19. Visuelles System at Universität Salzburg | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für 19. Visuelles System an der Universität Salzburg

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TESTE DEIN WISSEN
Treffen die Prinzipien von sensorischem Coding auch auf das visuelle System zu?
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TESTE DEIN WISSEN
- ja!
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TESTE DEIN WISSEN
Was bedeutet Transduktion im visuellen System?
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TESTE DEIN WISSEN
- Photorezeptoren reagieren sensitiv auf bestimmte Wellenlängen elektromagnetischer Energie 
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TESTE DEIN WISSEN
Was ist Licht?
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TESTE DEIN WISSEN
- der für das Auge sichtbare Anteil an elektromagnetischer Strahlung
- beschreibbar als Energiewelle mit Frequenz und Amplitude
—> kurze Wellenlänge (hohe Frequenz)= höhere Energie
- Mensch nimmt nur winzigen Bereich des elektromagnetischen Spektrums wahr (400-700 nm)
- größter Beitrag zur visuellen Wahrnehmung durch von Objekten reflektiertes Licht 

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TESTE DEIN WISSEN
Welche Gemeinsamkeiten haben Auge und Kamera bezüglich Aufbau?
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TESTE DEIN WISSEN
- Augenlider - Blende
- Iris - Öffnung
- Linse - Linse
- Retina - Sensor
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TESTE DEIN WISSEN
Über welchen grundlegenden Pfad erfolgt die Weiterleitung visueller Signale?
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TESTE DEIN WISSEN
1. Transduktion (Photorezeptoren)
2. retinale Informationsverarbeitung (Horizontal-/Amakrinzellen mit lateralen Verbindungen)
3. Vorderhirn (Ganglienzellen projizieren in Voderhirn)
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TESTE DEIN WISSEN
Wie funktioniert die Farbwahrnehmung?
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TESTE DEIN WISSEN
- Zapfen für Blau, Rot, Grün
- wahrgenommene Farbe wird durch relative Beteiligung der verschiedenen Zapfen bestimmt
- trichromatische Lehre: bereits 1802 Vorhersage der 3 Rezeptortypen auf der Netzhaut
- Fehlen von 1 oder mehr Zapfentypen => Farbenblindheit 
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TESTE DEIN WISSEN
Wie funktioniert die Informationsübertragung über den direkten Pfad?
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TESTE DEIN WISSEN
1. Übertragung von Information des Photorezeptors auf bipolare Zelle
2. Modifikation durch laterale Verknüpfungen (plexiforme Schichten)
3. Übertragung der Information von bipolarer Zelle auf Ganglienzelle
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TESTE DEIN WISSEN
Wie ist die äußere plexiforme Schicht aufgebaut?
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TESTE DEIN WISSEN
- 2 Glutamatrezeptoren vermitteln ON-/OFF-Eigenschaften von Bipolarzellen
- Photorezeptoren setzen bei Depolarisation Glutamat frei, d. h. Lichtmenge wird durch Glutamatmenge codiert
—> im Hellen wird Photorezeptorzelle hyperpolarisiert (Schließen von Na+-Kanälen) -> “dunkel als bevorzugter Zustand“
- nachfolgender Prozess abhängig von Art der Bipolarzelle:
—> OFF-Bipolarzellen: EPSP durch glutamatgesteuerte Na+-Kanäle (OFF: depolarisieren bei ausgeschaltetem Licht)
—> ON-Bipolarzellen: metabotrope Glutamatrezeptoren mit hyperpolarisierendem Effekt (ON: depolarisieren bei angeschaltetem Licht)

=> paradoxe Situation: Photorezeptoren setzen im Hellen weniger Neurotransmitter frei, weil sie durch Hyperpolarisation gehemmt sind 
—> Schatten fällt auf Rezeptor -> Neurotransmitter werden freigesetzt
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TESTE DEIN WISSEN
Wie sind die rezeptiven Felder der Bipolarzellen aufgebaut?
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TESTE DEIN WISSEN
- rezeptives Feld= Bereich auf der Netzhaut, auf dem bei Stimulation mit Licht eine Aktivität der Zelle beobachtet werden kann
—> Bipolarzellen im Zentrum des rezeptiven Felds: erhalten direktes Input von Photorezeptoren
—> Bipolarzellen im Umfeld: erhalten Input über Horizontalzellen
=> Veränderung des Membranpotenzials bei Reaktion auf Licht ist bei beiden entgegengesetzt

—> Ganglienzellen geben Input weiter
- antagonistische Zentrum-Umfeld-Struktur: durch Bipolarzellen gegeben

