Neurobiologie

Aus der Feder eines der weltweit renommiertesten Neurobiologen ist ein Lehrbuch entstanden, das seinesgleichen sucht: umfassend, spannend zu lesen und bestens illustriert! Die amerikanische Ausgabe hat in Forschung und Lehre schon lange einen hervorragenden Ruf. Nun liegt mit der kompetenten deutschen Übersetzung eine nochmals stark überarbeitete Fassung vor - selbstverständlich unter Berücksichtigung der neuesten Forschungsergebnisse. Das Buch bietet eine Einführung in eines der am schnellsten fortschreitenden und damit spannendsten Forschungsgebiete. Dabei wird ein Bogen gespannt von den molekular- und zellbiologischen Grundlagen über neuronale Netzwerke bis hin zu komplexen Verhaltensfunktionen. Neben der Vermittlung von Fakten werden Konzepte und zusammenfassende Theorien erklärt, indem Arbeitshypothesen und grundlegende Experimente bedeutender Pioniere der Neuroforschung beschrieben werden. Eine weitere Besonderheit des Buches ist die integrierte Darstellung von Struktur und Funktion des Nervensystems. Der systematische Vergleich der Nervensysteme von Wirbeltieren und Wirbellosen vermittelt allgemeingültige Regeln der Arbeitsweise von Nervensystemen. Für medizinisch Interessierte bietet die Berücksichtigung pathologischer Aspekte der Hirnfunktionen Ansatzpunkte zum besseren Verständnis neurologischer Zusammenhänge. Jedem, der sich einen vollständigen und fundierten Überblick über die Neurobiologie verschaffen möchte - insbesondere Biologiestudenten und Neurowissenschaftlern - sei dieses klar und kompetent geschriebene und zudem reich illustrierte Lehrbuch empfohlen.

