Sinnesphysiologie - Institut für Biologie und Neurobiologie, FU Berlin
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<strong>Sinnesphysiologie</strong><br />
* Wir sehen <strong>und</strong> empfinden die Welt nur durch unsere Sinne.<br />
Aristoteles: Nichts ist im Bewußtsein was nicht die Sinne durchlebt hat<br />
* Sensoren sind die Sinneszellen, die einzeln verteilt sind oder zu Sinnesorganen<br />
zusammengefaßt sind.<br />
* Sinneszellen arbeiten als:<br />
Filter:<br />
nur bestimmte aus dem Gesamtspektrum aller Reize werden<br />
aufgenommen <strong>und</strong> erregen die entsprechende Sinneszelle<br />
Energiewandler (Transducer):<br />
spezifische physikalische Reizenergie (Reizmodaltät) wird in ein elektrochemisches<br />
Signal der Nervenzelle (neuronales Signal, Rezepotorpotenzial)<br />
umgewandelt<br />
Verstärker:<br />
Der Energiegehalt des physikalischen Reizes ist geringer als der Energiegehalt<br />
des neuronalen Signals
Sinneszellen arbeiten als Verstärker<br />
Reizenergie des elektrischen Signals ist um ein Vielfaches höher als die<br />
Reizenergie des physikalischen Signals.<br />
z.B. 1 Photon rotes Licht ca 10 -19 J (Strahlungsenergie)<br />
Rezeptorstrom ca 10 -13 J („bump“)<br />
Da Photorezeptoren auf die Absorption einzelner Quanten<br />
mit Erregung reagieren ist die Verstärkung ca 10 6 fach.<br />
Weitere Signalenergien:<br />
Mechanischer Reiz Fadenhaar<br />
(Deformation im Bereich von Atomdurchmessern): < 10 -19 J<br />
1 Molekül, chemischer Reiz (Detektion einzelner Moleküle): etwa 10 -20 J
Sinneszellen reagieren nur auf die adäquaten Reize<br />
einer bestimmten Reizmodalität.<br />
Name des Rezeptor Reizenergie Beispiele<br />
Chemorezeptor chemisch Geschmacksrezeptoren (Zunge)<br />
Geruchsrezeptoren (Nase)<br />
Elektrorezeptor elektrisch Elektrorezeptoren (Fische)<br />
Mechanorezeptor mechanisch Berührungsrezeptor, Druckrezeptor,<br />
Gleichgewichtsorgan, Ohr<br />
(Haarsinneszelle) (Propriorezeptoren,<br />
Eigenrezeptoren, Sinn <strong>für</strong> die innere Umwelt)<br />
Photorezeptor Licht (Welle) Stäbchen, Zapfen<br />
Thermorezeptor Infrarot (Welle) Temperaturezeptoren der Haut<br />
Hygrorezeptor Wasserdampf Antenne der Insekten<br />
Magnetorezeptor elektromagnetisch bei Vögeln im Schnabelgr<strong>und</strong>, Auge<br />
Nocizeptor (Schmerzrez.) mechanisch, chemisch in der Haut (freie Nervenendigung)
Reiztransduktion:<br />
Übersetzung des physikalischen Reizes in ein Rezeptorpotenzial<br />
Reiztransformation:<br />
Amplitude des Rezeptorpotenzials wird in eine Folge von Aktionspotenzialen<br />
übersetzt<br />
Die Intensität des Reizes wird übersetzt in die Amplitude des<br />
Rezeptorpotenzials (Amplitudenmodulation) bzw. in die<br />
Frequenz der Aktionspotenziale (Frequenzmodulation)<br />
Frequenz: Ereignisse (z. B. AP) pro Sek<strong>und</strong>e (in Hz)<br />
oder Bezeichnung c/s, cycles per second<br />
Die Dauer des Reizes wird übersetzt in die Dauer des Rezeptorpotenzials<br />
oder die Dauer der Salve von Aktionspotenzialen<br />
(„Burstdauer“)
Reizschwelle<br />
Die geringste Reizintensität, die notwendig ist, um in der Sinneszelle eine erste<br />
merkliche Erregung zu erzeugen (absolute Reizschwelle)<br />
