Synaptische Plastizität im
Gehirn |
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Verbindungen zwischen den Neuronen im Gehirn heissen "Synapsen".
Neuronen erhalten elektrochemische Impulse von bis zu
über einigen tausenden eingehenden Synapsen. Sie
reduzieren diese Signale auf ein einziges ausgehendes
elektrochemisches Signal. Der intelligenzschaffende
Mehrwert entsteht durch die geschickte Wichtung
der eingehenden Signale und deren Reduzierung auf ein
ausgehendes Signal. In der Animation passiert folgendes: von oben rechts kommt ein Signal (gelb-rotes Geflimmer) einer fremden Zelle. Es erreicht die Synapse (Verdickung) des Zellköprers (schwarzes Dreieck). Die Synapse ist relativ durchlässig, sodass das elektrische Signal über einen chemischen Zwischenschritt die Zelle erreicht.
Innerhalb der Zelle wird das Signal ausgewertet und es führt in diesem Fall zur Erzeugung eines ausgehenden Signals, welches die Zelle über deren Axon (dicker Strich oben) verlässt. Ein zweites Signal, welches die Zelle von unten links erreicht gelangt nicht in den Zellkörper: die Synapse unten links ist nicht durchlässig genug. Die Synapsen selbst können sich nun derart verändern, dass sie eingehende Signale mit einer grösseren oder einer kleineren Wahrscheinlichkeit an das Neuron weitergeben. Dieser Effekt heisst synaptische Plastizität und wird als ein wesentlicher Baustein von Lernvorgängen betrachtet. Jedesmal wenn eine Synapse an einer erfolreichen Entscheidung beteiligt war, erhöht sich ihre Wahrscheinlichkeit eingehende Signale an das Neuron weiterzugeben. Eine Synapse wird modelliert als die Schnittstelle zwischen einer zuführenden Informationsleitung und einer abführenden Informationsleitungen. Die sich gegenüberliegenden Enden beider Leitungen sind mit einer Lochscheibe versehen, dazwischen liegt eine dritte Lochscheibe:
Bewegt man die mittlere Lochscheibe parallel zu den beiden anderen, so wird damit die insgesamt für den Durchfluss zur Verfügung stehende lichte Öffnung der Gesamtanordnung verändert und somit der Wasser (=Inormations)fluss beeinflusst.
Das Prinzip synaptischer Plastizität kann man auch auf den Büroalltag übertragen. |
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