Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.) at Universität Münster

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Womit befasst sich die Sinnesphysiologie?

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Was sind Sinnesreize?

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Empfindung vs. Wahrnehmung 
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Was ist ein Sinneskanal?

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Was ist ein Sinnessystem?

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Aufbau der Sinnesbahnen

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Sinnesorgane, Sinneszellen 
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Transduktion & Transformation

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Primäre & sekundäre Sinneszelle

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Sensorpotential => AP 

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Was ist Adaptation?
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Rezeptive Felder & Flächen

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Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Womit befasst sich die Sinnesphysiologie?
Neuroanatomie und Neurophysiologie der Sinneswahrnehmung Schnittstelle Wahrnehmungspsychologie & Physiologie (Biologie)

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Was sind Sinnesreize?
= die für uns wahrnehmbaren Reize

- wir nehmen nicht alles wahr

- Ausreichend, sogar vorteilhaft (Filterung der Umwelt auf relevante Informationen)

- Sinnesorgane unterliegen der evolutionären Entwicklung 

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Empfindung vs. Wahrnehmung 
Empfindung (sensation): Sinnesreiz stimuliert entsprechende Rezeptoren

Wahrnehmung (perception): Konstruktion / Interpretation des erlebten Reizes vor dem Hintergrund der eigenen Erfahrung und Erwartung

= das, was uns von der Empfindung bewusst wird 

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Was ist ein Sinneskanal?
= reizaufnehmende, -leitende & -verarbeitende Strukturen

- Morphologisch parallele, weitgehend unabhängige Kanäle für :

   - unterschiedliche Sinnesmodalitäten (visuell vs. Auditiv etc.)

   - unterschiedliche Submodalitäten/Sinnesqualitäten (z.B. Helligkeit vs. Farbe)

   - die Sinneskanäle einer Modalität werden meist allgemein als „Sinnessystem“ = „Sinnesbahn“ dieser Modalität zusammengefasst

   - z.B. Sehsinn, Hörsinn, Tastsinn

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Was ist ein Sinnessystem?
= Sinnesbahn

= Gesamtheit aller neuronale Strukturen, die an der Verarbeitung der sensorischen Information einer Modalität beteiligt sind

- z.B. Das visuelle/auditorische System etc.

- umfasst Sensoren (Rezeptoren), Nerven, cortikale und subcortikale Hirnstrukturen

- Wahrnehmung erst durch Integration der Informationen aus allen Kanälen einer Sinnesbahn 

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Aufbau der Sinnesbahnen
Im Prinzip für alle Sinne ähnlich, von den Rezeptoren bis zum Cortex über 3 Neurone

- primäres Neuron: Soma im Spinalganglion oder Körperganglion

- sekundäres Neuron: Soma im Rückenmark oder Hirnstamm

- tertiäres Neuron: Soma im Thalamus (Ausnahme: Riechsinn)

- viertes Neuron: im primären Cortex des entsprechenden Sinnes

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Sinnesorgane, Sinneszellen 
Sinnesorgan besitzt spezialisierte, reizaufnehmende Sinneszellen = Sensoren

 - z.B. Auge mit Fotorezeptoren (Stäbchen und Zapfen)

- der für das Sinnessystem adäquate Reiz = dasjenige physikalische Ereignis, das mit minimaler Energie zu einer Potenzialveränderung der Sinneszellen führt

- Bsp. Licht einer bestimmten Wellenlänge (vs. Druck, Schlag) => Auge

- Sinneszellen wandeln Reiz in eine physiologische Aktivität um (Aktionspotential)

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Transduktion & Transformation

Transduktion = Umwandlung eines Reizes in ein Sensorpotenzial

- Sensorpotenzial ist reizabbildend = proportional zu Reizstärke und Reizdauer (adaptiert aber)

- unterschiedliche molekulare Mechanismen bei Mechano-, Chemo- und Thermosensoren

- mit Ausnahme der Sensoren der Retina besteht das Sensorpotenzial in einer Depolarisation; wenn überschwellig:

Transformation = Umwandlung von Sensorpotenzial in AP
- primäre Sensoren erzeugen selbst ein AP

sekundäre erregen das 1. Neuron der Sinnesbahn, das dann ein AP erzeugt 

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Primäre & sekundäre Sinneszelle
Primäre Sinneszelle: spezialisiertes Neuron

-in der Somatosensorik & Geruchssinn kommen sie vor

- ist zugleich primäres sensorisches Neuron (1. Neuron der Sinnesbahn)

- selbst AP-fähig

Sekundäre Sinneszelle: modifizierte Epithelzelle

- visuelles, akustisches, gustatorisches, vestibuläres System

- transmitterbasierte Weiterleitung an das primäre sensorische Neuron 

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Sensorpotential => AP 
Umkodierung der Reizstärke in AP-Frequenzen: Frequenzkodierung

- Physikalische Reizintensität muss über einem Minimalwert liegen

- Refraktärphase deckelt AP/Sek => bei sehr großen Reizstärken Sättigungseffekt

Übrigens...

- sehr schwache oder sehr kurze Reize können zu unbewusster Wahrnehmung führen

- Effekte des Drink Coke, Eat Popcorn Experiment von James Vicary (1957) jedoch frei erfunden 

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Was ist Adaptation?
= Sensorpotential sinkt bei anhaltender, konstanter Reizeinwirkung ab

- Proportional-, P-Sensoren adaptieren langsam, z.B. Schmerz, Hören

- Differenzial-, D-Sensoren adaptieren schnell, z.B. Riechen, Tastsinn

- viele Sensoren vereinen beide Antworteigenschaften 

Allgemeine Sinnesphysiologie, Somatosensorik (10.)

Rezeptive Felder & Flächen
Rezeptive Fläche = Region der Sensoren im Sinnesorgan, z.B. Netzhaut (Retina des Auges)

Rezeptives Feld = Bereich der rezeptiven Fläche bzw. Der Sinnesrezepetoren, aus der die Afferenzen eines nachgeschalteten Neurons der Sinnesbahn kommen

Durch hemmende & erregende Verschaltungen steigt Komplexität des rezeptiven Feldes vom 1. zum 2. Neuron

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