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Bildung von Synapsen
 
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Fexx



Anmeldungsdatum: 05.11.2011
Beiträge: 279

BeitragVerfasst am: 14. Nov 2011 22:01    Titel: Bildung von Synapsen Antworten mit Zitat

Hallo!

Vielleicht liegt es an meiner Ungeduld, oder die bewährte Suchmaschiene bietet tatsächlich keine eindeutigen Antworten: Es geht um die Bildung von Synapsen.

Soweit ich weiß, sind bei der Geburt eines Kindes bereits alle Nervenzellen vorhanden (ist das richtig?) - aber wie sieht es mit den neuronalen Verbindungen zwischen diesen Zellen aus?
Eigentlich müssen die Synapsen an sich doch schon voll ausgebildet sein, ansonsten könnte das junge Hirn wohl kaum die Reize verarbeiten, die durch Hören, Sehen etc. ins Hirn gelangen.

Was mich nun aber ein wenig irritiert, ist, dass es offenbar allseits bekannt ist, dass sich ständig neue Synapsen ausbilden, weil wir Erfahrungen machen, weil wir lernen. Aber wie soll das funktionieren, wie können neue Verbindungen entstehen?

Angenommen ein Kindliches Hirn besäße bereits alle Verknüpfungen, so spräche das schließlich nicht gegen die Existenz der Lernfähigkeit. Verstärkung der einzelnen Nervenfasern bei Benutzung hätte genau diesen Effekt (z.B. durch Myelinisierung...?).

Warum also ist von Synapsenbildung die Rede?
Oder habe ich das ganze völlig falsch verstanden? (Und mit Synapsenbildung ist womöglich nur die Bildung von mehr Endknöpfchen an einer bereits bestehenden Verbindung die Rede...?)

Viele Grüße,
Fexx
jörg



Anmeldungsdatum: 12.12.2010
Beiträge: 2107
Wohnort: Bückeburg

BeitragVerfasst am: 14. Nov 2011 23:40    Titel: Re: Bildung von Synapsen Antworten mit Zitat

Fexx hat Folgendes geschrieben:

Soweit ich weiß, sind bei der Geburt eines Kindes bereits alle Nervenzellen vorhanden (ist das richtig?)


Richtig, doch sie sind noch nicht da, wo sie hingehören, die "wandern" noch in die Rindenbereiche. In archaischeren Hirnbereichen ist das angelegt, die sind aber auch nicht wirklich lernfähig.
Also da, wo das Bild der Wirklichkeit gespeichert ist, das man hat, bevor Kontakt zur Wirklichkeit bestand, da sind schon Verknüpfungen.
Dieser Bereich beschränkt sich auf die Reaktion auf Schlüsselreize.
Aber selbst die hemmenden Bahnen ins Rückenmark, die später für das motorische Handeln zuständig sind, sind noch nicht angelegt. Die motorischen Reaktionen eines Säuglings werden ausschliesslich vom Rückenmark koordiniert.

Fexx hat Folgendes geschrieben:
aber wie sieht es mit den neuronalen Verbindungen zwischen diesen Zellen aus?
Eigentlich müssen die Synapsen an sich doch schon voll ausgebildet sein, ansonsten könnte das junge Hirn wohl kaum die Reize verarbeiten, die durch Hören, Sehen etc. ins Hirn gelangen.


Die Reize kommen irgendwo an, das ist richtig, aber bei der Geburt sind da der Verknüpfungen nur wenige.
Von einer Verabeitung in dem Sinne, wie es für uns gewohnt ist, kann da keine Rede sein. Im Grosshirn kommt da eigentlich gar nichts an.


Fexx hat Folgendes geschrieben:
Was mich nun aber ein wenig irritiert, ist, dass es offenbar allseits bekannt ist, dass sich ständig neue Synapsen ausbilden, weil wir Erfahrungen machen, weil wir lernen. Aber wie soll das funktionieren, wie können neue Verbindungen entstehen?


