Von der Zellbiologie der Neuronen über die synaptischen Interaktionen von Zellen bis hin zu den komplexen Hirnfunktionen wie Verhalten, Bewusstsein und Sprache. Spannend und verständlich geschrieben!
/ AUS DEM INHALT: / / /
1 Evolution der Nervensysteme und der Sinnesorgane
G. Roth und M. F. Wullimann 137
Evolutionstheorie und Stammesgeschichte 1 4
Entstehung der Nervensysteme 3
Nervensysteme der Eumetazoen 3
Die Evolution der Nervensysteme: eine Synthese 26 4.1
Literatur 29 4.2
2 Molekulare Funktionsträger der Nervenzelle
H. Zimmermann 33
Die Zellmembrali 33
Vom Gen zum funktioneilen Protein 36
Allgemeine Methoden der molekularen Neurobiologie 39
Membrantransport 42
Einwirkung chemischer Signale: Hormone und Transmitter 43
Filamentöse Zellproteine 50
Molekulare Motoren und axonaler Transport 52
Membranfluß, Exozytose und Endozytose 56
Literatur 60
3 Ontogenie des Nervensystems und der Sinnesorgane
J. A. Campos-Ortega 63
Die Entstehung der neuralen Anlagen 63
Zelldetermination und Zellstammbäume; Neurone und Gliazellen 67
Zellwanderung im Nervensystem 73
Morphogenese 76
Die Entwicklung spezifischer Nervenverbindungen 77
Zelltod: Morphogenetische Auswirkungen 85
Literatur 86
4 Erregungsbildung und -leitung im Nervensystem
J. Dudel 87
Ruhepotential 87
Erregung, Aktionspotential 92
An der Erregung beteiligte, spannungsabhängige Na+- und Ca2+-Kanäle 97
Spannungsabhängige und stoffwechselabhängige K+- und Cr-Kanäle 101
Elektronische Ausbreitung von Potentialänderungen 107
Fortleitung des Aktionspotentials 109
Literatur 114
5 Synaptische Erregung und Hemmung
J. Dudel 115
Die neuromuskuläre Endplatte als Prototyp einer schnellen chemischen Synapse 115
Andere schnelle chemische Synapsen, synaptische Hemmung 119
Direkt ligandengesteuerte Membrankanäle 122
Langsame Synapsen, G-Protein vermittelt gesteuerte Kanäle und Modulationen 129
Informationsverarbeitung an chemischen Synapsen 135
Elektrische Synapsen 142
Literatur 143
6 Muskeln und Motilität
R. Rudel und B. Brenner 145
6.1 Steuerung der Muskelfunktion im Körper 145
6.2 Strukturelle Grundlagen und stoffliche Zusammensetzung der Vertebratenskelettmuskeln 146
6.3 Die elektromechanische Kopplung 149
6.4 Die Muskelkontraktion 150
6.5 Energieumsatz und Ermüdung 153
6.6 Molekulare Mechanismen von Kontraktion und Regulation 154
6.7 Die Herzmuskulatur 159
6.8 Die glatte Muskulatur der Wirbeltiere 160
6.9 Die glatte Muskulatur der Mollusken 162
6.10 Andere Myozine 162
6.11 Mechanismen intrazellulären Stofftransports 163
6.12 Literatur 165
7 Motorische Steuerung bei Invertebraten
W. Rathmayer 167
7.1 Die neuromuskulären Grundlagen 167
7.2 Die Entstehung motorischer Muster 172
7.3 Die Rolle sensorischer Signale (Afferenzen) für die motorische Steuerung 177
7.4 Modulationjnotorischer Steuerung 180
7.5 Die Rolle von Riesenfasern für schnelle Bewegungsabläufe 183
7.6 Die motorische Steuerung des Fliegens bei Insekten 184
7.7 Die genetische Kontrolle motorischen Verhaltens 188
7.8 Literatur 189
8 Motorische Systeme
bei Vertebraten
R. Blickhan 191
8.1 Von der Muskelerregung zur Bewegung 192
8.2 Schaltkreise des Rückenmarkes 195
8.3 Motorische Funktionen des Hirnstammes 200
8.4 Der motorische Kortex 204
8.5 Das Zerebellum 208
8.6 Die Basalganglien 210
8.7 Literatur 212
9 Vegetatives Nervensystem bei Vertebraten und Invertebraten
W. Jänig und P. Bräunig 215
9.1 Organisation und allgemeine Funktionen des vegetativen Nervensystems bei Vertebraten 215
