Neurobiologie Grundkurs Fragenkatalog, Übungen von Neurobiologie

Nur auf Docsity: Lade Neurobiologie Grundkurs Fragenkatalog und mehr Übungen als PDF für Neurobiologie herunter! Aus welchen Bestandteilen besteht die Skellettmuskulatur? (von groß nach klein) Muskelfaser(bündel) Myofibrille Sarkomer, Z-Scheibe Dünne Filamente: Actin Dicke Filamente: Myosin Quergestreifte Muskulatur In welche vier Lappen (Loben) lässt sich das Großhirn einteilen? 1. Frontallappen 2. Parietallappen 3. Temporallappen 4. Occipitallappen Primäre sensorische Areale (Parrietallappen) Primäre motorische Areale (Frontallappen) Assoziationsareal In welchen Bereichen des Gehirns können Neuronale Zellen neu gebildet werden (Neurogenese)? Riechkolben Hippocampus Nenne Neurotransmitter der Gruppe Biogene Amine Noradrenalin Dopamin Serotonin Warum ist die saltatorische Erregungsleitung schneller und besser? Depolarisation von Ranvier-Schnürring zum nächsten dadurch Energiesparend Was bedeutet "tip links" bezüglich des Gehörs im Menschen? verbinden Stereovili an den Spitzen der Stereocilien der Haarzellen Was ist Schizophrenie und mögliche Ursachen dafür? charakterisiert zum Teil Wahnsymptomatik (z.B. Verfolgungswahn) Störung der dopaminergen Transmission (Überaktivität des dopaminergen Systems) Genetische und umweltbedingte Komponenten Was ist das Photopigment der Stäbchen (und Zapfen) und wo ist es lokalisiert? Stäbchen: Rhodopsin in den Scheiben der Stäbchen bestehend aus Retinal und Opsin (Transmembranprotein) (Zapfen: Photopsine) Was ist das limbische System, die Amygdala und der präfrontaler Kortex bezüglich Emotionen? ringförmiges System zuständig für Emotionen lokalisiert an den Kontaktflächen der beiden Hemisphären Amygdala: negative Emotionen Präfrontaler Kortex: Entscheidungsfindung Was sind die Hauptsaspekte des Membranpotenzials? (4) Ruhemembranpotenzial: Ruhezustand Typischerweise liegt das Ruhemembranpotenzial bei Nervenzellen etwa bei -70 Millivolt (mV), wobei das Innere der Zelle negativ im Vergleich zum Äußeren ist. Aktionspotenzial: plötzliche Öffnung von spannungsgesteuerten Natriumkanälen -> schnelle Einstrom von Na⁺-Ionen in die Zelle ermöglichen, wodurch das Membranpotenzial positiv wird (Depolarisation). Nach der Depolarisation schließen die Natriumkanäle und spannungsgesteuerte Kaliumkanäle öffnen sich, was zu einem Ausstrom von K⁺- Ionen und zur Rückkehr des Membranpotenzials in den negativen Bereich führt (Repolarisation und Hyperpolarisation). Ionenkanäle und Transporter: spannungsgesteuerte Kanäle, ligandengesteuerte Kanäle und mechanosensitive Kanäle. Die Natrium-Kalium-Pumpe (Na⁺/K⁺-ATPase)transportiert Ionen aktiv gegen ihre Konzentrationsgradienten Elektrochemische Gradienten: Nernst-Gleichung und Goldman-Hodgkin-Katz- Gleichung um das Gleichgewichtspotenzial und das Membranpotenzial zu berechnen. Was sind pseudounipolare Zellen? (+ Beispiel) eine Nervenzelle, deren Dendrit und Axon in der Nähe des Zellkörpers zu einem Nervenzellfortsatz verschmolzen sind, der sich bald danach aufspaltet. (Zellkörper sind in den Spinalganglien gebündelt.) Mechano-, Thermo- und Schmerzrezeptoren sind pseudounipolare Zellen Entwicklung der pseudounipolaren Zellen aus bipolaren Zellen Was und wo sind die Geschmacksknospen? sensorische Zellen für den Geschmack modifizierte Epithelzellen sekundäre Sinneszellen (also keine Nervenzellen) vorwiegend auf der