Durch Auswachsen einer Nervenzelle, da sprosst dann ein Axon.

Fexx hat Folgendes geschrieben:
Angenommen ein Kindliches Hirn besäße bereits alle Verknüpfungen, so spräche das schließlich nicht gegen die Existenz der Lernfähigkeit.


Tut es nicht, da hast du bedingt recht. Doch wären schneller die Grenzen der neuronalen Plastizität erreicht.

Fexx hat Folgendes geschrieben:
Warum also ist von Synapsenbildung die Rede?
Oder habe ich das ganze völlig falsch verstanden? (Und mit Synapsenbildung ist womöglich nur die Bildung von mehr Endknöpfchen an einer bereits bestehenden Verbindung die Rede...?)


Beides.

_________________
RNA?- just another nucleic acid?
Fexx



Anmeldungsdatum: 05.11.2011
Beiträge: 279

BeitragVerfasst am: 15. Nov 2011 17:35    Titel: Re: Bildung von Synapsen Antworten mit Zitat

jörg hat Folgendes geschrieben:


Richtig, doch sie sind noch nicht da, wo sie hingehören, die "wandern" noch in die Rindenbereiche. In archaischeren Hirnbereichen ist das angelegt, die sind aber auch nicht wirklich lernfähig.



Wie lange dauert es denn nach der Geburt durchschnittlich, bis sich die Nervenzellen zumindest einmal positioniert haben?
Der generelle Aufbau des Gehirns vollzieht sich ja wohl bis ins junge Erwachsenenalter hinein, aber das hat meines Wissens eher damit zu tun, dass Nervenbahnen bis dahin sehr intensiv myelinisiert werden - und nicht dadurch, dass immernoch Nervenzellen richtig eingepasst und ausgebildet werden müssen.


Du schriebst, dass neue Synapsen durch Auswachsen der Nervenzelle und dem damit einhergehenden Sprießen des Axons entstehen - das ist wohl die grundsätzliche Art der Entwicklung.
Soweit ich weiß, nimmt man noch immer an, dass in Teilen wie beispielsweise dem frontalen Cortex keine neuen Nervenzellen gebildet werden können. Beudeutet dass also, dass sich nur schon bestehende Axone weiter verzweigen und zusätzlich zu den bestehenden Verbindungen auch neue Synapsen mit anderen Neuronen schaffen?
Tut mir leid, aber mir ist dass noch immer nicht ganz klar...


Eventuell spräche da allerdings gegen, dass im Hippocampus ja angeblich zeitlebens Neurone absterben und durch neue ersetzt werden. Also womöglich schlicht nachdem Prinzip der (zellulären) Selektion: Die Neuronen, die nicht gebraucht werden, haben auch keinen Grund weiterhin zu existieren und sterben ab.
Wieso aber reicht hier die Synapsenbildung nicht aus, um Gelerntes zu speichern?
Wird im Hippocampus für die Unmengen an daten in unserem "Arbeitsspeicher" womöglich eine größere Plasitizität benötigt, als sie durch die alleinige Bildung von Synapsen möglich wäre? (Obwohl die Bildung neuer Synapsen doch eigentlich weniger energie- und zeitraubend sein dürfte, als die Bildung komplett neuer Zellen.)

Tut mir leid, wenn ich zu viele Fragen auf einmal stelle - also bitte schreien, wenn es zu unübersichtlich wird Zwinkern
jörg



Anmeldungsdatum: 12.12.2010
Beiträge: 2107
Wohnort: Bückeburg

BeitragVerfasst am: 15. Nov 2011 17:50    Titel: Re: Bildung von Synapsen Antworten mit Zitat

Fexx hat Folgendes geschrieben:

Wie lange dauert es denn nach der Geburt durchschnittlich, bis sich die Nervenzellen zumindest einmal positioniert haben?