9.2 Überträgerstoffe im peripheren Sympathikus und Parasympathikus 219
9.3 Neuroeffektorische Übertragung im peripheren vegetativen Nervensystem 224
9.4 Impulsübertragung und Integration in vegetativen Ganglien 226
9.5 Darmnervensystem 227
9.6 Zentrale Organisation des vegetativen Nervensystems in Rückenmark, Hirnstamm und Hypothalamus 230
9.7 Das viszerale Nervensystem von Invertebraten 235
9.8 Integration von viszeralen Funktionen und Verhalten bei Wirbellosen 238
9.9 Literatur 241
10 Neurohormonale Systeme bei Invertebraten
R. Keller 243
10.1 Bau und Funktion der neurosekretorischen Zellen 243
10.2 Neurohormonale Systeme bei Invertebraten in Beispielen 246
10.3 Cnidaria (Coelenteraten) 246
10.4 Insekten 247
10.5 Crustaceen 251
10.6 Mollusken 255
10.7 Literatur 259
11 Neurohormonelle Systeme der Vertebraten
W. Hanke 261
11.1 Übersicht und Einteilung der neurohormonellen Systeme 261
11.2 Die Neuropeptide von Hypothalamus und Neurohypophyse 264
11.3 Die Peptide der Adenohypophyse 266
11.4 Die Zerebro-Intestinalen Peptide, Tensine und Kinine 268
11.5 Zentren der Lokalisation von Neuropeptiden im Dienzephalon 270
11.6 Regulationsprinzipien und Wirkungsmechanismen der neurohormonellen
Systeme 272
11.7 Literatur 278
12 Allgemeine Sinnesphysiologie
R. Mausfeld 279
12.1 Die biologische Funktion sensorischer Systeme 279
12.2 Grundbegriffe und Fragestellungen der allgemeinen Sinnesphysiologie 280
12.3 Neurobiophysik und Neurobiologie sensorischer Systeme 281
12.4 Verhaltensbiologie sensorischer Systeme: Neuroethologie und vergleichende Sinnesphysiologie 287
12.5 Psychophysik und Wahrnehmungspsychologie 288
12.6 Literatur 292
13 Chemosensibilität, Geruch und Geschmack
H. Hatt 295
13.1 Morphologie des Riechsystems von Wirbeltieren 295
13.2 Morphologie des Riechorgans bei Invertebraten 298
13.3 Geruchsdiskriminierung; Beteiligung des Nervus trigeminus 300
13.4 Geruchsqualitäten bei Invertebraten 302
13.5 Wirkung von Duftstoffen auf molekularer Ebene 303
13.6 Bau der Geschmacksorgane und ihre Verschaltung bei Vertebraten 306
13.7 Geschmacksqualitäten bei Vertebraten 308
13.8 Molekulare Mechanismen der Geschmackserkennung 309
13.9 Chemorezeption bei Invertebraten 311
13.10 Biologische Bedeutung des Geruchs- und des Geschmackssinns 313
13.11 Literatur 314
14 Thermosensibilität
Fr.-K. Pierau 315
14.1 Temperatursensoren 316
14.2 Reiztransduktion in Temperatursensoren 322
14.3 Zentrale Verarbeitung von Temperatursignalen 326
14.4 Adaption an extreme Temperaturbedingungen 329
14.5 Literatur 331
15 Mechanosensorik
U. Thurm 333
15.1 Grundzüge mechanischer Reize und mechanosensorischer Rezeptorsysteme 333
15.2 Bau und Reiztransduktion epithelialer Mechanorezeptorzellen 333
15.3 Bau und Reiztransduktion ganglionärer Mechanorezeptorzellen 341
15.4 Efferente Steuerungen mechanorezeptorischer Signalaufnahme und sensorische
Kontrolle der Stellung, Bewegung und Belastung von Körperteilen 343
15.5 Rezeption von Berührung, Druck und Vibration 344
15.6 Rezeption von Aero- und Hydrodynamik durch Strömungsrezeptoren 346
15.7 Rezeption von Linear- und Winkelbeschleunigungen (Schwere- und Drehsinn) 348
15.8 Literatur 352
16 Auditorische Systeme
G. Ehret 355
16.1 Schallcharakterisierung 355
16.2 Aufbau und Funktionsprinzipien von Hörorganen bei Invertebraten 356
16.3 Aufbau und Funktionsprinzipien von Hörorganen bei Vertebraten 360
16.4 Kodierung der Schallsignale im Hörnerven 369