Zunge Was versteht man unter Somatotopie? (+Beispiel) Repräsentation von Körperteilen im somatosensorischen und motorischen Kortex Beispiel: Homunculus Motorischer Homunculus: im primären motorischen Kortex (Gyrus precentralis) Bereiche, die feinmotorische Kontrolle erfordern (wie Hände und Gesicht), nehmen größere Flächen ein. Sensorischer Homunculus: im primären somatosensorischen Kortex (Gyrus postcentralis). hier nehmen Körperteile mit hoher sensorischer Empfindlichkeit (wie Lippen und Finger) größere Flächen ein. Was verursacht die Aktivierung des Parasympathicus und des Sympathicus jeweils im Körper? Parasympathicus: "rest and digest" verlangsamt Puls fördert Blasenentleerung fördert Errektion Sympathicus: "fight and flight" erweitert Pupillen beschleunigt Puls hemmt Gallenblasenaktivität Was zählt zu den affektiven Erkrankungen? (3) Depression: Antriebs-, Denk- und Willenshemmung – potentiell lebensbedrohend: 15% aller Depressiven sterben am Suizid Bipolare affektive Störung (manisch-depressive Störung) Manie: Gegenteil der Depression – Zustand mit Antriebssteigerung und gehobener Stimmungslage Evidenz für die Beteiligung des Neurotransmitters Serotonin Erblichkeit bei 20 bis 80 % Welche 5 wichtigen Bestandteile sind bei der neuronalen Organisation und Struktur wichtig? Zellkörper (Soma) Dendriten Axon, Axonhügel Synapse, Neurotransmitter Gliazellen Welche Aussagen sind richtig: 1. Die Hörkurve des Menschen zeigt eine deutliche Abhängigkeit zwischen Frequenz und Lautstärke eines Tones: tiefere Töne werden bereits bei wesentlich geringeren Schalldruck wahrgenommen als höhere 2. im Mittelohr findet eine erhebliche Signalverstärkung des Schalls statt. Der Effekt wird in erster Linie durch die geringere Fläche des ovalen Fenster im Vergleich zum Trommelfell bewirkt 3. die Tonfrequenzen sind auf der Basilarmembran ortskodiert abgebildet. Hohe Frequenzen werden besonders am Beginn (nahe des ovalen Fensters), tiefe frequenzen an ihrer Spitze (Helicotrema) wahrgenommen 4. die Haarzellen des Innenohrs werden durch Schallschwingungen mechanisch gereizt. Dabei wird die Basilarmembran durch Vibration der Luft in der Scala tympani in Schwingungen versetzt 5. der Drehsinn ist im Innenohr lokalisiert. Am Ende der drei Bogengänge befindet sich in einer Gangerweiterung jeweils eine gelatinöse Cupula, die sich in Richtung der heweiligen Kopgdrehung mitbewegt richtig sind: 2, 3 und 5 falsch und korrigiert: 1: Tiefere Töne müssen in der Regel lauter sein, um wahrgenommen zu werden, da das menschliche Gehör empfindlicher für mittlere Frequenzen ist. 4: Die Schwingungen der Basilarmembran werden durch Druckunterschiede zwischen der Scala vestibuli und der Scala tympani hervorgerufen, wobei die Perilymphe in diesen Flüssigkeitsräumen die Schwingungen überträgt, nicht durch direkte Vibration der Luft in der Scala tympani. Welche Aussagen sind richtig: 1. beim Kniesehnenreflex werden die sensorischen Signale über das Spinalganglion und die vordere sensorische Wurzel ins Rückenmark geleitet 2. der Kniesehnenreflex ist ein monosynaptischer Reflex, da bei ihm die sensorischen Signale ins Rückenmark direkt auf die Motorneuronen übertragen werden 3. beim Kniesehnenreflex wird die Aktivierung der Muskeln des gegenüberliegenden - also nicht gereizten Beines - durch afferente kollaterale Hemmung unterbunden 4. die Funktion des Rückenmarks besteht ausschließlich in