Müsste ich nachlesen, weiss ich jetzt nicht, aber das geschieht in den ersten Jahren.
Nach einem Jahr sollten zumindest alle Primitivreflexe weg sein, also die Rückenmarksbahnen vollständig ausgebildet.

Fexx hat Folgendes geschrieben:
Beudeutet dass also, dass sich nur schon bestehende Axone weiter verzweigen und zusätzlich zu den bestehenden Verbindungen auch neue Synapsen mit anderen Neuronen schaffen?


Jede Verbindung ausser den archaischen, muss sich erst einmal ausbilden.
Das beste Beispiel sind wohl die hemmenden motorischen Bahnen im Rückenmark.


Fexx hat Folgendes geschrieben:

Wird im Hippocampus für die Unmengen an daten in unserem "Arbeitsspeicher" womöglich eine größere Plasitizität benötigt, als sie durch die alleinige Bildung von Synapsen möglich wäre? (Obwohl die Bildung neuer Synapsen doch eigentlich weniger energie- und zeitraubend sein dürfte, als die Bildung komplett neuer Zellen.)


Da werden soweit ich weiss keine Zellen neu gebildet, sondern neu rekrutiert. Das geschieht über Verknüpfungen.
Lernprozesse sind nach meinem Wissen stets mit Verknüpfungen und nicht mit der Entstehung neuer Zellen vergesellschaftet.
Informationen sind auch in Netzwerken gespeichert, so nimmt man an und nicht in einzelnen Zellen, obwohl auch schon molekulare Speicher identifiziert sind. Diese sagen aber nichts über den Inhalt einer Information aus, sondern nur über die "Speicherqualität".
Dass sich Zellen neu bilden, wäre mir neu.

_________________
RNA?- just another nucleic acid?
Fexx



Anmeldungsdatum: 05.11.2011
Beiträge: 279

BeitragVerfasst am: 15. Nov 2011 18:27    Titel: Re: Bildung von Synapsen Antworten mit Zitat

jörg hat Folgendes geschrieben:


Jede Verbindung ausser den archaischen, muss sich erst einmal ausbilden.
Das beste Beispiel sind wohl die hemmenden motorischen Bahnen im Rückenmark.



Nehmen wir einmal an, es geht um einen Erwachsenen, der bereits zahlreiche Dinge individuell gelernt hat. Wie bilden sich in seinem gehirn neue Synapsen? Die grobe Richtung der Axone ist doch eigentlich schon festgelegt. Wie sieht esjetzt aus, wenn er etwas völlig neues lernt? Die jetzt neu entstehenden Synapsen müssen doch eigentlich von einem schon vorhanden Axon ausgehen, also von einem, dass schon mit vielen anderen Nervenzellen verbunden ist, oder?



Zitat:
Da werden soweit ich weiss keine Zellen neu gebildet, sondern neu rekrutiert. Das geschieht über Verknüpfungen.
Lernprozesse sind nach meinem Wissen stets mit Verknüpfungen und nicht mit der Entstehung neuer Zellen vergesellschaftet.


Ehrlich halte ich dass eigentlich auch für naheliegend. Ich kann mir nicht so recht erklären, wie neue Nervenzellen eingebaut werden, geschweigedenn, wie siganlisiert wird, dass ein neues Neuron benötigt wird. Die "Signale" laufen durchs Gehirn entsprechend dem Weg, den die neuronalen Netzwerke bieten. Und wenn häufiger die gleichen Signale eintreffen (also die gleichen "Wege" benutzt werden), werden die entsprechenden Nervenbahnen verstärkt - man lernt also.
Genau wegen dieser (vielleicht nicht ganz richtigen) Vorstellung kann ich mir neben der Bildung neuer Nervenzellen auch die Bildung neuer Synapsen, die ein Axon mit einer neuen Zelle verbinden, nicht erklären.

