Nervenzellen einfach erklärt für Kinder

Was sind Nervenzellen?

Stell dir vor, dein Körper ist wie ein riesiges Netzwerk aus Straßen und Wegen. Auf diesen Wegen fahren kleine Boten hin und her und bringen Nachrichten. Diese Boten sind die Nervenzellen, auch Neuronen genannt. Sie sind sehr spezialisierte Zellen, die dafür zuständig sind, Informationen in deinem Körper zu sammeln, weiterzuleiten und zu verarbeiten.

Warum sind Nervenzellen wichtig?

Nervenzellen sind super wichtig, denn sie ermöglichen es dir, zu fühlen, zu denken, dich zu bewegen und auf die Welt um dich herum zu reagieren. Wenn du zum Beispiel etwas Heißes berührst, sind es deine Nervenzellen, die blitzschnell eine Nachricht an dein Gehirn schicken, damit du deine Hand wegziehst. Sie sorgen dafür, dass du schnell und zielgerichtet reagieren kannst.

Wo sind Nervenzellen zu finden?

Nervenzellen sind überall in deinem Körper zu finden, insbesondere im Gehirn, im Rückenmark und in den Nerven. Allein in deinem Gehirn gibt es etwa 100 Milliarden Nervenzellen! Sie sind wie kleine Computer, die miteinander verbunden sind und so komplexe Aufgaben erledigen können.

Wie sind Nervenzellen aufgebaut?

Jede Nervenzelle besteht aus verschiedenen Teilen:

• Zellkörper (Soma): Das ist der Hauptteil der Nervenzelle. Hier befindet sich der Zellkern, der wie das Kontrollzentrum der Zelle ist. Das Soma enthält auch Mitochondrien.
• Dendriten: Das sind kurze, verzweigte Fortsätze, die wie kleine Antennen aus dem Zellkörper herausragen. Sie empfangen Signale von anderen Nervenzellen und leiten sie zum Zellkörper weiter. Dendriten bilden einen Teil der Rezeptorzone der Zelle. Je nach Anzahl der Dendriten werden die Zellen als uni-, bi- oder multipolar bezeichnet.
• Axon: Das ist ein langer, dünner Fortsatz, der aus dem Zellkörper herausragt. Er leitet Signale vom Zellkörper weg zu anderen Nervenzellen oder zu Muskeln. Das Axon ist ein unverzweigter Fortsatz der Nervenzelle, der Signale vom Soma wegführt.
• Axonhügel: Der Axonhügel bildet den Übergang vom Soma zum Axon. Hier werden elektrische Signale gesammelt und summiert, bis eine bestimmte Schwelle überschritten wird.
• Myelinscheide: Einige Axone sind von einer isolierenden Schicht umgeben, der Myelinscheide. Sie besteht aus speziellen Zellen, den sogenannten Schwann-Zellen, die sich um das Axon wickeln. Die Myelinscheide sorgt dafür, dass die Signale schneller weitergeleitet werden. Außerhalb von Gehirn und Rückenmark werden diese Zellen auch als Schwann’sche Zellen bezeichnet.
• Ranviersche Schnürringe: Das sind kleine Lücken in der Myelinscheide. An diesen Stellen ist das Axon nicht isoliert, was die Signalübertragung zusätzlich beschleunigt. Den nicht-umhüllten Bereich eines Axons nennst du Ranvierschen Schnürring.
• Synaptische Endknöpfchen: Das sind die Enden des Axons. Hier werden die Signale an andere Nervenzellen oder an Muskelzellen weitergegeben. Die synaptischen Endknöpfchen bilden das Ende eines Neurons.

Wie funktioniert die Reizweiterleitung?

Die Reizweiterleitung in der Nervenzelle ist ein faszinierender Prozess, der es dem Nervensystem ermöglicht, Informationen schnell und präzise zu verarbeiten und weiterzuleiten. Aber wie genau funktioniert das?