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TESTE DEIN WISSEN
Was sind die Projektionsgebiete der Sehbahn?
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TESTE DEIN WISSEN
- ca. 10% der Verbindungen aus der Sehbahn bilden synaptische Verbindungen mit Zellen im Hypothalamus (nucleus suprachiasmaticus)
—> Synchronisierung biologischer Rhythmen (Hell-Dunkel-Wechsel)

- ca. 10% der Verbindungen bilden synaptische Verbindungen mit Zellen im Mittelhirn (v. a. superior colliculus)
—> Kontrolle der Pupillengröße, fixierende Augenbewegungen

- Rest der Verbindungen läuft über Thalamus (CGL) in V1
–> Schädigung führt zu erblinden
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TESTE DEIN WISSEN
Wie ist der Corpus geniculatum laterale aufgebaut?
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TESTE DEIN WISSEN
- CGL verarbeitet Informationen aus kontralateralem Gesichtsfeld
- besteht aus 6 Schichten, Information aus Ganglienzellen wird nach Auge und Zelltyp aufgeteilt
- Schicht 1-2: magnozelluläre CGL-Schichten (ventrale Schichten, größere Zellkörper), empfangen Input aus M-Ganglienzellen
- Schicht 3-6: parvozelluläre CGL-Schichten (dorsale Schichten), Input aus P-Ganglienzellen
—> koniozelluläre Schicht: ventral zu jeder Schicht, empfängt Input aus nonM-nonP-Ganglienzellen

- Struktur der rezeptiven Felder ist ähnlich zu Ganglienzellen
- erhalten massiven Input aus Kortex (ca. 80%) und Hirnstamm
—> Beispiel für massive Parallelverarbeitung im visuellen System 
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TESTE DEIN WISSEN
Was ist die Physiologie von V1?
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TESTE DEIN WISSEN
- Merkmale der rezeptiven Felder in IVC sind ähnlich zu denen in CGL (Region a reagiert auf Hell-Dunkel-Unterschiede; Region b reagiert auf farbliche Unterschiede)

- Binokularität: außerhalb von IVC vermischen sich die Signale beider Augen -> binokulare rezeptive Felder reagieren auf Input von beiden Augen
- Orientierungsselektivität: viele Neurone in V1 reagieren am stärksten auf längliche Lichtbalken, die sich über rezeptives Feld bewegen; Orientierung des Balkens sehr wichtig
—> Orientierungsselektivität ist systematisch organisiert
-> vertikal: Orientierungskolumnen
-> horizontal: Windrad-artige Orientierungspräferenz benachbarter Neurone
- Richtungsselektivität: manche V1 Neurone haben Präferenz für Bewegung der Lichtbalken in bestimmte Richtung
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Q:
Treffen die Prinzipien von sensorischem Coding auch auf das visuelle System zu?
A:
- ja!
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Was bedeutet Transduktion im visuellen System?
A:
- Photorezeptoren reagieren sensitiv auf bestimmte Wellenlängen elektromagnetischer Energie 
Q:
Was ist Licht?
A:
- der für das Auge sichtbare Anteil an elektromagnetischer Strahlung
- beschreibbar als Energiewelle mit Frequenz und Amplitude
—> kurze Wellenlänge (hohe Frequenz)= höhere Energie
- Mensch nimmt nur winzigen Bereich des elektromagnetischen Spektrums wahr (400-700 nm)
- größter Beitrag zur visuellen Wahrnehmung durch von Objekten reflektiertes Licht 

Q:
Welche Gemeinsamkeiten haben Auge und Kamera bezüglich Aufbau?
A:
- Augenlider - Blende
- Iris - Öffnung
- Linse - Linse
- Retina - Sensor
Q:
Über welchen grundlegenden Pfad erfolgt die Weiterleitung visueller Signale?
A:
1. Transduktion (Photorezeptoren)
2. retinale Informationsverarbeitung (Horizontal-/Amakrinzellen mit lateralen Verbindungen)
3. Vorderhirn (Ganglienzellen projizieren in Voderhirn)
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Q:
Wie funktioniert die Farbwahrnehmung?
A:
- Zapfen für Blau, Rot, Grün
- wahrgenommene Farbe wird durch relative Beteiligung der verschiedenen Zapfen bestimmt
- trichromatische Lehre: bereits 1802 Vorhersage der 3 Rezeptortypen auf der Netzhaut
- Fehlen von 1 oder mehr Zapfentypen => Farbenblindheit 
Q:
Wie funktioniert die Informationsübertragung über den direkten Pfad?
A:
1. Übertragung von Information des Photorezeptors auf bipolare Zelle
2. Modifikation durch laterale Verknüpfungen (plexiforme Schichten)
3. Übertragung der Information von bipolarer Zelle auf Ganglienzelle
Q:
Wie ist die äußere plexiforme Schicht aufgebaut?
A:
- 2 Glutamatrezeptoren vermitteln ON-/OFF-Eigenschaften von Bipolarzellen
- Photorezeptoren setzen bei Depolarisation Glutamat frei, d. h. Lichtmenge wird durch Glutamatmenge codiert
—> im Hellen wird Photorezeptorzelle hyperpolarisiert (Schließen von Na+-Kanälen) -> “dunkel als bevorzugter Zustand“
- nachfolgender Prozess abhängig von Art der Bipolarzelle:
—> OFF-Bipolarzellen: EPSP durch glutamatgesteuerte Na+-Kanäle (OFF: depolarisieren bei ausgeschaltetem Licht)
—> ON-Bipolarzellen: metabotrope Glutamatrezeptoren mit hyperpolarisierendem Effekt (ON: depolarisieren bei angeschaltetem Licht)

