Wie schnell sind Nerverimpulse Im Gehirn innerhalb einer Zelle
(gibt’s das) zwischen den Gehirnzellen und im Rest vom Körper.
Sind sie schneller als Licht?
Wie kann das, wenn das so ist?
Wie schnell sind Nerverimpulse Im Gehirn innerhalb einer Zelle
(gibt’s das) zwischen den Gehirnzellen und im Rest vom Körper.
Sind sie schneller als Licht?
Wie kann das, wenn das so ist?
Hallo Hannes,
trotz Bio-LK wusste ich das nich auswendig *schäm* aber wenn meine Bücher nich lügen, geschieht die Übertragung einer Spannungsänderung, des Aktionspotentials, über den Neuriten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 120 m/s.
Viel mehr kann ich dazu nich sagen außer du hast noch grundlegende Fragen zu Nervenzellen und deren Funktion usw…
Hoff dir trotzdem bissl geholfen zu haben
LG
Schaf 
Hallo,
Sind sie schneller als Licht?
Keine Signalübertragung ist schneller als Licht.
mfg
deconstruct
Hi,
Keine Signalübertragung ist schneller als Licht.
das ist falsch. Keine Signalübertragung ist schneller als das Licht im Vakuum. Stichwort Tscherenkow-Strahlung.
Cheatah
Hi,
mit einer Geschwindigkeit von bis zu 120 m/s.
ich gebe zu, dass meine Informationen auch nicht gerade verlässlich sind; aber mir schwirrt eine Geschwindigkeit von 40 km/h im Kopf herum (ggf. buchstäblich *g*). Mag aber sein, dass das nur auf dem umgekehrten Weg gilt.
Cheatah
Hallo,
das ist falsch. Keine Signalübertragung ist schneller als das
Licht im Vakuum. Stichwort Tscherenkow-Strahlung.
Was ich natürlich meinte. Dass Licht im Nicht-Vakuum langsamer ist, ist afaik auch nur darauf zurückzuführen, dass das Licht von den Teilchen des Mediums absorbiert und wieder abgegeben wird, was eben Zeit kostet. Zwischen den Teilchen des Mediums bewegt sich das Licht deswegen trotzdem mit der „normalen“ Lichtgeschwindigkeit. Man kläre mich auf, falls ich hier falsch liege.
mfg
deconstruct
Huhu!
Ca. 120 m/s in myelinisierten Nervenfasern, ca. 1 m/s in nichtmyeliniesierten.
Siehe da:
http://www.abi-bayern.de/bio/aktionspot.htm
(Ist nur ne bunte Abi-Übungs-Seite, passt aber zu den Werten, die ich um Kopf habe)
@deconstruct: Ansonsten hast du sehr wohl recht damit, das die Lichtgeschwindigkeit in anderen Medien als dem Vakuum langsamer ist, weil Photonen absorbiert und wieder abgegeben werden müßen, aber das weißt du mit Sicherheit besser als ich 
Grüßlis!
Scrabz aka Philipp (aka Drache)
Hallo Hannes,
die Leitungsgeschwindigkeit hängt vom Durchmesser der Nervenfaser und ihrer Ummantelung (Myelinisierung), also vom Typ der Nervenfaser ab. Sie variiert zwischen 0,5-2 (z.B. Rezeptorzellen für Schmerzen in der Haut) und 70-120 m/s (primäre Muskelspindelafferenzen), ist also weit von der Lichtgeschwindigkeit entfernt
Grüße,
Oliver Walter
Hallo Deconstruct,
hihi
das ist falsch. Keine Signalübertragung ist schneller als das
Licht im Vakuum. Stichwort Tscherenkow-Strahlung.Was ich natürlich meinte. Dass Licht im Nicht-Vakuum langsamer
ist, ist afaik auch nur darauf zurückzuführen, dass das Licht
von den Teilchen des Mediums absorbiert und wieder abgegeben
wird, was eben Zeit kostet. Zwischen den Teilchen des Mediums
bewegt sich das Licht deswegen trotzdem mit der „normalen“
Lichtgeschwindigkeit. Man kläre mich auf, falls ich hier
falsch liege.
