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Informationsverarbeitung in der Biologie - eine Erklärung

Den Begriff Informationsverarbeitung kriegen Sie im Zeitalter der Technologie wohl meist im Zusammenhang mit Computern und anderen Geräten zu hören. Doch weiß die Biologie, dass nirgendwo derart verzweigte Informationsverarbeitungsprozesse stattfinden wie im menschlichen Körper. Was aber meint der Begriff im biologischen Sinne genau und wie verarbeitet der Körper Informationen?

In menschlichen Zellen findet komplexe Informationsverarbeitung statt.
In menschlichen Zellen findet komplexe Informationsverarbeitung statt. © Gerd_Altmann / Pixelio

Was Informationsverarbeitung im biologischen Sinne bedeutet

  • Zunächst lässt sich festhalten, dass der Begriff der Informationsverarbeitung samt Informationstheorien auf die Biologie übertragen wurde, um Nerven- und Zell-Prozesse zu verstehen. Der Informationsbegriff und ihm entsprechende Theorien wurden zur Übertragung auf biologische Konzepte in Semantik und Pragmatik angepasst. Was Sie also als Informationsverarbeitung verstehen, ist nur bedingt auf den biologischen Begriff zutreffend.
  • Spricht man im biologischen Sinne von Informationsverarbeitung, so kann das im Bezug auf verschiedene Bereiche der Biologie geschehen, wobei wohl am häufigsten neuronale Informationsverarbeitung gemeint ist. So geschieht es beispielsweise durch neuronale Informationsverarbeitung, dass Pharmaka Einfluss auf neurophysiologische Prozesse nehmen. Kurzum: es geht hierbei um die Nervenzellen, welche Impulse von Aktionspotenzialen verarbeiten.
  • Durch einen Reizimpuls wird in einer Nervenzelle also Aktionspotenzial ausgelöst, soll heißen, es kommt zu einer elektrischen Erregung der Zelle und sie bewegt sich von ihrem Ruhepotenzial fort. Die Prozesse, die mit dem eintreffenden Impuls in einer Zelle ihren Lauf nehmen, sind nun die der neuronalen Informationsverarbeitung.

So funktioniert die Verarbeitung elektronischer Impulse in der Biologie des Menschen

  • Vielleicht interessiert es Sie nun, wie die Zelle eigentlich Aktionspotenziale verarbeitet. Sie müssen zunächst wissen, dass jedes Neuron mit einer Vielzahl von anderen Nervenzellen in Verbindung steht und auf diese Weise Signalpotenzial besitzt. 
  • Potenzial lässt sich in diesem Falle unterkategorisieren. So meint inhibitorisches postsynaptisches Potenzial eine Beruhigung der Nervenzelle durch einen bestimmten Impuls. Exzitatorisches postsynaptisches Potenzial meint dagegen, dass ein Impuls auf die Signal empfangende Zelle erregend wirkt.  
  • Da die Nervenzellen des Körpers durch Synapsen miteinander verbunden sind, wird ein Potenzial schließlich weitergegeben. Entweder hemmt die Synapse dabei oder sie erregt das verbundene Neuron. Mehrere Synapsen können dabei gleichzeitig auf ein und dasselbe Neuron wirken, zudem können Sie wiederholt dasselbe Potenzial an dieselbe Nervenzelle weitergeben.
  • Zuletzt sollten Sie wissen, dass ein Neuron ein eingehendes Potenzial nicht zwingend weiterleitet. Nur, wenn ein bestimmter Grad der Erregung durch eingehendes Potenzial überschritten wird, wird das Potenzial auch weitergegeben. Hier kommen die Begriffe räumliche und zeitliche Summation ins Spiel, denn wenn eine Synapse auch einen Erregungswert von nur 2 an das Neuron übermittelt und dessen Grad der Erregung für die Weiterleitung 6 betragen muss, kann es noch zur Informationsweitergabe kommen. 
  • Das geschieht dann entweder, wenn die Synapse dasselbe Potenzial dreimal hintereinander sendet oder wenn mehrere Synapsen dasselbe Potenzial zur selben Zeit an die Nervenzelle übermitteln.

Nun haben Sie zumindest ein oberflächliches Bild, was die Informationsverarbeitung in der Biologie betrifft. Solange Sie kein Arzt werden wollen, sollte das wohl auch ausreichen.

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