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Bei der neuen Gliederung in Ketten verbundener Neuronen (auch als Erregungsmuster, Erregungsverlauf u.a. bezeichnet) sind die Astrozyten außerhalb, wirken zwischen den so definierten funktionellen Teilen. Am Beispiel der Astrozyten soll gezeigt werden, welchen Lösungsansatz (einer von mehreren) diese eigenwillige Gliederung ermöglicht.
Effizienz bewertet laut Definition den Aufwand im Verhältnis zum Nutzen. Der Aufwand kostet, aber dieser ergibt einen Nutzen, eine Einsparung. Am Aufwand oder am Nutzen allein ist die Effizienz nicht bewertbar. Die Bilanz von Aufwand und Nutzen ist das Kriterium für die Effizienz. Es bedarf eines Mittlers zwischen dem funktionellen Teil Aufwand und dem funktionellen Teil Nutzen, welche den gemeinsamen Bedarf messen kann. Die Astrozyten wirken zwischen funktionellen Teilen. Logisch führt dieser anatomischer Fakt zur Arbeitshypothese: Die Astrozyten bewerten die Effizienz zwischen funktionellen Teilen. Die Gliazellen ernähren Neurone aus verschiedenen funktionellen Teilen und messen so die Energiebilanz. Funktionell abhängige Neuronen werden aus einem kleinen Nährstoffreservoir versorgt. Arbeitet ein Teil schlecht, muss der andere Teil durch Mehraufwand ausgleichen. Das gemeinsame Reservoir wird belastet. Und mit dieser Arbeitshypothese wird viel Bekanntes einheitlich erklärbar:
1. Die Notwendigkeit eines von den Neuronen abweichenden Zelltyps (die Neuronen leisten, die Astrozyten bewerten).
2. Die klaren funktionellen und strukturellen Unterschiede zwischen Glia und Neuronen (resultiert aus der unterschiedlichen Funktion).
3. Die Menge an Glia: 90% Glia und 10% Neuronen (zeigt die Menge funktioneller Abhängigkeiten).
4. Die teils langen Strahlen der Astrozyten (nicht benachbarte, sondern funktionell abhängige Neurone werden versorgt).
5. Die Versorgung der Neuronen über die Astrozyten (wegen der Effizienzmessung).
6. Die Veränderung der Gliawege nach Lernvorgängen (geänderte Funktion ergibt geänderte funktionelle Abhängigkeiten).
7. Die geringen Nährstoffreserven im Gehirn (nicht nur Platzmangel; nur bei geringen Reserven funktioniert die Effizienzbewertung).
8. Die Glia steuert das Änderungsverhalten der Neuronen (effizientes Verhalten wird belohnt).
9. Jedes Neuron ist baulich unterschiedlich, ganz speziell optimiert.
10. Diese Gliaregelung brauchte die Evolution nicht erfinden. Schon mit der ersten Arbeitsteilung wurde auch die Nährstoffversorgung verzweigt.
11. Es gibt keine Zentrale, welche Hirnveränderungen steuert. Die Steuerung findet im Detail vor Ort statt. Eben durch die Astrozyten und diese gibt es überall.
12. Die Astrozyten optimieren zwischen kleinsten funktionellen Zusammenhängen und in der Summe wird diese Optimierung an den großen Funktionen sichtbar.
13. Das Gehirn nutzt zur Steuerung Naturgesetze (Effizienz, zweiter Hauptsatz der Thermodynamik) oder anders ausgedrückt: Es wird durch bekannte Naturgesetze gesteuert.
14. Die Blut-Hirn-Schranke ist zu überdenken.
Die Neuronen leisten und die Glia bewertet nach jeder Aktion. Die Glia optimiert kleinste, kleine und in der Summe die großen Funktionen. Die Optimierung passiert vor Ort durch die vielen funktionellen Abhängigkeiten und mittels kleiner Reservoirs.
