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Axon


Biologie


Definition


Als Axon bezeichnet man einen schlauchartigen Nervenfortsatz von Neuronen (Nervenzellen), durch den elektrische Signale von einer Nervenzelle an deren Nervenzellen oder Muskeln geleitet werden können. Das ist hier kurz vorgestellt.

Neurite und Axone


Ein Axon ist ein Sonderfall eines Neurits. Allgemein als Neurit bezeichnet man von Nervenzellen ausgehende Fortsätze zur Sendung von elektrischen Signalen. Ist ein Neurit von einer schützenden Hüllen aus zum Beispiel Gliazellen umgeben, was meistens der Fall ist, nennt man es auch Axon.

Zellkörpers (Soma) eines Neurons hervor, kann Seitenäste als Kollateralen abgeben und sich mit einem Endbäumchen (Telodendron) aufzweigen in mehrere präsynaptische Endigungen (Axonterminalen).

Bauweise von Axonen


Die Grundidee eines Axons ist es, ein Signal von einer Nervenzelle an eine oder oft auch mehrere Adressatenzellen zu leiten. Die Geschwindigkeit, mit der dieses Signal fließen kann sowie der Platzbedarf der Axone im Nervengewebe bestimmen dabei wesentlich die konkrete Bausweise. Eine Nervenzelle wird von maximal einem Axon verlassen. Dieses kann sich unterwegs in mehrere Teilstränge, Kollaterale aufspalten. Diese wiederum können sich weiter in Bäumchenstrukturen verästeln. Jedes Endbäumchen ist ein Telodendron. Die Endbäumchen enden wiederum an den sogenannten präsynaptischen Endigungen, den Axonterminalen. Dort liegt der synaptische Spalt als Schnittstelle zur Empfängerzelle des Signals.

Größe von Axonen


Menschliche Axone sind meist zwischen einem Millimeter bis zu einem Meter lang. Der Durchmesser liegt meist zwischen 0,08 bis 20 Mikrometern (µm). Bis zu 1000 mal so dick sind Axone bei manchen Riesenkalmaren. Je dicker ein Axon, desto schneller kann es ein Signal weiterleiten. Die Geschwindigkeit spielt für die Kalmare eine Rolle, insofern die Axone dort Muskeln ansprechen, die bei Flucht sofort reagieren sollen. Andere Tiere haben eine Struktru (Myelin) entwickelt, die in Zusammenhang der sogenannten saltatorischen (sprunghaft) Reizweiterleitung auch bei geringen Querschnitten hohe Geschwindigkeiten ermöglichen.

Funktion eines biologischen Axons


Aus informationstechnischer Sicht interessant ist, dass Axone Signale von Nervenzellen wegleiten. Die Menge an Signalen ist dabei meist sehr viel kleiner als die Menge der zufließenden Signale, welche über die Dendriten zu den Zellen gelangen. Ebenalls bemerkenswert ist die Tatsache, dass sich ein Axon zu vielen Adressaten-Zellen verzweigen kann, aber über alle Leitungen immer nur dasselbe Signal gesendet wird. Dieses Funktionsmuster kann man auch bei künstlichen neuronalen Netzen sowie in größeren menschlichen Organisationen beobachten. Der Grund könnte eine konvergente Evolution sein, die ähnliche erfolgreiche Strukturen bei biologischen wie auch ökonomischen Organismen positiv selektiert. Siehe auch neuronal-organisationales Axon ↗

Content-Syndication als organisationales Axon (Analogie)


Als Conten-Syndication bezeichnet man die Verbindung von Inhalten im Internet. Über Technologien mit Namen wie RSS, Webfeed oder Kanäle (Channels), werden Inhalte einer sendenden Seite (Senderneuron) automatisiert weitergeleitet an beliebig viele Empfängerseiten (Zielneurone). Analog zu einem biologischen Axon reduziert der Sender im Inernet oft viele zu ihm eingehende Informationen (z. B. millionen von Daten für eine Wettersimulation) hin zu einem kurzen ausgehenden Signal, etwa einer Wettervorhersage für den kommenden Tag. Dieses reduzierte Signal wird dann an eine große Anzahl potentieller Empfänger verteilt. Die Content-Syndication-Technologien sind dabei eine Analogie zu dem sich verzweigenden Axon einer Senderzelle. Siehe auch Content-Syndication ↗