der Steurung von Reflexionen 5. das Rückenmark ist durch aufsteigende und absteigende Bahnen direkt mit dem Gehirn verbunden richtig sind: 2 und 5 falsch und korrigiert: 1: über die hintere Wurzel ins Rückenmark 3: Afferente Hemmung kann eine Rolle bei komplexeren Reflexen spielen, aber beim einfachen monosynaptischen Kniesehnenreflex ist dies nicht der Fall. 4: nicht nur Reflexe, sondern ist auch für die Weiterleitung von sensorischen Informationen zum Gehirn und von motorischen Befehlen vom Gehirn an die peripheren Nerven verantwortlich. Welche Teile des Gehirns werden im Hirnstamm zugerechnet? Brücke (Pons) Medulla Oblongata Mittelhirn Welche Typen von Gliazellen gibt es? Mikrogliazellen (ZNS) Oligodendrozyten (ZNS) – Schwannzellen (Myeliniserung im PNS) Astrocyten (Blut-Hirn- Schranke, ZNS) Welche Typen von Skelletmuskelfasern gibt es? (2) Oxidative Fasern: aerob, viele Mitochondrien, gut durchblutet, Myoglobin → dunkle (rote) Muskulatur („slow twitch” oder ST Faser) z.B. Radfahren Glycolytische Fasern: Glycolyse → helle Muskulatur („fast twitch” oder FT Faser) z.B. Sprinten, ermüden schneller Welche Typen von bipolaren Schaltzellen gibt es und wie arbeiten sie? On-Bipolarzellen: werden von Glutamat inhibiert →vorzeichenumkehrend, d.h. Beleuchtung wird in Erregung übersetzt Off-Bipolarzellen: werden von Glutamat erregt → vorzeichenerhaltend, d.h. Beleuchtung wird in Hemmung übersetzt Welche Veränderung auf neuronaler Ebene findet man bei der Alzheimerischen Erkrankung? Amyolidplaques mit neurofibrilläre Bündel Welche beiden Haupttypen von Synapsen kennen sie? chemische Synapsen elektrische Synapsen Welche der folgenden Aussage(n) zur Steuerung der Muskelfasern ist/sind vollständig richtig? a. Als motorische Eineit wird ein Motoneuron zusammen mit alles Muskelfasern, die von diesem Motoneuron innerviert werden, bezeichnet b. Jedes Motoneuron innerviert genau die gleiche Anzahl von Muskelfasern, sodass eine präzise und lieare Kontrolle der Kontraktion gewährleistet ist c. Jede Muskelfaser im erwachsenen Tier/Mensch verfügt nur über eine einzige motorische Endplatte d. Eine Summation der Muskelkontraktion kann bei Reizintervallen um die 100 Millisekunden auftreten richtig: a und c Welche der folgenden Aussage/n zu den Mechanrezeptorem ist/sind vollständig richtig? a. Mechanorezeptoren gehören zu den primären Sinneszellen b. Mechanorezeptoren gehören zu den sekundären Sinneszellen c. die Zellkörper der Mechanorezeptoren sind in der Regel in den Spinalganglien zu finden d. Mechanorezeptoren verfügen über ein zentrales und ein peripheres Axon richtig: a, c und d Welche der folgenden Aussage/n zum Geruchssinn ist/sind vollständig richtig? a. Die olfaktorische Rezeptorzellen gehören zu den primären Sinneszellen. b. Jede olfaktorische Rezeptorzellen hat nur einen Typ von Geruchsrezeptoren. c. Jeder Geruchsstoff aktiviert ein charakteristisches Set von Glomeruli im Bulbus olfactorius und produziert damit einen kombinatorischen Code. d. Der Geruchssinn ist der einzige Sinn, der zunächst in den Kortex und danach erst zum Thalamus projeziert. richtig: a, b, c, d Welche der folgenden Aussagen ist richtig: 1. Oligodentrozyten, Schwannzellen und Astrozyten gehören zu den Makroglia 2. die Hauptaufgabe der Astrozyten ist es, Axone zu myelinisieren richtig: 1 falsch und korrigiert: 2: Astrozyten sind hauptsächlich für die Unterstützung und Pflege