hier kommt es zum erstenmal zu einer Aktivierung der Sinneszelle
Kodierung der Reizintensität (Erregungstransformation)<br />
schwache Erregung<br />
schwacher Reiz<br />
stärkere Erregung<br />
stärkerer Reiz
Jede Sinneszelle besitzt eine<br />
KENNLINIE<br />
Sie beschreibt jeden quantitativen<br />
Zusammenhang zwischen Eingangs- <strong>und</strong><br />
Ausgangsgrösse eines Systems<br />
(Reizintensität gegen Amplitude des<br />
Rezeptorpotentials aufgetragen).<br />
Für die meisten Sinneszellen gilt:<br />
Die Amplitude des Rezeptorpotentials<br />
ist proportional zum Logarithmus der<br />
Reizintensität<br />
Arbeitsbereich einer Sinneszelle:<br />
Der Intensitätsbereich der Reize, die von der<br />
Sinneszelle kodiert werden<br />
Schwelle<br />
log Reizintensität<br />
Sättigung
Die logarithmische Beziehung ist <strong>für</strong> die Größe des Arbeitsbereich<br />
von Sinneszellen bedeutend (dadurch viel größerer Arbeitsbereich):<br />
* Zwischen Mondlicht <strong>und</strong> Sonnenlicht besteht ein10 9 facher Intensitätsunterschied.<br />
* Das Gehör kann Tonintensitäten unterscheiden, die um das 10 12 fache variieren.<br />
* Die Rezeptorantwort steigt im Verhältnis zur Zunahme der Reizintensität wesentlich<br />
langsamer an.<br />
* Bei niedrigen Reizintensitäten wird ein kleinerer Unterschied in zwei<br />
Reizintensitäten wahrgenommen als bei hohen Reizintensitäten.<br />
* Eine zehnfache Erhöhung der Reizintensität führt zu einer Verdopplung der<br />
Amplitude des Rezeptorpotenzials oder der Frequenz der AP<br />
* Bei sehr hohen Reizintensitäten kommt es zur Sättigung <strong>und</strong> Unterschiede in der<br />
Reizintensität können nicht mehr kodiert werden.
Typen von Sinneszellen:<br />
Primäre Sinneszellen:<br />
Sinneszelle ist eine umgewandelte Nervenzellen mit Dendrit (Reizaufnahme <strong>und</strong><br />
Reiztransduktion, Eingang), Soma (Integration des Rezeptorpotenzials) <strong>und</strong> Axon<br />
(ab dem Axonhügel: Aktionspotenziale) mit Terminalstrukturen (Präsynapse, Ausgang)<br />
Bei Wirbellosen Tieren, <strong>und</strong> Riechsinneszellen bei Wirbeltieren<br />
Sek<strong>und</strong>äre Sinneszellen:<br />
Umgewandelte Epithelzellen mit reizaufnehmender Struktur, Bildung eines<br />
Rezeptorpotenzials <strong>und</strong> einer Ausgangssynapse, kein Axon). Ein afferentes Neuron<br />
wird durch die sek<strong>und</strong>äre Sinneszelle erregt <strong>und</strong> sendet sein Axon in das ZNS<br />
Bei Wirbeltieren<br />
Afferentes Neuron: alle Somata im Spinalganglion (Hinterwurzel), Terminalstrukturen<br />
im ZNS (bei Wirbeltieren)<br />
Sinnesnervenzellen:<br />
Mit reizaufnehmender Struktur in der Peripherie, Soma im Spinalganglion, <strong>und</strong> axonale<br />
Terminalstrukturen im ZNS (bei Wirbeltieren)
Ionenkanal<br />
Rezeptorpotenzial<br />
Aktionspotenziale<br />
Transmitterfreisetzung<br />
G-Protein-<br />
Rezeptor<br />
Signalkaskade<br />
Rezeptorpotenzial<br />
Aktionspotenziale<br />
Transmitterfreisetzung<br />
Reiz<br />
Ionenkanal<br />
Rezeptorpotenzial<br />
Transmitterfreisetzung<br />
Aktionspotenziale<br />
Transmitterfreisetzung<br />
G-Protein-Rezeptor<br />
Signalkaskade<br />
Rezeptorpotenzial<br />
