Block9: Sinne(II), Photorezeption  

Linsenauge Säuger, Bau, Entwicklung; Reiz/Erregungs-Transduktion; Kodierung von Reizparametern, ON/OFF Antworten, Laterale Inhibition; Optik

Fragen:

  • Wie ist das Linsenauge der Vertebraten aufgebaut?
  • Warum würde ein Ingenieur einen optischen Prozessor anders bauen?
  • Entwicklung des Wirbeltier-Auges: Warum muss das Licht die Neuronenschichten der Retina erst durchdringen, um die Fotorezeptoren zu erreichen?
  • Licht-gesteuerte Ionenkanäle: Wie lösen Lichtreize neuronale Aktivität aus?
  • Welches sind die fotochemischen Primärreaktionen?
  • Welche fotochemischen Folgereaktionen induziert Licht?
  • Welchen Verstärkungseffekt hat die Foto-Signalkaskade?
  • Perzeptive Einheiten der Retina: Aus welcher Neuronenschaltung resultiert das visuelle rezeptive Feld einer Ganglienzelle? Größe, Bewegung, Bewegungsrichtung, Orientierung eines Objekts: Wie detektieren retinale Ganglienzellen visuelle Reizparameter?
  • Sehen Sie "grau" wo kein "grau" ist?
  • Wie reagieren on-bzw. off-Zentrum-Neurone auf optische on-bzw. off-Reize?
  • Laterale Inhibition als Erklärung: Wie kommen die "virtuellen" grauen Streifen zustande?
  • Wo liegen im Gehirn des Menschen die Verarbeitungszentren für Sehen, Hören, Tasten, Sich-Bewegen, Sprechen?
  • Werden auch beim Sich-Vorstellen eines Bildes die Sehzentren aktiv?
  • Werden auch beim Sich-Vorstellen einer Körperbewegung die Bewegungszentern aktiv?
  • Wo und wie wird das binokulare Gesichtsfeld des Menschen im Gehirn abgebildet?
  • Parallele, stufenweise Verarbeitung von visueller Information im Primatengehirn: Gibt es getrennte Verarbeitungswege für "wo" und "was"?
  • Was versteht man unter Re-Mapping und sensiorischer Substitution? Regelt im zerebralen Cortex die Nachfrage das Angebot an neuraler Struktur?

Folien:

Wie ist das Linsenauge der Vertebraten aufgebaut?

1

Warum würde ein Ingenieur einen optischen Prozessor anders bauen?

2

(Nach einer Idee von Ewert & Schwippert 2004)

Entwicklung des Wirbeltier-Linsenauges: Warum muss das Licht die Neuronenschichten der Retina erst durchdringen, um die Fotorezeptoren zu erreichen?

3

Licht-gesteuerte Ionenkanäle: Wie lösen Lichtreize neuronale Aktivität aus?

4

(Kombiniert und modifiziert nach Eckert et al. 2002)

Welches sind die fotochemischen Primärreaktionen?

5

Welche fotochemischen Primärreaktionen induziert Licht?

6

Vom Lichtquant zur Schließung von Na+ Kanälen

7

(Kombiniert und modifiziert nach Eckert et al. 2002)

Welchen Verstärkungseffekt hat die Foto-Signalkaskade?

Perzeptive Einheiten der Retina: Aus welcher Neuronenschaltung resultiert das visuelle rezeptive Feld einer Ganglienzelle?

8

Göße, Bewegung, Bewegungsrichtung, Orientierung: Wie detektieren retinale Ganglienzellen visuelle Parameter?

Sehwinkel-Größe

9

Objekt größer

Bewegung

10

Bewegungsrichtung (von links nach rechts: ineffektiv)

11

 

von rechts nach links: effektiv

Streifen-Orientierung

12

Sehen Sie "graue Punkte" wo kein "grau" ist?

13

(8-13: Modifiziert nach Ewert & Ewert 1981)

Erklärungsmöglichkeit für die virtuellen grauen Punkte: Wie reagieren on-bzw. off-Zentrum-Neurone auf optische on- bzw. off-Reize?

14

.

Deutung der grauen Punkte durch die Reaktionscharakteristik von on-Zentrum Neuronen:

Machscher virtueller grauer Streifen, abhängig vom Abstand der beiden schwarzen Flächen

Laterale Inhibition als Erklärung für den Machschen Streifen

15

(14-15: Kombiniert und modifiziert nach Ewert 1980 und Ewert & Ewert 1981)

Wo liegen im Gehirn des Menschen die Verarbeitungszentren für Sehen, Hören, Tasten, Sich-Bewegen, Sprechen?

16

 

Werden auch beim Sich-Vorstellen eines Bildes die Sehzentren aktiv?

17

(Nach Schürg-Pfeiffer 1998)

Werden auch beim Sich-Vorstellen einer Körperbewegung die Bewegungszentren aktiv?

(Nach Schürg-Pfeiffer 1998)

Wo und wie wird das binokulare Gesichtsfeld im Gehirn abgebildet?

18

Parallele und stufenweise Verarbeitung von visueller Information im Primatenhirn: Gibt es getrennte Verarbeitungen für "wo" und "was"?

19

Übersicht:

(Modifiziert und kombiniert nach Ungerleider & Mishkin 1979; Hubel & Livingstone 1987; Jeannerod et al. 1995)

Aufbau:

Was versteht man unter Re-Mapping und sensiorischer Substitution? Regelt im zerebralen Cortex die Nachfrage das Angebot an neuraler Struktur?

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(Modifiziert und kombiniert nach Rauschecker 1995)

Optische Grundbegriffe in Stichworten

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