contains ascending nerve fibers.
  • The front strand contains descending nerve fibers.
  • It has disc-shaped segments from the neck to the sacrum
  • The Dorsal root ganglion contains somatic sensory neurons.
  • A single spinal nerve has a lateral horn, also known as autonomic motor neurons for visceral sensory functions.
  • Descending pathways (anterior column) have branches in different segments in the anterior horn substance and end at the motor neuron.
  • Ascending fibers (posterior column) originate in the spinal ganglion or in cell bodies of the posterior horn and end in the brain.
  • The main part of the white matter are long fibers from and to the brain and longer fibers located more laterally.
  • Important Components: Dorsal root and Ventral root.
  • Dermatome: Each spinal nerve innervates a specific area of the body surface.
  • Overlapping ensures that each point of the body surface is innervated by a minimum of two spinal nerves.

Spinal Cord Neurons:

  • Motor neurons: axons conduct motor impulses to muscles.
  • Sensory neurons: receive information from the periphery and transmit it to the brain.
  • Interneurons: axons connect to other neurons in the spinal cord.

Spinal Cord Function:

  • Transports information (conduction activity.
  • Processes information directly (reflex activity).
  • Ascending pathways end in the Medulla Oblongata, as well as Formatio Reticularis, Thalamus, Kleinhirn
  • Descending paths (front strand) extend from brain to different segments.

Characteristics of Axons:

  • Axons can be over a meter in length.

Spinal Reflex Activity Description

  • Afferent information turns and goes in one or more Synapsen muscle or gland activity which can be triggered.
  • Reflex arches
  • Reflex activity depends on switching character

Type of Spinal Reflex

  • Exteroceptive
  • Interoceptive

Reflexes Examples

  • Exteroceptive
  • Interoceptive

General Information About Eigenereflex

  • Occurs directly
  • Very fast reaction time (ca. 10 ms) without fatigue.
  • Patellar tendon
  • Monosynaptic Connection

General Information About Fremdreflex

  • Occurs indirectly

  • Longer reaction time (ca. 50-150 ms) with fatigue.

  • Polysynaptic Connection

  • The spinal cord is the extension of the brainstem downwards.

  • It runs in the vertebral canal and is washed around by liquor cerebrospinalis.

  • Gray matter consists of ventral horn (motor) and dorsal horn (sensory).

  • White matter of the anterior column primarily transports information from the brain to the spinal cord.

  • White matter of the posterior column primarily transports sensory information from the spinal cord to the brain.

  • Motor nerve fibers extend through the anterior root.

  • Sensory nerve fibers extend through the posterior root to form the spinal nerve on each side.

  • 31 spinal nerves arise segmentally.

  • They innervate assigned body areas.

  • Information allows fast, reflex-like reactions to occur.

  • Monosynaptic and polysynaptic reflexes are available.

The Human Brain

  • Volume: 1200-1500 cc.
  • Weight: 1.35–1.4 kg.

Sections of The Brain

  • Grouped from Morphological and Developmental Features
    • Medulla Oblongata = extended Mark
    • Pons = Bridge
    • Cerebellum = Small Brain
    • Mesencephalon = Mid-Brain
    • Diencephalon = Between Brain
    • Telencephalon = Large Brain (End-Brain)

Brain Organization

  • The gray matter in the brain harbors motor neurons and cell bodies of interneurons, dendrites, and unmyelinated axons.
  • The gray matter forms the cortex, which covers most of the adult brain and discrete internal clusters = cerebral core areas.
  • The white matter consists of myelinated axons and lies beneath the gray matter.
  • Meninges (cerebral membranes) are connective tissue that separates the soft tissue of the brain from the bone tissue of the skull, encloses and protects blood vessels for brain supply, contains and circulates cerebral spinal fluid, and forms some of the veins that return blood from the brain and contains three layers include dura mater, arachnoid mater, and pia mater.
  • The central nervous system is embedded in the Liquor cerebrospinalis.
  • The Liquor cerebrospinalis is a fluid system with a buffer function that fills the inner cavities of the brain.
  • Ventricles are connected and connected to the central flow of the spinal cord.
  • There are 4 ventricles in the brain.
    • 2 lateral ventricles, one in each hemisphere, separated through the septum pellucidum.
    • 1 third ventricle is within the Diencephalons.
    • 1 fourth ventricle located between the pons and cerebellum.
  • There are 4 Ventricles including third ventricle, fourth Ventricle, lateral aperture and Cerebrum.
  • Cerebrospinal fluid (CSF) functions as a clear, colorless fluid similar to blood plasma, circulating in the ventricles and the cavity of the Aeachcnoida.
  • The CSF has three major functions.
    • Buoyancy: the brain floats in CSF.
    • Protection: CSF creates protection for fast movement.
    • Protection: CSF forms a liquid protective buffer for rapid movements.
    • Stable Environment: Carries nutrients and removes metabolic end-products from the brain.
  • The main amount of arterial inflow is from the inside Halschlagader. arteria carotis interna (bilateral) arteria carotis communis (bilateral).
  • Complications From Occlusion Of Carotis Interna Including, halbseitige Lähmung v.a. im Bereich der Arme und des Gesichts, Vorhübergehende Sehbeschwerden, and Mögliche Sprachstörungen bei linkslateralem Verschluss.
  • Complications for Occlusion of the Basilararterie include Bei beidseitigem Verschluss mögliches Koma, ,Drop attacks' – plötzliches Stürzen, Hörbeeinträchtigung, and Schluckstörungen.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Quiz Team

Related Documents

More Like This

Autonomic Nervous System Quiz
42 questions
Neuroscience Chapter on Synapses
40 questions

Neuroscience Chapter on Synapses

RetractableNephrite6474 avatar
RetractableNephrite6474
Use Quizgecko on...
Browser
Browser