Für das Abitur ist es wichtig die Komplexität des Nervensystems zu verstehen. Dabei kommt es fast immer auf Verschaltungen zwischen sehr vielen verschiedenen Nervenzellen an. Diese Aufgabe übernehmen sogenannte Interneurone. Da Interneurone so unterschiedliche Funktionen haben können möchten wir dir diese ganz konkret an einem Beispiel erklären. Dazu nutzen wir den Weg eines Reizes bis zur Reaktion am Beispiel eines Schmerzreizes. Diesen Weg musst du natürlich nicht auswendig lernen, jedoch hilft er dir, das zugrundeliegende Prinzip und die Wichtigkeit von Interneuronen zu verstehen:

1. Nehmen wir an, du greifst auf eine heiße Herdplatte. Die große Hitze wird die Schmerzrezeptoren der Handfläche aktivieren. Diese Schmerzrezeptoren sind feine Nervenendigungen sensorischer Neurone, die je nach Intensität eine Aktionspotentialfrequenz generieren.
2. Diese Aktionspotentiale werden durch das Axon bis zum Rückenmark geleitet. Die Information über den Schmerz hat nun ohne weitere Umwege sehr schnell das ZNS erreicht. Über aufsteigende Bahnen gelangt die I nformation ins Gehirn. Hierzu wird sie von dem sensorischen Neuron auf sogenannte Projektionsneurone übertragen. Diese projizieren mit ihren Axonen in die Hirnregion, die die Handfläche repräsentiert. Das bedeutet, man empfindet nicht nur den Schmerz, sondern kann ihn auch bewusst wahrnehmen und lokalisieren, was ausgesprochen wichtig ist.
3. Würde diese Information jedoch nur über das Projektionsneuron das Gehirn erreichen, so würde zwischen dem schädigenden Reiz und einem bewussten Wegziehen der Hand zu viel Zeit verloren gehen. Es werden daher auch kollaterale Äste des Neurons, das für die initiale Schmerzwahrnehmung verantwortlich ist, auf Interneurone verschaltet. Diese geben die Information direkt an motorische Neurone derselben Rückenmarksebene weiter. Dies führt durch eine gezielte Muskelkontraktion zu einem automatischen und reflexartigen Wegziehen der Hand von der Gefahrenquelle. Durch die schnelle Reaktion wird die Hand weggezogen, bevor der Schmerz bewusst wahrgenommen wird.

Wie genau funktionieren die Interneurone bei dieser Reaktion?

Interneurone sind ein Überbegriff für zwischengeschaltete Neurone. Sie haben vielfältige Aufgaben, wie in diesem Fall eine Information von einer sensorischen Nervenfaser aufzunehmen und an eine oder mehrere motorische Nervenfasern weiterzugeben. Dabei gibt es erregende wie auch hemmende Interneurone, deren Funktion am oben genannten Beispiel sehr deutlich wird:

Werden Interneurone durch eine sensorische Nervenzelle überschwellig erregt, geben sie Transmitter an die nachfolgende Zelle ab. Bei unserem Beispiel werden durch erregende Interneurone motorische Nervenzellen der Beugemuskulatur des Armes erregt. Gleichzeitig werden auch hemmende Interneurone aktiv, die die motorischen Nervenzellen der Streckmuskulatur, welche beim Zurückziehen des Arms auf keinen Fall kontrahieren soll, hemmen. Dadurch ist das schnelle Zurückziehen des Arms sehr gut koordiniert.

In unserem Beispiel dienen die Interneurone somit zur Erregung der Beugemuskulatur bei gleichzeitiger Hemmung der Streckmuskulatur. So ist ein schneller Reflex unter Umgehung des Großhirns möglich. Diese Form der Hemmung wird auch als Vorwärtshemmung bezeichnet.