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Neurobiologie

Werbeversprechen, Nervenleitmessung, Gegenbeispiele — hier zählt Ihr eigenes Urteil, gestützt auf Fachwissen.

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Aufgabenblock — AFB III

Zehn Aufgaben zum Beurteilen, Planen und Stellungnehmen. Lösen Sie zuerst die Auswahl, formulieren Sie Ihre Antwort dann in eigenen Worten und vergleichen Sie erst danach mit der Musterlösung.

A1
Kapseln für schnelle Nerven?
AFB III
Material: Ein Werbetext

„Neuro-Kalium forte: Kalium ist das wichtigste Ion Ihrer Nerven! Zwei Kapseln täglich sorgen für mehr Kalium an Ihren Nervenzellen — für blitzschnelle Nervenleitung und spürbar kürzere Reaktionszeiten.“ Studien werden nicht genannt.

Beurteilen Sie das Werbeversprechen: Markieren Sie alle zutreffenden Urteile.

Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Maßstab: Fachwissen und Belege. Entscheidend für die Geschwindigkeit sind Myelinisierung und Durchmesser; die K⁺-Konzentration im Blut hält der Körper in engen Grenzen, weil schon eine Verschiebung das Ruhepotenzial verändert.
Strategie: Prüfen Sie jedes Urteil an dem, was die Leitungsgeschwindigkeit tatsächlich bestimmt.Warum so? Ein Urteil braucht einen Maßstab — hier Fachwissen über Erregungsleitung und die Frage nach Belegen.
Lösungsskizze: Geschwindigkeit: Myelin + Durchmesser · mehr K⁺ außen: depolarisiert · APs: gleich hoch · Belege: fehlen.
Musterlösung anzeigen

Musterlösung: Das Versprechen verwechselt die Bedeutung von K⁺ für das Ruhepotenzial mit der Leitungsgeschwindigkeit. Wie schnell ein AP läuft, hängt von der Myelinscheide (saltatorische Leitung) und vom Axondurchmesser ab. Die Höhe der APs ist nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip ohnehin fest.

Stiege die K⁺-Konzentration außen tatsächlich, würde das K⁺-Gefälle kleiner, die Zellen würden depolarisiert — mit Risiken für Nerven und Herz. Weil zudem keine kontrollierte Studie genannt wird, ist das Versprechen fachlich nicht haltbar und als Werbung ohne Beleg abzulehnen.

A2
Stimmt die Schlussfolgerung?
AFB III

Überprüfen Sie, ob die Schlussfolgerung jeweils aus dem Befund folgt.

6 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 6

Ein Schluss ist nur gültig, wenn der Befund keine andere Erklärung zulässt. Häufige Fehler: Auslöser mit Überträger verwechseln (Ca²⁺), eine hinreichende mit einer notwendigen Bedingung (Axondurchmesser) und normale Anpassung mit Schaden (Adaptation).
Strategie: Fragen Sie bei jedem Schluss: Gibt es eine andere Erklärung für denselben Befund?Warum so? Ein Befund kann eine Hypothese stützen, aber nur ausschließen, was ihm widerspricht.
Lösungsskizze: gültig: TTX, Frequenz, Curare · ungültig: Durchmesser (Myelin!), Ca²⁺ als Transmitter, Schaden statt Adaptation.
Musterlösung anzeigen

Musterlösung: Gültig sind die Schlüsse zu TTX, zur Frequenzcodierung und zu Curare: Jeweils schließt der Befund die Alternativen aus — bei Curare zeigt die direkte Reizung, dass die Muskelfaser selbst noch erregbar ist.

Ungültig ist der Schluss auf einen großen Durchmesser, weil auch dünne markhaltige Axone 80 m/s erreichen. Ca²⁺ ist nur der Auslöser der Exocytose, nicht der Transmitter. Eine sinkende AP-Frequenz bei gleichbleibendem Reiz ist Adaptation und kein Hinweis auf einen Schaden.

A3
Schneller bremsen durch Nerventraining?
AFB III
Material: Reaktionszeit im Straßenverkehr (Modellwerte)

Taucht plötzlich ein Hindernis auf, vergehen bis zum Tritt auf die Bremse im Mittel etwa 0,7 s. Die Erregung für den Fuß läuft über Axone von insgesamt rund 1,2 m Länge mit etwa 60 m/s. Ein Anbieter wirbt: „Mit unserem Nerven-Training leiten Ihre Nerven schneller — so bremsen Sie viel früher!“

Nehmen Sie Stellung zu der Behauptung. Berechnen Sie dazu zuerst die Größen in der Tabelle.

Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
GrößeErgebnis
Leitungszeit vom Gehirn zum Fuß in ms
Anteil der Leitungszeit an der Reaktionszeit in %
Restzeit für Wahrnehmen, Verarbeiten und Entscheiden in ms
Zeitgewinn, wenn die Axone 10 % schneller leiteten, in ms
1,2 m : 60 m/s = 0,02 s = 20 ms, das sind 20 : 700 ≈ 2,9 % der Reaktionszeit. 680 ms bleiben für Verarbeitung. Bei 66 m/s dauerte die Leitung 18,2 ms — ein Gewinn von nur 1,8 ms.
Strategie: Rechnen Sie zuerst, welchen Anteil die Leitung überhaupt ausmacht.Warum so? Eine Stellungnahme braucht Zahlen: Ein Vorteil, der nur einen winzigen Anteil betrifft, kann kaum viel bewirken.
Lösungsskizze: 20 ms · 2,9 % · 680 ms · 1,8 ms → Die Leitung ist nicht der Engpass; entscheidend ist die Verarbeitung im Gehirn.
Musterlösung anzeigen

Musterlösung: Die Leitung vom Gehirn zum Fuß dauert nur etwa 20 ms, knapp 3 % der Reaktionszeit von 0,7 s. Selbst 10 % schnellere Axone brächten weniger als 2 ms — beim Bremsen aus 50 km/h entspricht das rund 2,5 cm Weg.

Die übrigen rund 680 ms entfallen auf Wahrnehmen, Erkennen, Entscheiden und Bewegungsplanung im Gehirn, also auf die Verarbeitung an sehr vielen Synapsen. Die Behauptung ist daher nicht haltbar: Training kann die Reaktionszeit verkürzen, aber über schnellere Verarbeitung und Übung, nicht über schnellere Nervenleitung. Zudem nennt die Werbung keinen Beleg.