Phyisologie: Sinnesphysiologie

• Die Reizform,auf die ein Sinnesorgan optimal reagiert bezeichnet man als adäquaten Reiz. 
  • (z.B. elektromagnetische Schwingungen mit Wellenlängen zwischen 400 und 700 nm für Stäbchen und Zapfen in der Retina) 
• Die Faust aufs Auge,welche ebenfalls zu einer Lichtempfindung führt (Sternchensehen, sog. Phospheme), ist kein adäquater Reiz. 

700nm - 400nm

• Sinneswahrnehmungen wie Sehen, Hören, Schmecken, Riechen, Fühlen werden als Sinnesmodalitäten bezeichnet.
• Die Farbe rot ist eine Qualität der Modalität Sehen. 

Egal welche Sinne gebraucht werden, die Informationen werden stets in den universellen Code des Aktionspotential umgewandelt und ins Gehirn geleitet.

• Transduktion: Übersetzung eines Reizes n ein Sensorpotential
• Transformation: Umwandlung des Sensorpotentials in ein AP

Wenn ein Neuron aus dem grünen Feld stimuliert wird, hemmt dieses Neuron 1. Falls das grüne Neuron 2 nicht stimuliert wird, hemmt es Neuron 1 auch nicht und das ZNS weiss genau wo der Reiz ist

Die eben wahrnehmbare Änderung der Reizstärke, Δx, ist proportional zur aktuellen Reizstärke x, i.e. Δx=const·x 

Das Weber-Fechner-Gesetz besagt, dass sich die subjektivempfundene Stärke vonSinneseindrücke proportional zum Logarithmus der objektiven Intensität des physikalischen Reizes verhält.

• Ähnliche Stimuli einer Modalität sind im entsprechenden Kortex nahe beieinander repräsentiert
• Fühlen --> somatotope Abbildung --> somato-sensorischer Kortex (auch im motorischen Kortex)
• Sehen --> retinotope Abbildung --> visueller Kortex
• Hören --> tonotope Abbildung --> auditiver Kortex 

Beispiel Homunkulus

• Normal: Keine Aktivierung
• homeostatische Plastizität: 1. Erhöhung der Erregbarkeit (z.B. Einbau von Na⁺ Kanälen) --> leichte Co-Aktivierung
• Synaptische Plastizität: 2. Synaptische Reorganisation --> starke Co-Aktivierung

Brechkraft von Kornea+Linse (fernakkommodiert) + Kammerwasser/Glaskörper:

D= n/f = 1.34/.023 = 58.3 Dioptrie (dpt=1/m), Brechkraft Kornea: 43 dpt 

Nahpunkt: Der nächstliegende Punkt, der bei Nahakkommodation (Linse maximal dick) noch scharf gesehen wird. Ca. 10cm bei eine normalsichtigen 20-Jährigen.

Fernpunkt: Der weiteste Punkt, der bei Fernakkommodation (Linse dünn) noch scharf gesehen wird. F = unendlich bei einem Normalsichtigen. Hier: Auge myop, d.h. Linse kann nicht genug abgeflacht werden.

Elastizitätsschwund der Linse --> maximale Brechkraft geringer --> Nahpunkt weiter weg Fernpunkt bleibt gleich (= unendlich für normalsichtiges Auge) 

Die Retina besteht aus:

• Ganglienzellen (Generieren APs)
• Amakrinzellen (wahrsch. Modifikation des Signals)
• Bipolarzellen (On- Off-Zellen)
• Horizontalzelen (Bilden Synapsen mit den Photorezeptoren und verschalten diese Untereinander)
• Stäbchen (Schwarz / weiss sehen)
• Zapfen (Farbsehen)

• Fovea centralis: 1 Zapfen - 1 Ganglizelle --> Bereich des schärfsten Sehens (höchste Auflösung)
• Peripher: Viele Stäbchen - 1 Gangliozelle --> hohe Lichtstärke, kleine Auflösung

• Tagsehen (photopisches Sehen): vorallem foveal (10 ̊), farbig, mit Zapfen 
• Nachtsehen (skotopisches Sehen): schwarz/weiss, mit Stäbchen, nur Peripherie, schlechte Auflösung 

Achtung! in der Foveola (1°) gibt es keine Blauzapfen (chromatische Aberration!). Durch Extrapolation der grün- und rot- Anteile kann das Hirn trotzdem blau sehen! 

Der Mensch (& Altweltaffen) ist Trichromat (hat zäpfchen für blau, grün rot)

Vögel, Reptilien, Amphibien --> Tetrachromaten

Restliche Säugetiere (Dichromaten (blau und rot)

Im Dunkeln ist cGMP an Kationen-Kanäle (Natrium und Clazium) gebunden und hält diese so offen. Na⁺ und Ca²⁺ strömen in die Zelle und polarisieren sie auf etwa -40mV. Das einströmende Ca²⁺ wird durch ein Ca²⁺/Na⁺ Austauscher wieder nach ausen befördert (Ca²⁺-Konzentration der Zelle bleibt konstant).

Sinkt nun die cGMP-Konzentration aufgrund eines Lichtreizes, dissoziiert dieses von den Kanälen und diese schliessen. Es kommt zur Hyperpolarisarion auf ca. -70mV (Sensorpotential). Dieses hemmt die Freisetzung von Glutamat am Fuss des Sensors, was in den nachgeschalteten Retinaneuronen zu Potenzialänderungen. also zum elektrischen Signal führt