Inhalt
1 Einführung.- 1.1 Neurobiologie als Forschungsgebiet.- 1.2 Was ist Neurobiologie?.- 1.3 Die Ebenen neuraler Informationsverarbeitung.- 1.4 Zu diesem Buch.- I Molekulare und zelluläre Mechanismen.- 2 Molekulare Neurobiologie.- 2.1 Der Acetylcholin-Rezeptor (ACh-R) der neuromuskulären Endplatte als Modellfall für Untersuchungen molekularer Mechanismen.- 2.1.1 Signalübertragung in der Muskelendplatte der Wirbeltiere.- 2.1.2 Aminosäuresequenz des ACh-R und Codierung im Genom.- 2.1.3 Tertiärstruktur und funktionelle Domänen des ACh-R.- 2.1.4 Funktionsweise des ACh-R.- 2.1.5 Der neuromuskuläre Übertragungsmechanismus.- 3 Das Neuron.- 3.1 Die zelluläre Grundlage der Neurobiologie.- 3.2 Die Plasmamembran.- 3.2.1 Membraniipide.- 3.2.2 Membranproteine.- 3.3 Der Zellkern (Nucleus).- 3.4 Intrazelluläre Membransysteme.- 3.4.1 Das endoplasmatische Reticulum (ER).- 3.4.2 Lysosomen.- 3.4.3 Mitochondrien.- 3.5 Das Cytoskelett.- 3.5.1 Mikrotubuli und Neurofilamente.- 3.5.2 Intrazellulärer Transport.- 3.5.3 Die Mikrofilamente.- 3.6 Neuroglia und Nervenhüllen.- 3.6.1 Die Neuroglia.- 3.6.2 Die Nervenhüllen.- 3.7 Terminologie der Neurone und ihrer Fortsätze.- 4 Die Synapse.- 4.1 Chemische Interaktionen zwischen Neuronen ohne synaptischen Kontakt.- 4.2 Allgemeine Zell-Zell-Kontakte.- 4.3 Die chemische Synapse.- 4.3.1 Molekulare Komponenten.- 4.3.2 Molekulare Mechanismen der synaptischen Übertragung.- 4.3.3 Eine Klassifizierung chemischer Synapsen.- 4.3.4 Intramembranäre Partikel.- 4.3.5 Synaptische Vesikel.- 4.4 Synaptische Verbindungen.- 4.4.1 Die Formen von Synapsen und Endigungen.- 4.4.2 Verschaltungsmuster.- 4.4.3 Die Identifizierung synaptischer Verbindungen.- 4.5 Von Synapsen zu Verschaltungen.- 5 Das Membranpotential.- 5.1 Die Ionenzusammensetzung der Nervenzellen.- 5.2 Das Donnan-Gleichgewicht.- 5.3 Das Nernst- oder Diffusionspotential.- 5.4 Das Membranpotential.- 5.4.1 Intrazelluläre Ableitung.- 5.4.2 Identifizierung einzelner Ionenleitfähigkeiten.- 5.4.3 Der Äquivalentschaltkreis.- 5.5 Membranpotential und Stoffwechsel.- 5.6 Die Membranpumpe.- 5.7 Transportmechanismen durch Membranen.- 6 Das Aktionspotential.- 6.1 Die elektrische Natur der Nervenaktivität.- 6.2 Der Natriumimpuls.- 6.2.1 Die Struktur des Na+-Kanals.- 6.2.2 Die Funktion einzelner Ionenkanäle.- 6.2.3 Der Natriumkanal: Das Hodgkin-Huxley-Modell.- 6.3 Die verschiedenen Ionenkanäle und ihre Funktionen.- 6.3.1 Natrium(Na+)-Kanäle.- 6.3.2 Calcium(Ca2+)-Kanäle.- 6.3.3 Kalium(K +)-Leitfähigkeiten.- 6.3.4 Ionenkanaldichte und lokale Erregbarkeit.- 6.3.5 Spannungsabhängigkeit und Transmitterempfindlichkeit der Ionenkanäle.- 6.4 Fortleitung des Aktionspotentials.- 6.4.1 Lokale Ströme.- 6.4.2 Saltatorische Fortleitung der Erregung.- 6.5 Die unterschiedlichen Funktionen des Aktionspotentials.- 7 Synaptische Potentiale und synaptische Integration.- 7.1 Elektrische Felder.- 7.2 Elektrische Synapsen.- 7.3 Chemische Synapsen.- 7.3.1 Das excitatorische postsynaptische Potential (EPSP).- 7.3.2 Das excitatorische Umkehr(Gleichgewichts-)Potential.- 7.3.3 Das inhibitorische postsynaptische Potential (IPSP).- 7.4 Synaptische Integration.- 7.5 Ionenströme.- 7.6 Synapsen mit Leitfähigkeitsabnahme.- 7.7 Räumliche Organisation des Neurons und Signalverarbeitung.- 7.8 Impulslose ("nonspiking") Neurone.- 7.9 Untersuchung von synaptischen Schaltkreisen an isolierten Präparaten.- 8 Neurotransmitter und Neuromodulatoren.- 8.1 Biochemie der Synapse.- 8.2 Second-Messenger-Systeme.- 8.2.1 Calciumionen als Second Messengers.- 8.2.2 Die zyklischen Nucleotide cAMP und cGMP.- 8.2.3 G-Proteine.- 8.2.4 Das Membranlipidsystem.- 8.2.5 Second Messengers und Proteinphosphorylierung.- 8.3 Synapsentypen und ihre Transmitter.- 8.3.1 Acetylcholin (ACh).- 8.3.2 Biogene Amine.- 8.3.3 Aminosäuren.- 8.3.4 Purine.- 8.4 Das Dale-Prinzip.- 8.5 Neuropeptide.- 8.5.1 Neuropeptidsynthese.- 8.5.2 Neuropeptidrezeptoren.- 8.5.3 "Multiple-Messenger-Mechanismen".- 8.6 Die Synapse als "multizelluläres Organell".- 8.7 Der zeitliche Verlauf der Wirkung neuroaktiver Substanzen.- 8.8 Der Stofftransport in Neuronen.- 8.9 Energiestoffwechsel und 2-Desoxyglukose-Kartierung.- 9 Die Entwicklung des Nervensystems.- 9.1 Entstehung eines Neurons und Genexpression.- 9.2 Zellwanderung und Wachstumskegel.- 9.3 Zellwachstum und Wachstumsfaktoren.- 9.3.1 Der Nervenwachstumsfaktor NGF.- 9.3.2 Onkogene und neuronales Wachstum.- 9.4 Zelldifferenzierung.- 9.4.1 Das weitere Schicksal der Nervenzellen und die Pionierfasern.- 9.4.2 Erregbarkeit.- 9.4.3 Determination des Neurotransmitters.- 9.5 Die Entwicklung der Synapse.- 9.5.1 Präsynaptische Faktoren.- 9.5.2 Postsynaptische Faktoren.- 9.5.3 Konkurrenz der Axonendigungen.- 9.6 Die Etablierung zentraler synaptischer Verschaltungen.- 9.6.1 Die retinotectale Bahn.- 9.6.2 Analyse synaptischer Verbindungen bei Verhaltensmutanten.- 9.7 Zellreifung.- 9.8 Zelltod.- 9.8.1 Die Insektenmetamorphose.- 9.9 Neue Neurone im ausgereiften Gehirn?.- 9.10 Regeneration und Plastizität.- 9.10.1 Hirntransplantationen.- II Sensorische Systeme.- 10 Von Sinneszellen zu Wahrnehmungen.- 10.1 Sinnesmodalitäten.- 10.2 Sinneszellen (Rezeptorzellen).- 10.2.1 Reiz-Erregungs-Transduktion (Primärprozesse).- 10.2.2 Das Rezeptorpotential.- 10.2.3 Das elektrotonische Potential.- 10.2.4 Die Impulsbildung.- 10.3 Neuronale Schaltungen innerhalb der Sinnesbahn.- 10.3.1 Grundtypen von Schaltungen und Bahnen.- 10.3.2 Rezeptive Felder.- 10.3.3 Aufbau einer Mikroschaltung.- 10.3.4 Laterale Hemmung.- 10.4 Sinneswahrnehmung.- 10.4.1 Das Feststellen eines Reizes.- 10.4.2 Das Bestimmen der Intensität eines Reizes.- 10.4.3 Die räumliche Auflösung.- 10.4.4 Das Herausfiltern eines Reizmerkmals.- 10.4.5 Die Unterscheidung von Reizqualitäten.- 10.4.6 Das Erkennen von Reizmustern.- 11 Die chemischen Sinne.- 11.1 Chemorezeption bei Bakterien.- 11.2 Chemorezeption bei Wirbellosen.- 11.2.1 Das gustatorische System: "Schmecken"bei Wirbellosen.- 11.2.2 Das olfaktorische System: "Riechen"bei Wirbellosen.- 11.3 Chemorezeption bei Wirbeltieren.- 11.3.1 Der Geschmackssinn.- 11.3.2 Der Geruchssinn.- 11.3.3 Interne Chemorezeption.- 12 Die Hautsinne (Somatosensorik).- 12.1 Die Hautsinne bei Wirbellosen.- 12.1.1 Die Sinnesnervenzellen des Blutegels.- 12.1.2 Mechanorezeptorische Sinneshaare in der Cuticula von Arthropoden.- 12.2 Die Hautsinne bei Wirbeltieren.- 12.2.1 Die Rezeptoren der menschlichen Hau…

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