=> paradoxe Situation: Photorezeptoren setzen im Hellen weniger Neurotransmitter frei, weil sie durch Hyperpolarisation gehemmt sind 
—> Schatten fällt auf Rezeptor -> Neurotransmitter werden freigesetzt
Q:
Wie sind die rezeptiven Felder der Bipolarzellen aufgebaut?
A:
- rezeptives Feld= Bereich auf der Netzhaut, auf dem bei Stimulation mit Licht eine Aktivität der Zelle beobachtet werden kann
—> Bipolarzellen im Zentrum des rezeptiven Felds: erhalten direktes Input von Photorezeptoren
—> Bipolarzellen im Umfeld: erhalten Input über Horizontalzellen
=> Veränderung des Membranpotenzials bei Reaktion auf Licht ist bei beiden entgegengesetzt

—> Ganglienzellen geben Input weiter
- antagonistische Zentrum-Umfeld-Struktur: durch Bipolarzellen gegeben

Q:
Was sind die Projektionsgebiete der Sehbahn?
A:
- ca. 10% der Verbindungen aus der Sehbahn bilden synaptische Verbindungen mit Zellen im Hypothalamus (nucleus suprachiasmaticus)
—> Synchronisierung biologischer Rhythmen (Hell-Dunkel-Wechsel)

- ca. 10% der Verbindungen bilden synaptische Verbindungen mit Zellen im Mittelhirn (v. a. superior colliculus)
—> Kontrolle der Pupillengröße, fixierende Augenbewegungen

- Rest der Verbindungen läuft über Thalamus (CGL) in V1
–> Schädigung führt zu erblinden
Q:
Wie ist der Corpus geniculatum laterale aufgebaut?
A:
- CGL verarbeitet Informationen aus kontralateralem Gesichtsfeld
- besteht aus 6 Schichten, Information aus Ganglienzellen wird nach Auge und Zelltyp aufgeteilt
- Schicht 1-2: magnozelluläre CGL-Schichten (ventrale Schichten, größere Zellkörper), empfangen Input aus M-Ganglienzellen
- Schicht 3-6: parvozelluläre CGL-Schichten (dorsale Schichten), Input aus P-Ganglienzellen
—> koniozelluläre Schicht: ventral zu jeder Schicht, empfängt Input aus nonM-nonP-Ganglienzellen

- Struktur der rezeptiven Felder ist ähnlich zu Ganglienzellen
- erhalten massiven Input aus Kortex (ca. 80%) und Hirnstamm
—> Beispiel für massive Parallelverarbeitung im visuellen System 
Q:
Was ist die Physiologie von V1?
A:
- Merkmale der rezeptiven Felder in IVC sind ähnlich zu denen in CGL (Region a reagiert auf Hell-Dunkel-Unterschiede; Region b reagiert auf farbliche Unterschiede)

- Binokularität: außerhalb von IVC vermischen sich die Signale beider Augen -> binokulare rezeptive Felder reagieren auf Input von beiden Augen
- Orientierungsselektivität: viele Neurone in V1 reagieren am stärksten auf längliche Lichtbalken, die sich über rezeptives Feld bewegen; Orientierung des Balkens sehr wichtig
—> Orientierungsselektivität ist systematisch organisiert
-> vertikal: Orientierungskolumnen
-> horizontal: Windrad-artige Orientierungspräferenz benachbarter Neurone
- Richtungsselektivität: manche V1 Neurone haben Präferenz für Bewegung der Lichtbalken in bestimmte Richtung
19. Visuelles System

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