Transmitterfreisetzung<br />
Aktionspotenziale<br />
Afferentes Neuron Afferentes Neuron<br />
Transmitterfreisetzung<br />
primäre Sinneszellen sek<strong>und</strong>äre Sinneszellen
Sinneszellen reagieren nur auf die adäquaten Reize<br />
einer bestimmten Reizmodalität.<br />
Name des Rezeptor Reizenergie Beispiele<br />
Chemorezeptor chemisch Geschmacksrezeptoren (Zunge)<br />
Geruchsrezeptoren (Nase)<br />
Elektrorezeptor elektrisch Elektrorezeptoren (Fische)<br />
Mechanorezeptor mechanisch Berührungsrezeptor, Druckrezeptor,<br />
Gleichgewichtsorgan, Ohr<br />
(Haarsinneszelle) (Propriorezeptoren,<br />
Eigenrezeptoren, Sinn <strong>für</strong> die innere Umwelt)<br />
Photorezeptor Licht (Welle) Stäbchen, Zapfen<br />
Thermorezeptor Infrarot (Welle) Temperaturezeptoren der Haut<br />
Hygrorezeptor Wasserdampf Antenne der Insekten<br />
Magnetorezeptor elektromagnetisch bei Vögeln im Schnabelgr<strong>und</strong>, Auge<br />
Nocizeptor (Schmerzrez.) mechanisch, chemisch in der Haut (freie Nervenendigung)
Adaptation (Anpassung)<br />
Eigenschaft vieler Sinneszellen: Trotz anhaltender Reizintensität nimmt die<br />
Amplitude des Rezeptorpotenzials (<strong>und</strong> damit die AP-Frequenz) ab.<br />
0<br />
V M Membranpotential<br />
Rezeptorpotenzial<br />
Reizintensität<br />
Zeit
Tonischer Rezeptor<br />
Phasischer Rezeptor
Sinne<br />
Sehen, Hören, Tasten, Schmecken, Riechen<br />
(Die 5 Sinne des Menschen)<br />
Tiere können Sinne besitzen, die dem Menschen fehlen, z. B.<br />
Magnetsinn, elektrischer Sinn, oder die Sinne haben andere<br />
Arbeitsbereiche (Ultraviolett, Polsehen, Infrarot, Ultraschall,<br />
Infraschall).<br />
Diese Tatsache macht die Beschäftigung mit Sinnesorganen von<br />
Tieren <strong>und</strong> uns oft fremden Sinneswelten zu einem aufregenden<br />
Gebiet der Zoologie <strong>und</strong> Neurowissenschaft.
Mechanorezeption<br />
* Alle Mechanorezeptoren reagieren auf mechanische Reize<br />
Druck, Schub, Zug, Dehnung, Auslenkung, Scherung<br />
* große Vielfalt der Rezeptoren:<br />
- taktile <strong>und</strong> filiforme Haare bei Arthropoden,<br />
Chordotonalorgane: sehr komplexe Mechanorezeptoren in den<br />
Gelenken von Arthropoden, Tympanalorgane: Hörorgane der<br />
Insekten, Streckrezeptoren bei Crustaceen, Berührungsrezeptoren in<br />
der Haut bei Anneliden<br />
- Seitenlinienorgane Fische <strong>und</strong> Amphibien, Gleichgewichtsinnesorgane,<br />
Haarzellen im Innenohr, Vater-Pacinische Körperchen in der Haut von<br />
Säugern, Druckrezeptoren in den Gefäßen, Muskelspindel,<br />
Sehnenorgane, Streckrezeptoren, Dehnungsrezeptoren in den<br />
Eingeweiden
* Mechanorezeptoren haben oft akzessorische oder Hilfsstrukturen,<br />
die z.B. <strong>für</strong> die Filtereigenschaften des Rezeptors von Bedeutung sind<br />
(z.B. weitere Hilfszellen bilden komplizierte mechanische Leitstrukture<br />
aus, z.B. Skolopidialorgane der Insekten, oder Bindegewebslamellen<br />
beim Vater-Pacinischen Körperchen)<br />
* Arbeiten sehr schnell, da ein mechanosensitiver Ionenkanal direkt<br />
geöffnet wird<br />
(zwischen Reiz <strong>und</strong> erstem Rezeptorpotenzial vergehen nur<br />
Mikrosek<strong>und</strong>en!)