von Nervenzellen verantwortlich, einschließlich der Aufrechterhaltung der Blut-Hirn-Schranke, Regulierung des Ionenkonzentrationshaushalts im extrazellulären Raum, Bereitstellung von Nährstoffen für Nervenzellen und Unterstützung bei der Reparatur und Regeneration nach Verletzungen. Die Myelinisierung von Axonen wird von Oligodendrozyten im zentralen Nervensystem und von Schwannzellen im peripheren Nervensystem durchgeführt. Welche der folgenden Aussagen stimmt: 1. Das Ruhepotential wird allein durch die Aktivität der Na+-K+-ATPase erzeugt. Es kann durch die Nernstgleichung berechnet werden. 2. Das Aktionspotential folgt dem Alles- oder Nichts- Gesetz. Es wird durch einen Natriumionenausstrom hervorgerufen. 3. Während der relativen Refraktärzeit können Aktionspotentiale mit verminderter Amplitude gemessen werden. . 4. Die Reizintensität wird in Nervenfasern durch die Frequenz der Aktionspotentiale widergespiegelt. 5. Die kontinuierliche Erregungsleitung ist bei gleichem Faserdurchmesser wesentlich schneller als die saltatorische. 6. Bei einer experimentellen Erhöhung der extrazellulären Natriumkonzentration verringert sich die Amplitude der Aktionspotentiale. richtig sind: 3 und 4 falsch und korrigiert: 1: Ruhepotential wird hauptsächlich durch die selektive Permeabilität der Zellmembran für verschiedene Ionen und die Verteilung dieser Ionen erzeugt 2: Ioneneinstrom, nicht Ausstrom 5: saltatorisch ist wesentlich schneller 6: eher erhöhen, da ein größeres Konzentrationsgefälle vorhanden ist Welche einfachen Formen der Lichtdetektors gibt es? (3) Pigmentbecherocellus der Planarien Komplexauge bestehend aus einzelnen Ommatiden (facettenauge) bei Insekten und Crustaceen Einzellinsenauge der Kraken (ähnliche Funktionsweise wie bei Wirbeltieren) - Sinneszellen weisen direkt zum Licht Welche fünf Geschmacksqualitäten gibt es? 1. süß 2. sauer 3. salzig 4. bitter 5. umami Welche fünf Rezeptoren gibt es auf der Wahrnehmungsebene? 1. Mechanorezeptoren → Berührung, Gleichgewichtssinn, Gehör 2. Chemorezeptoren → Geruch, Geschmack 3. Elektromagnetische Rezeptoren → Sehen 4. Thermorezeptoren 5. Schmerzrezeptoren (Nocizeptoren in Oberhaut) Welche wichtigen Bestandteile des Auges sind erwähnenswert? Retina (invers) mit blindem Fleck, Teil des ZNS Photorezeptoren Makula (gelber Fleck) - höchste Dichte an Zapfen-> höchste Sehschärfe Fovea (Zentrum der Makula) Wie arbeitet der Geruchssinn? Olfaktorische Rezeptorzellen, primäre Sinneszellen (Nervenzellen) Riechkolben (Bulbus olfactorius) Geruchsrezeptoren (etwa 350 verschiedene, mehr als Geschmacksrezeptoren): GPCR Proteine Wie entwickelten sich die Nervensysteme? 1. Nervennetze 2. Nerven, Ganglien, Gehirn 3. Cephalisation / Cerebralisation (Kopf setzt sich morphologisch vom Rest des Körpers ab) 4. Zentrales und peripheres Nervensystem (ZNS und PNS) Wie erfolgt die Steuerung der Muskelfasern und welche Rolle spielt die Summation von Reizintervallen? Motorische Einheit: Motoneuron und Muskelfaser nur eine motorische Endplatte pro Muskelfaser! Rekrutierung von Motoneuronen (ob mehrere Einheiten aktiviert) Tetanus (fließende Kontraktion) Wie funktioniert das Gehör bei Insekten? einfacher Mechanorezeptor Tympanalorgan: Mechanorezeptoren auf der Innenseite einer Membran (Tympanum) Veränderung der Depolarisation Wie funktioniert das Gehör beim Menschen? Cochlea (Schnecke) im Innenohr Cortiorgan mit Haarzellen und Haarzellenbündel Neigung führt zu Öffnung von Ionenkanälen veränderter Fluss von Ionen Rezeptorpotenzial ausgelöst Wie funktioniert das Gleichgewichtsorgan beim Menschen? Vestibularapparat (Labyrinth) im Innenohr Cupula (gallertige Masse) → sitzt auf Stereocilien → Veränderung der Depolarisation der Haarzellen → veränderte Spikefrequenz (Aktionspotenziale) im vestibulären Nerv Wie verläuft der Zyklus der Muskelkontraktion? 