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Das Gehirn funktionell gliedern (Teil 2)
14.12.2007, Dipl.-Math. Stefan Pschera, ErlbachDie eigentliche Funktion der Neuroglia
Bei der neuen Gliederung in Ketten verbundener Neuronen (auch als Erregungsmuster, Erregungsverlauf u.a. bezeichnet) sind die Astrozyten außerhalb, wirken zwischen den so definierten funktionellen Teilen. Am Beispiel der Astrozyten soll gezeigt werden, welchen Lösungsansatz (einer von mehreren) diese eigenwillige Gliederung ermöglicht.
Effizienz bewertet laut Definition den Aufwand im Verhältnis zum Nutzen. Der Aufwand kostet, aber dieser ergibt einen Nutzen, eine Einsparung. Am Aufwand oder am Nutzen allein ist die Effizienz nicht bewertbar. Die Bilanz von Aufwand und Nutzen ist das Kriterium für die Effizienz. Es bedarf eines Mittlers zwischen dem funktionellen Teil Aufwand und dem funktionellen Teil Nutzen, welche den gemeinsamen Bedarf messen kann. Die Astrozyten wirken zwischen funktionellen Teilen. Logisch führt dieser anatomischer Fakt zur Arbeitshypothese: Die Astrozyten bewerten die Effizienz zwischen funktionellen Teilen. Die Gliazellen ernähren Neurone aus verschiedenen funktionellen Teilen und messen so die Energiebilanz. Funktionell abhängige Neuronen werden aus einem kleinen Nährstoffreservoir versorgt. Arbeitet ein Teil schlecht, muss der andere Teil durch Mehraufwand ausgleichen. Das gemeinsame Reservoir wird belastet. Und mit dieser Arbeitshypothese wird viel Bekanntes einheitlich erklärbar:
1. Die Notwendigkeit eines von den Neuronen abweichenden Zelltyps (die Neuronen leisten, die Astrozyten bewerten).
2. Die klaren funktionellen und strukturellen Unterschiede zwischen Glia und Neuronen (resultiert aus der unterschiedlichen Funktion).
3. Die Menge an Glia: 90% Glia und 10% Neuronen (zeigt die Menge funktioneller Abhängigkeiten).
4. Die teils langen Strahlen der Astrozyten (nicht benachbarte, sondern funktionell abhängige Neurone werden versorgt).
5. Die Versorgung der Neuronen über die Astrozyten (wegen der Effizienzmessung).
6. Die Veränderung der Gliawege nach Lernvorgängen (geänderte Funktion ergibt geänderte funktionelle Abhängigkeiten).
7. Die geringen Nährstoffreserven im Gehirn (nicht nur Platzmangel; nur bei geringen Reserven funktioniert die Effizienzbewertung).
8. Die Glia steuert das Änderungsverhalten der Neuronen (effizientes Verhalten wird belohnt).
9. Jedes Neuron ist baulich unterschiedlich, ganz speziell optimiert.
10. Diese Gliaregelung brauchte die Evolution nicht erfinden. Schon mit der ersten Arbeitsteilung wurde auch die Nährstoffversorgung verzweigt.
11. Es gibt keine Zentrale, welche Hirnveränderungen steuert. Die Steuerung findet im Detail vor Ort statt. Eben durch die Astrozyten und diese gibt es überall.
12. Die Astrozyten optimieren zwischen kleinsten funktionellen Zusammenhängen und in der Summe wird diese Optimierung an den großen Funktionen sichtbar.
13. Das Gehirn nutzt zur Steuerung Naturgesetze (Effizienz, zweiter Hauptsatz der Thermodynamik) oder anders ausgedrückt: Es wird durch bekannte Naturgesetze gesteuert.
14. Die Blut-Hirn-Schranke ist zu überdenken.
Die Neuronen leisten und die Glia bewertet nach jeder Aktion. Die Glia optimiert kleinste, kleine und in der Summe die großen Funktionen. Die Optimierung passiert vor Ort durch die vielen funktionellen Abhängigkeiten und mittels kleiner Reservoirs.