Interpretieren und Bewerten von Informationen

Ihre besondere Erregbarkeit und Leitfähigkeit für elektrische Signale erhalten Neuronen durch elektrisch geladene Atome (Ionen), insbesondere durch Natrium- und Kaliumionen.

Alle Zellen des Körpers wenden mindestens ein Drittel der ihnen zur Verfügung stehenden Energie dafür auf, Natriumionen aus der Zelle heraus und Kaliuminonen in die Zelle hinein zu pumpen. Hierdurch entsteht an der Zellmembran ein Ladungsunterschied von etwa 70 Millivolt (innen negativ), der als sogenanntes Ruhepotential bezeichnet wird.

Wird die Nervenzelle - physikalisch durch Lichtreize von außen oder auch chemisch durch Botenstoffe aus dem Körper - angeregt, so ändern sich die elektrischen Eigenschaften grundlegend. Die Zell-Membran wird durchlässiger, so dass nun die Natriumionen in das Innere der Zelle diffundieren können.

An der Synapse 1 wird der Input A einer benachbarten Zelle mit dem Gewicht a weitergegeben.

Entsprechend wird das Potential B x b von einer anderen benachbarten Zelle an der Synapse 2 weitergegeben.

In der aufnehmenden Zelle werden die Potentiale addiert. Dadurch kehrt sich schließlich die Polarisierung der aufnehmenden Zelle um, die negative Ladung liegt nun außen.

Die Spannung beträgt schließlich 20 bis 30 Millivolt. Diese wird das Aktionspotential (AP) genannt

In Form einer Alles-oder-Nichts-Reaktion kommt es bei Erreichung und Überschreitung des Aktionspotentials zu einem sehr rasch ablaufenden Output entlang des Axons. Die Zelle feuert. Sie sendet das Aktionspotential an andere nächste Zellen. Allerdings stellt sich ihr Ruhepotential innerhalb von 10 Millisekunden wieder ein.