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Das Axon leitet das Aktionspotential zu den Endknöpfchen. Wird nun jedes Endknöpfchen speziell angesteuert oder feuern immer alle? Dazu finde ich keine Literatur. Wenn die Endknöpfchen unspezifisch feuern, so wird aus der Eingangsvielfalt (ca. 20 000 Synapsen) ein Ausgang. Dies wäre eine extreme Konvergenz und Verlust an Information.
Wenn man das Gehirn nachbauen möchte, muss eigentlich dieses Detail bekannt sein.
Stellungnahme der Redaktion
Lieber Herr Pschera,
es sind immer alle Endknöpfchen gleichzeitig von einem Aktionspotential betroffen. Allerdings verfügen Nervenzellen über verschiedenste Mechanismen, um im Rahmen von Lernvorgängen die Wirkung der feuernden Zelle auf die nachgeschaltete zu kontrollieren, also zu verstärken oder abzuschwächen. Das bedeutet, dass der Reiz, der ein Neuron erreicht hat, nicht unterschiedslos an alle anderen Zellen, mit denen die feuernde Zelle verbunden ist, in gleichem Maß weitergegeben wird.
Es ist jedoch nicht möglich, dass eine Zelle (vereinfacht gesagt) nur die Synapsen A-E ansteuert, wenn sie ihrerseits von einer Zelle X erregt wurde, und die Synapsen F-Z, wenn der Reiz von Zelle Y stammt. Für eine solche Konstruktion müssten mehrere Hirnzellen verwendet werden.
Der dadurch bedingte "Informationsverlust", den sie beschreiben, ist allerdings durchaus gewünscht. Denn letztendlich lässt sich dadurch eine hierarchische Anordnung von Hirnarealen realisieren, die immer abstraktere Konzepte repräsentieren, indem sie konkrete Informationen untergeordneter Areale verwerfen und stattdessen auf die Gemeinsamkeiten in den Erregungsmustern reagieren.
Frage zu einem Detail
02.06.2013, Stefan PscheraWenn man das Gehirn nachbauen möchte, muss eigentlich dieses Detail bekannt sein.
Lieber Herr Pschera,
es sind immer alle Endknöpfchen gleichzeitig von einem Aktionspotential betroffen. Allerdings verfügen Nervenzellen über verschiedenste Mechanismen, um im Rahmen von Lernvorgängen die Wirkung der feuernden Zelle auf die nachgeschaltete zu kontrollieren, also zu verstärken oder abzuschwächen. Das bedeutet, dass der Reiz, der ein Neuron erreicht hat, nicht unterschiedslos an alle anderen Zellen, mit denen die feuernde Zelle verbunden ist, in gleichem Maß weitergegeben wird.
Es ist jedoch nicht möglich, dass eine Zelle (vereinfacht gesagt) nur die Synapsen A-E ansteuert, wenn sie ihrerseits von einer Zelle X erregt wurde, und die Synapsen F-Z, wenn der Reiz von Zelle Y stammt. Für eine solche Konstruktion müssten mehrere Hirnzellen verwendet werden.
Der dadurch bedingte "Informationsverlust", den sie beschreiben, ist allerdings durchaus gewünscht. Denn letztendlich lässt sich dadurch eine hierarchische Anordnung von Hirnarealen realisieren, die immer abstraktere Konzepte repräsentieren, indem sie konkrete Informationen untergeordneter Areale verwerfen und stattdessen auf die Gemeinsamkeiten in den Erregungsmustern reagieren.
Eine sehr ausführliche und allgemeinverständliche Einführung in diese Thematik finden Sie in "Das Konnektom" von Sebastian Seung.
Mit freundlichen Grüßen
Jan Dönges / Redaktion