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1. Empfang eines Signals: Eine Nervenzelle empfängt ein Signal von einer anderen Nervenzelle oder von einem Sinnesorgan, zum Beispiel von deiner Haut, wenn du etwas berührst. Die Dendriten der Nervenzelle leiten den Reiz zum Zellkörper weiter.
2. Elektrisches Signal: Das Signal wird in ein elektrisches Signal umgewandelt. Wie bei jeder lebenden Zelle ist auch bei einer Nervenzelle der Innenraum der Zelle negativer geladen als ihre Umgebung. Das Besondere an Nervenzellen ist jedoch, dass sie diesen Konzentrationsunterschied (ein elektrisches Potenzial) nutzen können, um einen elektrischen Impuls weiterzuleiten.
3. Aktionspotential: Wenn das Signal stark genug ist, entsteht am Axonhügel ein Aktionspotential. Das ist wie ein kleiner Stromstoß, der sich entlang des Axons ausbreitet. Am Übergang zwischen Soma und Axon befindet sich der Axonhügel. Dort werden Informationen bzw. elektrische Signale solange gesammelt und summiert, bis eine bestimmte Schwelle überschritten wird und ein Aktionspotential ausgelöst wird.
4. Weiterleitung des Signals: Das Aktionspotential wird entlang des Axons weitergeleitet. Damit die Weiterleitung der elektrischen Signale möglichst schnell und ohne Verluste funktioniert, ist das Axon isoliert. Die Erregungsleitung erfolgt blitzschnell und kann eine Höchstgeschwindigkeit von bis zu etwa 150 m/s, also 540 km/h, erreichen. Bei Axonen mit Myelinscheide springt das Signal von Schnürring zu Schnürring, was die Übertragung zusätzlich beschleunigt. Denn die Erregung kann auch von einem Schnürring zum nächsten „springend“ weitergeleitet werden.
5. Synapse: Am Ende des Axons befindet sich die Synapse. Hier wird das elektrische Signal in ein chemisches Signal umgewandelt.
6. Neurotransmitter: Über die synaptischen Endknöpfchen werden chemische Botenstoffe, die Neurotransmitter, freigesetzt.
7. Übertragung auf die nächste Zelle: Die Neurotransmitter überqueren den synaptischen Spalt und binden an Rezeptoren auf der nächsten Nervenzelle oder Muskelzelle. Die Moleküle binden an Rezeptoren auf der anderen Seite des Spalts. Das führt zur Entstehung eines elektrischen Signals in der nächsten Zelle. Dadurch wird in der Empfängerzelle wieder ein elektrisches Signal ausgelöst, das sich entlang der Zelle fortpflanzen kann.
8. Wiederholung: Das Signal wird so von Nervenzelle zu Nervenzelle weitergeleitet, bis es sein Ziel erreicht hat, zum Beispiel dein Gehirn oder ein Muskel.

Die Synapse: Die Schaltstelle zwischen Nervenzellen

Synapsen spielen eine entscheidende Rolle bei der Reizweiterleitung zwischen Nervenzellen. Die Leitungsbahnen des menschlichen Organismus verlaufen immer durch das Zentralnervensystem und bestehen aus Nervenzellen (Neuronen), die nicht direkt miteinander verbunden sind. Die Synapse ist wie eine kleine Brücke zwischen zwei Nervenzellen.

An der Synapse findet die Informationsübertragung von einer Nervenzelle zur nächsten statt. Die Verbindung am Ende einer Nervenzelle mit einer anderen Zelle nennst du Synapse. Es gibt verschiedene Arten von Synapsen, aber die meisten sind chemische Synapsen.

Wie funktioniert die synaptische Übertragung?

