„Seit 75 Jahren weiß man, dass ein sensorisches Neuron umso mehr Aktionspotentiale generiert, je stärker der Reiz ist. Inzwischen hat sich heraus-gestellt, dass dieses Prinzip nicht zur Kodierung der sensorischen Informationen ausreicht, sondern dass auch die genaue zeitliche Struktur der neuronalen Antwort eine Rolle spielt.“

Encoding and Decoding Touch Location in the

Leech CNSEric E. ThomsonWilliam B. KristanIn: The Journal of Neurosience – 26.July 2006

Gliederung

1 Kodierung1.1 Experimenteller Vorgang1.2 Faktoren1.3 Fazit

2 Dekodierung2.1 Experimenteller Vorgang2.2 Faktoren2.3 Fazit

3 Zusammenfassung

Fragestellungen

• Kodierung: Wie kodieren sensorische Neuronen den Reizort?

• Dekodierung: Wie gut entschlüsselt die lokale Krümmung die Latenz- und Ratendifferenz?

1 Kodierung

1.1 Experimenteller Vorgang• Abgabe eines bekannten

Druckes auf ventrale Mittellinie

• Die zwei ventralen P Zellen werden erregt

• Aufzeichnung der Reaktion in den beiden Zellen

• Variation des Berührungsortes

1.2 Faktoren

a) Rate• Mit zunehmender Entfernung vom rezeptiven Zentrum

reduziert sich die AP-Anzahl• Bei einer Veränderung von 1° verschob sich die AP-

Anzahldifferenz um -0,13b) Latenz• Bei zunehmender Entfernung zum rezeptiven Zentrum

erhöht sich die Latenz • Bei einer Veränderung von 1° verschob sich die

Latenzdifferenz um 1,2msc) Anfängliche Feuerrate• Reduziert sich mit der Entfernung vom Mittelpunkt des

rezeptiven Feldes• Eine Berührungsänderung von 1° führt zur Änderung von -

1,2 Hz

1.3 Fazit

• Die Beziehung zwischen Berührungspunkt und Latenzzeit ist höher, als die Beziehung zwischen Berührungspunkt und Ratendifferenz oder Feuerratendifferenz

Latenzdifferenz

Ratendifferenz

Anfängliche Feuerratendifferenz

Verhalten

2 Dekodierung2.1 Experimenteller Vorgang• Stimulierung der 2

ventralen P Zellen mit bekannten kurzen Stromimpulsen (Muster von AP aus encoding exp.)

• Bestimmung der Reaktion durch ein errechnetes optisches Spannungssfeld → beschreibt die Bewegung der Körperwand

2.2 Faktoren

a) Variable Ratendifferenz• Latenz wird stabil gehalten• Bei 5 AP unterschieden sieht man

klare Verhaltensunterschiede• Wurden 2 verschiedene Impulse

geben und die Antworten verglichen• Bei einer Differenz von nur einem

Spike, war in 71% korrekt• 75%ige Richtigkeit erhielt man bei

einer Differenz von 1,8 Spikes b) Variable Latenzdifferenz• AP-Anzahl wird stabil gehalten• Bei einer Latenzdifferenz von nur 6ms

reagierten die Blutegel in 60% verschieden

• 75%ige Richtigkeit erhielt man bei rund 30ms

2.3 Fazit

• Lokale Krümmung erweist sich als sehr empfindlich bei Veränderungen in der Rate

• Latenzdifferenz im Vergleich sehr grob

Zusammenfassung

Latenzdiff. Ratendiff.

Kodierung 4 ° 13 °

Dekodierung

25 ° 14 °