Unter Strom

Am 20.11.2017 besuchten wir das Gläserne Labor in Buch im Rahmen unseres Biologieunterrichts zum Thema Neurologie. Das Gläserne Labor ist eine Bildungseinrichtung auf dem renommierten Wissenschafts- und Biotechnologiepark Campus Berlin-Buch. Das Labor wird stark besucht, mit etwa 15.000 Schülern und Lehrern pro Jahr, somit zählt es zu den besucherstärksten Schülerlaboren in der Bundesrepublik.
Als wir ankamen, wurden wir im Foyer mit einem lustigen Experiment begrüßt. Es stellten sich jeweils 2 Schüler gegenüber und warfen sich einen Ball zu.

Nach ein paar Minuten bekam eine Seite eine Prismenbrille. Was bewirkt diese? Die Gläser der Brille besitzen eine Licht umlenkende (prismatische) Wirkung. Somit wurde unser Sichtfeld um 16° nach links oder rechts verschoben. Unser Hippocampus spielt eine wichtige Rolle bei unserer Orientierung, nur als wir die Prismenbrille aufsetzten, fiel es uns schwer, uns zu orientieren oder richtig zu koordinieren. Diese Last fällt dann auf das Großhirn, nach wenigen Minuten hat man sich aber weitgehend an die Brille gewöhnt. Am Anfang war es so gut wie unmöglich den Ball mit aufgesetzter Brille zu fangen, aber am Ende schaffte man es dann endlich! Wir waren alle schon nach dem kurzen Einstieg hin und weg.
Dann gingen wir in das Schülerlabor, wir bekamen eine kurze Einweisung von dem netten Team. Es herrschte Kittel-Pflicht, wir fühlten uns alle wie Wissenschaftler, wir hatten so tolle Möglichkeiten zu experimentieren. Für die Versuche stellten wir 2er-Gruppen zusammen. Das Team bereitete für uns 12 Experimente vor. Von Koordination zu Demenz oder sogar eine mechanische Reizung am Regenwurm. Letzteres übernahmen mein Klassenkamerad und Ich. An jeder Station gab es genug Blätter zur Einführung, wenn man trotzdem Hilfe brauchte, war auch einer aus Team gleich da.

Aber nun kommen wir zum Experiment mit unserem kanadischen Tauwurm. Dieser war viel größer als die Regenwürmer aus dem Garten. Wir sollten den Regenwurm am Vorder- und Hinterende mechanisch reizen und dann die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der elektrischen Potentiale ermitteln, um anschließend die Empfindlichkeit durch Messdaten zu belegen. Dabei wurden die Effekte “synaptische Bahnung“ und “synaptische Depression“ experimentell veranschaulicht. Zum Glück hatten wir das Thema schon vorher im Unterricht bearbeitet, sonst wäre die Aufgabe nicht so gut von der Hand gegangen. Der Körper des Regenwurms besteht aus zahlreichen zylindrischen Segmenten, die lebenswichtigen Organe sind in den vorderen Segmenten angeordnet. Somit leiten auch die Nervenbahnen vorne mit einer anderen Geschwindigkeit als die von hinten. Neben tausenden von kleinen Nervenfasern besitzt der Regenwurm drei Fasern mit besonders großen Durchmesser in seinem Bauchraum: eine mediane (mittlere) Riesenfaser und zwei laterale (seitliche) Riesenfasern. Die mediane Riesenfaser ist breiter als die beiden lateralen Riesenfasern, daraus lässt sich folgern, dass diese auch schneller einen Reiz weiterleitet, da in einem breiten Nerv weniger elektrischer Widerstand aufkommt.
Den Wurm legten wir in einen abgedeckten Spalt mit Luftlöchern. In dem Spalt waren unten Elektroden, welche in kurzen Abständen angeordnet waren. Zwischen den beiden mittleren Elektroden haben wir den elektrischen Nervenimpuls gemessen. Aus einem mechanischen Reiz (wie zum Beispiel tippen auf die Haut) entstand ein elektrischer Reiz, somit quälten wir den Wurm nicht. Da wir das Vorder- und Hinterende des Wurms kurz und stark mit einem Klicker (Trigger) reizten, wurde die Reaktion durch eine positive Rückkopplung verstärkt. Ein Interneuron löste somit im Abstand von 10 ms ein zweites Aktionspotential aus. Die auf das zweite Aktionspotential folgenden Muskelkontraktionen sind deutlich stärker. Man spricht dann von der oben genannten synaptischen Bahnung durch das erste Aktionspotential. Ein Regenwurm ist unter der Erde ständig Reizen ausgesetzt, somit kommt es zu einer negativen Rückkopplung, der sogenannten synaptischen Depression (Unterbindung von Muskelkontraktion). Ohne diese wäre ein Leben unter der Erde nicht möglich, deshalb mussten wir den Wurm kurz und stark mit dem Klicker reizen sonst hätte der Computer kein Messergebnis erzeugt.
Die beiden lateralen Riesenfasern leiteten den Nervenimpuls mit einer Geschwindigkeit von 26,26 km/h; die mediane Riesenfaser war mit 74,1 km/h bedeutend schneller. Diese leitet Reize schneller, da sie Impulse von vorne nach hinten leitet. Dies ist für den Wurm sehr wichtig da vorne alle wichtigen Organe sitzen, in einer Gefahrensituation kann dieser also schneller reagieren (s.o.). Ein Regenwurm kann auch ohne hinteren Teil leben, da er sich dort regenerieren kann.
Zum Schluss stellten alle Teams ihre Versuche vor. Demzufolge hatten wir einen großflächigen Einblick in alle Themen, da man zu zweit maximal 4 Versuche schaffte.

Die Stunden im Labor vergingen wie im Flug und keiner bereute am Ende des Tages den weiten Weg auf sich genommen zu haben. Wann bekommt man denn schon mal so eine tolle Möglichkeit seine biologischen, chemischen und physikalischen Fertigkeiten zu formen?!

Philipp P. 11b