Neuronen sind kleine Zellen, die elektrochemische Reize empfangen und als Reaktion darauf wiederum elektrische Impulse an andere Neuronen übertragen. Die elektrochemischen Reize können von Sensorzellen oder von anderen Nervenzellen kommen, die elektrischen Impulse werden entweder an andere Neuronen oder an Effektororgane wie Muskeln oder Drüsen weitergegeben (vgl. [5], S. 19).

Neuronen bestehen aus einem Zellkörper, einem Zellkern, mehreren Dendriten, Synapsen und einem Axon. Dendriten sind Nervenfasern, die Eingabesignale für die Zelle liefern, das Axon sendet Ausgabesignale zu anderen Zellen (vgl. [4], S. 191). Durch Synapsen ist das Axon mit den Dendriten anderer Neuronen verbunden. Auf diese Weise ist ein Neuron mit mehreren hundert bis mehreren tausend anderen Neuronen vernetzt (vgl. [5], S. 20). Diese Verbindungen können „geschwächt oder gestärkt werden (…) um einen größeren oder kleineren Teil eines Signals durchzulassen“ ([4], S.192).

Abbildung 2: Biologisches Neuron

Man unterscheidet zwei Typen von Synapsen: „exzitatorische (erregende) und inhibitorische (hemmende)“ ([5], S. 19). Entsprechend der Signale, die ein Neuron erhält, befindet es sich „entweder in einem erregten oder gehemmten Zustand“ ([4], S. 192). Wird das Neuron so stark erregt, dass die kumulativen Eingaben das elektrische Potential über einen bestimmten Schwellenwert bringen, so feuert das Neuron, d.h. es verursacht elektrische Impulse (Aktionspotentiale) am Axon. Diese bewirken, dass an den Synapsen Neurotransmitter ausgeschüttet und dadurch andere Neuronen erregt bzw. gehemmt werden (vgl. [5], S. 20).

Das Verhalten eines neuronalen Netzes hängt also maßgeblich von der Stärke der Verbindungen der Neuronen untereinander ab (vgl. [4], S. 191). Hier finden Lernprozesse statt: In Neuronen mit erhöhter Zellaktivität entsteht eine Art „metabolisches Wachstum, das die mögliche Ladung, die eine Synapse erzeugt, beeinflusst.“ ([5], S. 19). Weiterlesen

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