Jetzt hast Du doch tatsaechlich die richtigstellende sophistische Korrektur von Cheatah sophistisch richtig gestellt, gefaellt mir, both of you made my day
viele gruesse, peter
Wie schnell sind Nerverimpulse Im Gehirn innerhalb einer Zelle
(gibt’s das)
Ja, die Erregung wird üblicherweise am Zellkörper (Soma) oder an feinen Zellausläufern (Dendriten) aufgenommen und dann über den Zellkörper zur eigentlichen Nervenfaser (Axon; ein relativ dicker Ausläufer der Nervenzelle; kann bis mehrere Meter lang sein!) weitergeleitet. Diese Axone sind lang bei Nervenzellen, die Reize aus dem Körper ins Gehirn bzw. umgekehrt leiten müssen. Die (allermeisten) Nervenzellen im Gehirn haben dagegen relativ kurze Axone.
Lassen wir die Axone mal außer Acht, so braucht sich ein Reiz einige Millisekunden, bis er von den Dentriten her den Anfang des Axons erreicht. Dabei „wandert“ der Reiz nur einige zig Mikrometer (µm). Daraus ergeben sich Reizleitungsgeschwindigkeiten im Bereich grob von Millimeter pro Sekunde bis Dezimeter pro Sekunde.
zwischen den Gehirnzellen und im Rest vom Körper.
Sind sie schneller als Licht?
Die eigentliche Fernleitung erfolgt über die Nervenfasern (Axone), und hier hängt die Geschwindigkeit ab von der Dicke und der Isolierung dieser Fasern. Hier können Werte von mehr als 100 m/s erreicht werden. Das ist sehr schnell für eine Reizleitung (ein Schmerzreiz aus dem Fuß ist innerhalb einer 100stel Sekunde schon im Gehirn), aber es ist weit entfernt von der Lichtgeschwindigkeit (im Vakuum ca. 300000 m/s!).
Die Weitergabe von einer Nervenzelle auf die nächste kostet dann wieder mehr Zeit. An den Kontaktstellen der Nervenzellen, den Synapsen, müssen Neurotransmitter aus der einen Zelle freigesetzt werden, einige Nanometer (nm) diffundieren, an Rezeptoren der nächsten Zelle binden und dort Ionenkanäle öffnen, womit der Reiz weitergeleitet ist. Das kostet einige Millisekunden. Wenn man ansetzt, daß dabei nur etwa 10-100 nm an Strecke überwunden werden, ergibt sich eine Reizleitungsgeschwindigkeit zwischen den Zellen (über die Synapse) zu einigen µm/s.
Zusammengefaßt
Wo - wie schnell
Innerhalb einer Zelle (Dendrit/Soma) - ca 1 bis 100 mm/s
Innerhalb einer Zelle (Axon) - ca. 1 bis 100 m/s
von Zelle zu Zelle (Synapse) - ca. 1 bis 10 µm/s
Alles klar?
Gruß
Jochen
Hi!
das ist falsch. Keine Signalübertragung ist schneller als das
Licht im Vakuum. Stichwort Tscherenkow-Strahlung.Was ich natürlich meinte. Dass Licht im Nicht-Vakuum langsamer
ist, ist afaik auch nur darauf zurückzuführen, dass das Licht
von den Teilchen des Mediums absorbiert und wieder abgegeben
wird, was eben Zeit kostet. Zwischen den Teilchen des Mediums
bewegt sich das Licht deswegen trotzdem mit der „normalen“
Lichtgeschwindigkeit. Man kläre mich auf, falls ich hier
falsch liege.
Das stimmt nicht. Das Licht kollidiert da drin nicht.
Elektromagnetische Wellen breiten sich in Vakuum und auch in einem Medium aus. Wichtig dabei ist die Medium-Lichtgeschwindigkeit
c = 1/sqrt(epsilon * mü)
die sich aus der Dielektrizitätskonstante epsilon = epsilon_0 * epsilon_r und der Permeabilitätskonstante mü = mü_0 * mü_r zusammensetzt.
epsilon_0 = 8.854E-12
mü_0 = 4 pi 10^-7
epsilon_r und mü_r sind die relativen …konstanten, die materialabhängig sind. Vakuum, Luft, … haben epsilon_r=1 und mu_r=1. Andere Stoffe aber haben viel höhere Werte. Wasser hat zB epsilon_r=80, ferromagnetische Stoffe (Eisen, Ferrite) haben mü_r bis über 1000, …
epsilon_r beschreibt die elektrostatischen Eigenschafen, mü_r die magnetischen Eigenschaften. Achtung: sie sind frequenzabhängig.
