Sensitivierung

Lernen und Lernvorgänge: Sensitivierung

Sensitivierung ist die allgemeine Zunahme der Reaktionsbereitschaft eines Organismus auf jegliche Reize, die nach einem schmerzhaften oder schädigendem Reiz auftreten.

Der Vorgang der Sensitivierung wird auf dieser Seite am Beispiel des Seehasen aplysia californica dargestellt.

 

Bild Aplysia

 

Versuchsaufbau:

Die Atemröhre der Schnecke wird durch eine Berührung gereizt (konditionierter Stimulus). Diese Berührung wird mit einem schmerzhaften Elektroschock am Schwanz gekoppelt (unkonditionierter Stimulus). Die Reize lösen ein Aktionspotential an den jeweiligen sensorischen Neuronen aus. Das Aktionspotential wird über Interneurone an Motoneurone weitergeleitet und bewirkt den Kiemenrückziehreflex. Der schmerzhafte Reiz aktiviert eine Gruppe von Interneuronen. Die erregten Interneurone aktivieren die Calciumausschüttung in den sensorischen Siphonneuronen und verstärken somit die Neurotransmitterausschüttung. Durch das „Dauerfeuern“ verstärkt sich jedesmal die Intensität des Kiemenrückziehreflexes. Man kann beobachten, dass die Schnecke nun auf jedewede Reizung des Siphon mit einem starken Kiemenrückzieher reagiert. Die Dauer des Effekts hängt von der Stärke des unkonditionierten Stimulus ab.

 

Die biochemische Funktionsweise der Sensitivierung

Der Neurotransmitter Serotonin (1) aktiviert den Rezeptor (2) an der Membran des Axons. Dieser Rezeptor zieht daraufhin ein GTP bindendes Protein (3) an sich. Dieses Protein aktiviert das Enzym Adenylatcyclase (4). Dieses Enzym erhöht die Kontzentration von cAMP (cyclisches Adenosinmonophosphat) (5). cAMP wiederum aktiviert  Proteinkinase (6), welche die eine Reihe von Substratproteinen phosphoryliert. Das kann nun drei verschiedene Konsequenzen haben:

- Kaliumkanäle können blockiert werden, was die Repolarisation verhindern würde und damit das AP verlängern würde.

-  Die Mobilität der Vesikel könnte erhöht werden.

- Ein spezieller Calciumkanal könnte geöffnte werden, was ebenfalls zu einer erhöhten Beweglichkeit der Vesikel führt.

 

Langzeitgedächtnis und Kurzzeitgedächtnis sind zwei markante Punkte eines abgestuften Gedächtnisprozesses. Diese These wird dadurch begründet, dass

1.) beide Prozesse mit Veränderungen der Stärke synaptischer Verbindungen an den gleichen Stellen verbunden sind

2.) die Zunahme synaptischer Stärke sich sowohl bei Kurz- als auch bei Langzeitprozessen auf eine vermehrte Freisetzung des entsprechenden Transmitters zurückführen lässt

3.) der gleiche Neurotransmitter, z.B.  Serotonin, je nach Häufigkeit des Vorgangs Kurz- und Langzeitverstärkung hervorrufe kann und

4.) cAMP ebenfalls sowohl Kurz- als auch Langzeitveränderungen hervorrufen kann.

Im Gegensatz zur Langzeithabituation werden bei der Langzeitsensitivierung neue Synapsen ausgebildet.

 

 

 

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