Der Zeitkegel - Input für das Neuron

Neuronen erhalten über ihre Synapsen Signale. Die Signale laufen zu unterschiedlichen Zeiten ein. Ein Neuron feuert, wenn die Signale zeitgleich den Axonhügel erreichen. Das veranschaulichte ich in meinem Beitrag "Ursache, Beobachter, Messzeitpunkt - und wie sie sich zueinander verhalten". Ort und Zeit der Signalentstehung kann in einem Zeitkegel dargestellt werden.

Wenn ich mir ein Neuron betrachte, so besteht es aus sehr vielen feinen Verästelungen - den sogenannten Dendriten. An jeder Stelle können Synapsen sitzen, die Signale anderer Neuronen oder Sinneszellen aufnehmen. Die Signale werden im Axonhügel addiert und ggf. "feuert" dann das Neuron.

Ortsdarstellung verschiedener Signalgeber mit Dendriten.

Im folgenden Bild ist die Position von Synapsen abstrahiert dargestellt, indem die Dendriten weggelassen sind. Der Mittelpunkt stellt den Axonhügel dar.

Ortsdarstellung verschiedener Signalgeber.

Der Axonhügel erkennt Signale als zusammengehörig, wenn sie zum gleichen Zeitpunkt bei ihm ankommen. Also nicht, wenn sie zum gleichen Zeitpunkt entstehen. Ausschlaggebend ist der Entstehungszeitpunkt und -ort des Signals im Bezug auf den Axonhügel. Zusammengehörige Signale können auf einem Kegel dargestellt werden. Die Achse durch den Axonhügel stellt die Zeit dar. Die Kegelfläche entspricht der Entfernung des Signals vom Axonhügel. Sie beschreibt die Raum-Zeit-Äquivalenz: Frühe Signale sind räumlich weit entfernt vom Axonhügel, späte Signale nahe dran.

Orts-/Zeitdarstellung verschiedener Signalgeber.

These

Signale werden aufgrund der bestehenden Raum-/Zeit-Äquivalenz zusammengeführt. Somit liegt am Axonhügel eine Koinzidenz der Signale vor. Das gleichzeitige Eintreffen von Signalen entspricht einem Ereignis aus der Umwelt, das durch mehrere Sinneszellen an ein Neuron gemeldet wurden. Die Voraussetzungen für statistische Untersuchungen im Hinblick auf Korrelation sind gegeben.

 
 




Detlef Brand
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