Der Artikel über neu entstehende Zellen im Hippocampus (von Ratten) habe ich im Netz nicht vollständig gefunden (mir liegt er analog vor), aber hier ein Ausschnitt:
http://www.spektrum.de/artikel/1037415

Eine weitere Meldung diesbezüglich:
http://www.g-o.de/wissen-aktuell-11632-2010-05-07.html
jörg



Anmeldungsdatum: 12.12.2010
Beiträge: 2107
Wohnort: Bückeburg

BeitragVerfasst am: 15. Nov 2011 19:19    Titel: Re: Bildung von Synapsen Antworten mit Zitat

Fexx hat Folgendes geschrieben:

Nehmen wir einmal an, es geht um einen Erwachsenen, der bereits zahlreiche Dinge individuell gelernt hat. Wie bilden sich in seinem gehirn neue Synapsen? Die grobe Richtung der Axone ist doch eigentlich schon festgelegt.


Da gibts verschiedene Modelle.
Zum einen können nicht genutzte Zellen rekrutiert werden, in vielen Arealen liegen nämlich eine Menge zellen brach, fast ohne Verknüpfungen, sie sind noch nicht eingebunden in neuronale Netzwerke.
Zum anderen kann sich selbstverständlich auch die Anzahl der Synapsen erhöhen.


Fexx hat Folgendes geschrieben:
Ich kann mir nicht so recht erklären, wie neue Nervenzellen eingebaut werden, geschweigedenn, wie siganlisiert wird, dass ein neues Neuron benötigt wird. Die "Signale" laufen durchs Gehirn entsprechend dem Weg, den die neuronalen Netzwerke bieten. Und wenn häufiger die gleichen Signale eintreffen (also die gleichen "Wege" benutzt werden), werden die entsprechenden Nervenbahnen verstärkt - man lernt also.


Ist auch von der Vorstellung das, was man lange dachte.
Für eine brachliegende Nervenzelle ist natürlich dann noch alles drin, aber wie ich sehe, ändert sich das Dogma hier gerade.


Fexx hat Folgendes geschrieben:
Der Artikel über neu entstehende Zellen im Hippocampus (von Ratten) habe ich im Netz nicht vollständig gefunden (mir liegt er analog vor), aber hier ein Ausschnitt:
http://www.spektrum.de/artikel/1037415

Eine weitere Meldung diesbezüglich:
http://www.g-o.de/wissen-aktuell-11632-2010-05-07.html


...ist ja nen Ding, ich bin überrascht, habe aber auch einen brandneuen wissenschaftlichen Artikel dazu gefunden:

http://download.cell.com/neuron/pdf/PIIS0896627311003485.pdf?intermediate=true

Da kannst du dir anschauen, was man konkret bis jetzt darüber weiss, weiter kann ich dir auch nicht helfen, ich müsste mich dazu auch erst einmal mit dem aktuellen Stand vertraut machen...
Aber der Artikel berichtet eigentlich über das bisher bekannte, er ist aus diesem Jahr.

_________________
RNA?- just another nucleic acid?
Fexx



Anmeldungsdatum: 05.11.2011
Beiträge: 279

BeitragVerfasst am: 16. Nov 2011 17:44    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen dank für den Artikel!

Soweit ich bis jetzt gelesen (und verstanden) habe, scheint er doch ziemlich aufschlussreich zu sein.
Ich habe zwar noch immer einige Fragen zu diesem Thema, allerdings werde ich sie erst posten, wenn sie der Artikel nicht noch beantworten sollte - oder ich die Antworten dort nicht hinreichend verstehe.
Fexx



Anmeldungsdatum: 05.11.2011
Beiträge: 279

BeitragVerfasst am: 05. Feb 2012 15:37    Titel: Antworten mit Zitat

Moin!

Ist zwar eine Frage, die weiter oben schon einmal anklang, aber hier nochmal:

Ist es bei der Synaptogenese des Lernprezesses im "erwachsenen" Gehirn möglich (oder sogar üblich), dass eine Verbindung zwischen Neuron A und B entsteht, obwohl diese Zellen A und B vorher überhaupt nicht verbunden waren?

Gruß
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