1. Myosinkopf bindet ATP und geht so noch keine Bindung ein (energiearm) 2. Hydrolyse von ADP, Bindung vom Myosinkopf zum Aktin (dünnen Filament) wird aufgebaut (energiereich) 3. Querbrücke wird zwischen dickem und dünnen Filament aufgebaut, ADP + P wird abgegeben 4. dünnes Filament bewegt sich zur Mitte des Sakromers ("power stroke") 5. Bindung von ATP - Myosin löst sich und geht wieder in energiearme Konfiguration Wie verläuft die Regulation der Calcium-Freisetzung im Sakromer? aus Sarkoplasmatischem Retikulum Ca2+-ATPase (SERCA)- Enzym, welches Calcium aus dem Cytosol in das Sarkoplasmatische Retikulum pumpt Depolarisation durch Freisetzung von Acetylcholin an motorischer Endplatte spannungsabhängige Calciumkanäle, öffnen sich als Folge einer Depolarisation (Calcium tritt aus SR ins Sakromer) Wie verläuft die Reizaufnahme und Transduktion an den Stäbchen? 1. Rhodopsin wird durch Licht aktiviert 2. Rhodopsin aktiviert G-Protein (Transducin) 3. Transducin aktiviert Phosphordiesterase 4. Phosphodiesterase spaltet cGMP zu GMP am Natriumkanal 5. Schließt somit die Natriumkanäle cGMP hält einen Kationenkanal offen (Depolarisation) →schließt bei Licht → Hyperpolarisierung Wie verläuft die Signalweiterleitung durch Aktionspotenziale an der Synapse? 1. Aktionspotenzial öffnet Calciumkanäle an Presynapse 2. Calciumionen strömen ein und lassen Vesikel mit Präsynapsenmembran fusionieren 3. Neurotransmitterfreisetzung 4. Neurotransmitter binden an Ionenkanäle an Postsynapsenmembran 5. Depolarisation an postsynaptischer Membran Wie wird das Membranpotenzial aufrecht gehalten und was sind die Bedingungen dafür? Natrium-Kalium Pumpe hält das Membranpotenzial unter ATP-Verbrauch aufrecht, indem es Ionen pumpt (3 Na⁺-Ionen aus der Zelle heraus und 2 K⁺-Ionen in die Zelle hinein) 1. Ionenkanäle mit selektiver Permeabilität -> 2. ungleiche Ionenverteilung 3. elektrochemisches Gleichgewicht entsteht (Gleichgewichtspotenzial berechenbar durch die Nernst- Gleichung) Wie wirkt sich eine Sucht bzw. das Belohnungssystem auf das Gehirn aus? Beteiligung dopaminerger Neurone des ventralen Tegmentum → Projektion in den Nucleus accumbens, Erhöhung der Dopaminkonzentration -> dauerhaftes Suchtlernen durch höherer Dichte an Synapsen Wie äußert sich die Lateralisierung der Großhirnrinde? dadurch, dass split-brain Patienten, denen ein Objekt im linken Gesichtsfeld gezeigt wird, es nicht benennen können Wofür ist die retikuläre Formation im Hirnstamm verantwortlich? Regulation lebenswichtige Funktionen Bewusstseinsregulation Woraus besteht das periphere Nervensystem? Afferente (zum Gehirn) /efferente Fasern (zum Körper) Motorisches System Autonomes (vegetatives) System Sympathisches (erregend) Parasympathisches System (beruhigend) enterales System Woraus ist das Großhirn aufgebaut? (5) Großhirnhemisphären (identisch) Balken (Corpus callosum) Neocortex (Großhirnrinde mit 6 Schichten) Pallium (Organisation in Kerne) Thalamus, Mittelhirn und Rautenhirn