Die Lichtgeschwindigkeit in manchen Medien ist deswegen niedriger als in Vakuum, weil deren elektrostatischen oder magnetischen Eigenschaften (ausgedrückt durch die beiden beschriebenen Konstanten) der EM-Welle eine andere Ausbreitungsbedingung vorgeben.
Mit Atomen hat das nix zu tun, meine Beschreibung beruht auf dem „Kontinuumsmodell“, also wie wenn jeder Stoff wirklich ein Einheitsbrei ohne kleineste Teilchen (Atome) wäre.
Bye
Hansi
Hallo Hansi,
bewegt sich das Licht deswegen trotzdem mit der „normalen“
Lichtgeschwindigkeit. Man kläre mich auf, falls ich hier
falsch liege.Das stimmt nicht. Das Licht kollidiert da drin nicht.
Nana!
Deconstruct hat schon Recht und auch Du hast mit Deiner Erklaerung Recht. Unrecht aber hast Du, wenn Du Deconstruct widersprichst, eben weil er auch Recht hat.
Der feine Unterschied:
Deconstruct spielt auf die Erklaerung der Quantenelektrodynamik an, wohingegen Du mit der klassischen Physik daher kommst.
Elektromagnetische Wellen breiten sich in Vakuum und auch in
einem Medium aus. Wichtig dabei ist die
Aha, welches Medium ist es denn im Vakuum, wenn Du schon rein klassische Physik bedienen willst?
epsilon_r und mü_r sind die relativen …konstanten, die
materialabhängig sind. Vakuum, Luft, … haben epsilon_r=1 und
mu_r=1. Andere Stoffe aber haben viel höhere Werte. Wasser hat
zB epsilon_r=80, ferromagnetische Stoffe (Eisen, Ferrite)
haben mü_r bis über 1000, …
Eben, die Konstanten werden in der klassischen Physik nicht erklaert und ausserdem haengen sie noch von der Frequenz der elektr.-magn.-Strahlung…
Die Lichtgeschwindigkeit in manchen Medien ist deswegen
niedriger als in Vakuum, weil deren elektrostatischen oder
magnetischen Eigenschaften (ausgedrückt durch die beiden
beschriebenen Konstanten) der EM-Welle eine andere
Ausbreitungsbedingung vorgeben.
Ja, klassisch schon, nur die Erklaerung dafuer laesst sich klassisch eben nur phaenomenologisch geben ueber Experiment. Die Ursache dafuer liegt in der Welt der Quanten.
Mit Atomen hat das nix zu tun, meine Beschreibung beruht auf
dem „Kontinuumsmodell“, also wie wenn jeder Stoff wirklich ein
Einheitsbrei ohne kleineste Teilchen (Atome) wäre.
Eben, wie Du selbst einschraenkst. Atome willst Du gar nicht erst betrachten. Du hast Recht, aber Unrecht, wenn Du Deconstrucst seine korrekte Anspielung absprichst
viele gruesse, peter
Hi!
Deconstruct hat schon Recht und auch Du hast mit Deiner
Erklaerung Recht. Unrecht aber hast Du, wenn Du Deconstruct
widersprichst, eben weil er auch Recht hat.
Stimmt, das is der wunde Punkt in meiner Erklärung. Sie stimmt zwar nach bestem Wissen und Gewissen, _woher_ die beiden Konstanten kommen weiß ich aber selber nicht.
Darum meine Frage: was passiert wirklich in einem Medium, dass sich die beiden Konstanten entsprechend ergeben?
Und: Ist es wahr dass jedes Atom absorbiert und wieder emittiert und das die geänderte Lichtgeschwindigkeit ergibt? Dann würde sich ja die Wellenlänge ändern, oder?
Bye
Hansi
Wellenbild & Teilchenbild
Hallo,
Darum meine Frage: was passiert wirklich in einem Medium, dass
sich die beiden Konstanten entsprechend ergeben?
Was „wirklich“ passiert, weiß wohl nur Gott.
Im Wellenbild des Lichtes passiert folgendes:
Das einfallenden Licht führt bei den Atomen zu erzwungenen Schwingungen, welche zwar mit gleicher Frequenz, aber verzögerten Phasen ihrererseits wieder die Welle abstrahlen. Diese phasenverzögerten Sekundärwellen überlagern sich mit der Primärwelle, so dass sich insgesamt eine Welle ergibt, deren Phase während des Durchgangs durch das Medium permanent verzögert wird. Dies lässt sich phänomenologisch so beschreiben als ob die Phasengeschwindigkeit c im Medium um einen Faktor n kleiner wird c -> c/n.