16.5 Zentralnervöse Verarbeitung bei Invertebraten 371
16.6 Zentralnervöse Verarbeitung bei Vertebraten 373
16.7 Akustische Mustererkennung und Verhaltenskontrolle 380
16.8 Literatur 381
17 Photorezeption (periphere Sehorgane)
K. Kirschfeld 385
17.1 Licht und Sehen 385
17.2 Augentypen 387
17.3 Phototransduktion 391
17.4 Voraussetzungen zum Farbensehen 399
17.5 Die Netzhaut (Retina) 401
17.6 Literatur 404
18 Zentrale Sehsysteme
K.-P. Hoffmann und C. Wehrhahn 407
18.1 Sehen als aktiver Prozeß 407
18.2 Parallele Informationsverarbeitung in zentralen Sehsystemen 409
18.3 Helligkeitssehen 411
18.4 Funktionelle Anatomie des visuellen retinothalamokortikalen Systems 411
18.5 Bewegungssehen 415
18.6 Verarbeitung von Rauminformation im Sehsystem 419
18.7 Formwahrnehmung 424
18.8 Farbensehen 426
18.9 Literatur 428
19 Der elektrische Sinn und seine Rolle bei der Orientierung und Kommunikation
G. von der Emde und W. Heiligenberg 429
Die stammesgeschichtliche Herkunft der Elektrorezeption 429
Struktur und Funktion der Elektrorezeptoren 431
Biophysikalische Eigenschaften der Elektrorezeptoren 435
Die zentralnervöse Verarbeitung elektrorezeptiver Information im Rahmen der Orientierung und Kommunikation 436
Literatur 438
20 Magnetische Orientierung
W. Wiltschko 439
Das Magnetfeld der Erde 439
Der Magnetkompaß der Vögel 439
Richtungsorientierung nach dem Magnetfeld bei anderen Tiergruppen 443
Verhaltensweisen, die nicht auf der Vektoreigenschaft des Magnetfelds beruhen 445
Die physiologischen Grundlagen der Magnetfeldperzeption 447
Literatur 449
21 Nozizeption und Schmerz
H.-G. Schaible und R. F. Schmidt 451
Schmerzen bei Mensch und Tier 451
Rezeption noxischer Reize durch primär afferente nozizeptive Neurone 455
Nozizeptive Neurone im Zentralnervensystem 458
Nozizeption und chemische Erregungsübertragung im Nervensystem 462
Literatur 464
22 Neurale Grundlagen von Motivation und Emotion
M. Gahr 465
Theoretische Forderungen an neurale Motivationssysteme 465
Neurale Mechanismen des Freßverhaltens von Aplysia 468
22.3 Neurale Grundlagen von Trinkverhalten 470
22.4 Neurale Korrelate der motivationellen Komponenten von männlichem Sexualverhalten 471
22.5 Zelluläre Mechanismen des weiblichen Kopulationsverhaltens 476
22.6 Neurale Grundlagen von Emotionen 478
22.7 Literatur 485
23 Neuronale Plastizität, Lernen und Gedächtnis
R. Menzel 487
23.1 Neuronale Plastizität 487
23.2 Aktivitätsabhängige Plastizität 491
23.3 Strukturelle Plastizität und Anpassung während der Entwicklung des Nervensystems 495
23.4 Assoziatives Lernen: eine Übersicht 504
23.5 Assoziatives Lernen durch klassische Konditionierung 506
23.6 Assoziatives Lernen durch operante Konditionierung 513
23.7 Gedächtnis: Spuren neuronaler Plastizität im Nervensystem 515
23.8 Literatur 525
24 Rhythmizität, zirkadiane Rhythmik und Schlaf
G. Fleissner 527
24.1 Rhythmizität 527
24.2 Zirkadiane Rhythmik 530
24.3 Schlaf der Wirbeltiere 535
24.4 Schlaf bei wirbellosen Tieren 540
24.5 Literatur 540
25 Neuronale Grundlagen kognitiver Leistungen
G. Roth und R. Menzel 543
25.1 Kognitive Leistungen und ihre Lokalisation im Gehirn 543
25.2 Die Einheit der Wahrnehmung 546
25.3 Kognitive Aspekte des Lernens: Kontextabhängiges Lernen, Regellernen und Raumorientierung 549
25.4 Sprachliche Kommunikation 555
25.5 Komplexe kognitive Leistungen des menschlichen Gehirns und ihre Störungen 557
25.6 Gehirn und Bewußtsein 559
25.7 Gehirn und Geist 560
25.8 Literatur 562
Sachverzeichnis 565