1. Ankunft des Signals: Ein elektrisches Signal (Aktionspotential) erreicht das Ende der Nervenzelle, das synaptische Endknöpfchen.
2. Ausschüttung von Neurotransmittern: Das elektrische Signal wird hier auf die nächste Nervenzelle oder zum Beispiel auf eine Sinnes- oder Muskelzelle übertragen. Dazu wird das elektrische Signal meist in ein chemisches Signal umgewandelt. Das Endknöpfchen setzt chemische Moleküle in den synaptischen Spalt - die Lücke zwischen den zwei Zellen - frei. In den meisten Fällen sind das chemische Synapsen.
3. Überquerung des synaptischen Spalts: Die Neurotransmitter wandern durch den synaptischen Spalt zur nächsten Nervenzelle.
4. Bindung an Rezeptoren: Auf der Oberfläche der nächsten Nervenzelle befinden sich spezielle Andockstellen, die Rezeptoren. Die Neurotransmitter binden an diese Rezeptoren.
5. Auslösung eines neuen Signals: Die Bindung der Neurotransmitter an die Rezeptoren löst in der nächsten Nervenzelle ein neues elektrisches Signal aus.
6. Weiterleitung des Signals: Das neue elektrische Signal wird entlang der nächsten Nervenzelle weitergeleitet.

Synapsen sind sehr wichtig für das Funktionieren unseres Nervensystems. Das Verständnis der synaptischen Übertragung ist entscheidend für das Begreifen komplexer neuronaler Prozesse wie Lernen, Gedächtnis und Verhaltenssteuerung. Bei vielen Krankheiten wie beispielsweise Parkinson oder Depression sind diese Schaltstellen aus dem Gleichgewicht geraten.

Arten von Nervenzellen

Es gibt viele verschiedene Arten von Nervenzellen, die sich in ihrer Form und Funktion unterscheiden. Einige Beispiele sind:

• Sensorische Neuronen: Sie empfangen Informationen von den Sinnesorganen (z.B. Augen, Ohren, Nase, Haut) und leiten sie an das Gehirn weiter.
• Motorische Neuronen: Sie leiten Signale vom Gehirn zu den Muskeln und lösen Bewegungen aus.
• Interneuronen: Sie verbinden sensorische und motorische Neuronen miteinander und verarbeiten Informationen im Gehirn. Interneuronen haben eine Vermittlerfunktion.
• Unipolare Nervenzellen: Unipolare Nervenzellen haben nur einen kurzen Fortsatz (Axon) und keine Dendriten.
• Multipolare Nervenzellen: Multipolare Nervenzellen kommen sehr häufig vor.

Nervenzellen und das Gehirn

Unser Nervensystem besteht aus etwa 100 Milliarden Nervenzellen, die untereinander vernetzt sind und dadurch zu komplexen Rechenleistungen in der Lage sind. Das Gehirn ist die Schaltzentrale unseres Körpers. Es besteht aus Milliarden von Nervenzellen, die miteinander verbunden sind. Die Nervenzellen im Gehirn arbeiten zusammen, um Informationen zu verarbeiten, Entscheidungen zu treffen und Bewegungen zu steuern.

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Nervenzellen und Lernen

Eine der vielleicht wichtigsten Funktionen der Nervenzellen für unser Selbstverständnis ist die Fähigkeit zu lernen. Auch dabei spielen die Synapsen eine entscheidende Rolle. Unser Gedächtnis wird einem bestimmten Hirnareal, dem Hippocampus, zugeschrieben. Bei Lernvorgängen kommt es hier zu funktionellen Veränderungen an bestimmten Synapsen, die dazu führen, dass die elektrischen Antworten in den Empfängerzellen stärker werden.

Man kann sich das wie einen Trampelpfad durch den Wald vorstellen: Je häufiger er benutzt wird, desto leichter zugänglich wird er - man kann ihn leichter wiederfinden und sich immer besser auf ihm fortbewegen. Genauso kann er aber wieder zuwuchern, wenn er nicht gebraucht wird. Das passiert auch im Gehirn - Neues lernen lässt neue Verbindungen entstehen, werden sie nicht gebraucht, werden sie auch wieder abgebaut.

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