Also: der Brechungsindex ergibt sich aus der Phasenverzögerung der zu erzwungenen Schwingungen angeregten Dipole.
Und: Ist es wahr dass jedes Atom absorbiert und wieder
emittiert und das die geänderte Lichtgeschwindigkeit ergibt?
Wie schon gesagt, diese völlig äquivalente Erklärung bedient sich dem Teilchenbild: Hier werden einfach die Photonen absorbiert und anschließend mit Verzögerung wieder reemittiert, sodass die mittlere Geschwindigkeit der Photonen sinkt.
Dann würde sich ja die Wellenlänge ändern, oder?
Und genau das tut sie auch!
Gruß
Oliver
Wenn es 120 m/s sekunde sind, sind es
es doch so 400 Km/h. Das scheint mir das Minimum.
Wenn es nur 40 Km/h sind, wie kann ein Mensch dann
10 Sek auf 100 M laufen, was so eben 40 Km/h sind,
oder ist das ne blöde Validierung.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hi!
Erstmal danke für die schöne Erklärung!
Dann würde sich ja die Wellenlänge ändern, oder?
Und genau das tut sie auch!
Bledsinn, ich hab da ned weit genug gedacht: Die Frequenz müsste sich ja ändern weil die Elektronen auf den Valenzbahnen nur disktrete Energieniveaus einnehmen können. Dadurch ist die Wellenlänge von den reemittierten Photoenen durch diese Niveaus eingeschränkt. Oder?
Oder schwingt da das ganze Atom?
Bye
Hansi
Hallo,
Bledsinn, ich hab da ned weit genug gedacht: Die Frequenz
müsste sich ja ändern weil die Elektronen auf den Valenzbahnen
nur disktrete Energieniveaus einnehmen können. Dadurch ist die
Wellenlänge von den reemittierten Photoenen durch diese
Niveaus eingeschränkt. Oder?
Wenn es keine Energieniveaus gibt die zu der Energie und damit der Wellenlänge des Lichts passen gibt es keine Absorption. Also bleibt die Frequenz unverändert, die Wellenlänge ändert sich.
Grüße,
Moritz
Hi,
Wenn es nur 40 Km/h sind, wie kann ein Mensch dann
10 Sek auf 100 M laufen, was so eben 40 Km/h sind,
oder ist das ne blöde Validierung.
nun ja, die Nervenimpulse müssen nicht mehr als rund zwei Meter zurücklegen, was bei 40 km/h auch nur eine Sechstel Sekunde dauert. Aber wie gesagt, es kann gut, der Wert sei bei den umgekehrt gerichteten Impulsen richtig, also von den Nervenenden zum Gehirn. Da hier der Wert 120 m/s recht oft genannt wurde, bin ich daher leidenschaftlich gern bereit, ihn zu glauben
Cheatah
So ein Tartanbahn-Läufer könnte ja reine Reflexe haben.
Wir nehmen mal einen Cheatah, also einen Geparden,
der macht ja so hundert km/h durch unwegiges Gelände,
Zick Zack der Beute nach, das muss schneller gehen
als 40 Km/h.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hi,
Wir nehmen mal einen Cheatah, also einen Geparden,
der macht ja so hundert km/h durch unwegiges Gelände,
Zick Zack der Beute nach, das muss schneller gehen
als 40 Km/h.
auch bei einem Geparden (einem che e tah müssen die Impulse nur über eine sehr kurze Strecke transportiert werden. Selbst wenn das Tier Schallgeschwindigkeit erreicht, sollte eine wesentlich geringere Geschwindikeit absolut ausreichen. Wenn Du den Körper allerdings spürbar vergrößerst, würde die Zeit bald für eine vernünftige Koordination nicht mehr ausreichen.
Oder anders ausgedrückt: Zu meinen, 40 km/h Nervenimpulsgeschwindigkeit würden bei 100 km/h Laufgeschwindigkeit nicht mehr ausreichen, ist wie zu behaupten, 3000 MBit-DSL sei zu einem 2000 MHz-Prozessor nicht kompatibel[1]
Cheatah
[1] Das Schlimme daran: Das hat echt mal jemand gemeint …