Mechanorezeption: Primärprozesse der Reiz-Erregungstransduktion<br />
* Durch mechanische Reize (Dehnung, Verformung) kommt es zur direkten Öffnung<br />
eines Ionenkanals, wodurch ein Rezeptorpotential entsteht.<br />
* Verzögerung zwischen physikalischem Reiz <strong>und</strong> Beginn des Rezeptorpotentials<br />
15 – 70s<br />
* Sehr empfindlich gegen Verformung, bereits Verformung durch 0,1nm (10 -10 m) wird<br />
beantwortet<br />
* Subgenualorgane der Schaben: Substratschwingungen 5 x 10 -10 cm<br />
(Leistung 6 x 10 -17 W)<br />
* Absolute Hörschwellen der Katze: 6,3 x 10 -6 N/m 2 (Schallstärke 10 -13 W/m 2 ),<br />
Mensch ist etwa 10mal unempfindlicher.<br />
* Hilfsstrukturen der Mechanorezeptoren sind integraler Bestandteil <strong>für</strong> die Funktion<br />
(„Filterung“ des physikalischen Reizes)
Modell eines mechanorezeptiven Ionenkanals<br />
Mensch:<br />
Familie der<br />
Degenerine<br />
Caenorhabditis elegans<br />
* 302 Neurone<br />
* Mutanten, die sich gegenüber taktilen Reizen<br />
anders verhalten (d.h. gegenüber Berührung<br />
keine Meidereaktion mehr zeigen)<br />
Nach Universität Heidelberg, Prof. Stephan Frings
Der abdominale Streckrezeptor der Krebse ist ein typischer Mechanorezeptor
Mechanorezeption<br />
Reize:<br />
- Druck<br />
- Zug<br />
- Scherung<br />
Wahrnehmung:<br />
- Fühlen<br />
- Hören<br />
- Körperstellung<br />
- Muskel- <strong>und</strong><br />
Gewebespannung<br />
Rezeptoren:<br />
- mechanosensitive Dendriten<br />
- freie Nervenendigungen<br />
- primäre <strong>und</strong> sek<strong>und</strong>äre<br />
Haarsinneszellen<br />
Muskel Streckrezeptor<br />
primäre<br />
Sinneszelle
Pacinisches Körperchen in der Haut<br />
* Haut reichhaltig mit Mechanorezeptoren versorgt<br />
* Vater-Pacinisches Körperchen ist ein hervorragendes Beispiel da<strong>für</strong>, dass<br />
Hilfsstrukturen (wie die Bindegewebslamellen) <strong>für</strong> die richtige Funktion des<br />
Mechanorezeptors eine wichtige Rolle spielen.<br />
Generatorpotential im Axon<br />
Mechanischer Reiz<br />
intakt<br />
Schichten von Bindegewebe<br />
Afferentes Neuron<br />
Bindegewebelamellen entfernt
Seitenlinienorgan der Fische<br />
Aus: Smith, C.U.M. (2000) Biology of sensory systems. Wiley, Chichester<br />
* Detektion von Wasserbewegungen oder<br />
Druckunterschieden (z.B. Wirbel von anderen<br />
vorbei schwimmenden Fischen)
Die sek<strong>und</strong>ären Harrsinneszellen der<br />
Gleichgewichts- <strong>und</strong> Hörorgane bei Wirbeltieren<br />
sind Mechanorezeptoren<br />
Aus dem Labyrinth des Ochsenfrosches<br />
http://umech.mit.edu/hearing/intro/intro.html
Mit dem Seitenlinienorgan der Fische verwandt sind:<br />
* Gleichgewichtsorgan<br />
- Bogengänge mit Utrikulus (Macula utriculi) <strong>und</strong><br />
Sacculus (Macula sacculi)<br />
* Hörorgan<br />
- Cochlea (Hörschnecke)
Hören: Schallausbreitung<br />
Druckverteilung der Luftteilchen, gemessen mit Mikrophon<br />
Wellenlänge<br />
WellenlängeGeschwindigkeit/Frequenz = s (m/s) / f (s –1 )<br />
Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall:<br />
in Luft 340 m/s<br />
in Wasser 1.500 m/s
Äußerer<br />
Gehörgang<br />
Vestibuläres<br />
Labyrinth<br />
Cochlea<br />
Hörschnecke
Haarsinneszellen in den Bogengängen<br />
des Vestibularorgans<br />
<strong>und</strong> der Schnecke des Innenohrs<br />
sek<strong>und</strong>äre Sinneszellen:<br />
* kein Axon<br />
* keine Aktionspotenziale
Haarsinneszellen aus dem Innenohr des Chinchilla<br />
ICH, innere Haarzellen<br />
OHC, äußere Haarzellen<br />
Stereocilien<br />
äußere Haarzelle<br />
innere Haarzelle
Das Hören beruht ausschließlich auf der Mechanorezeption !<br />
Sinneszellen sitzen im Innenohr (Schnecke)<br />
*Aufbau des Ohres<br />
* Außenohr:<br />
Ohrmuschel (Lokalisation, Richtungshören)<br />
äußerer Gehörgang (Schallleitung), Trommelfell (Abgrenzung zum<br />
Mittelohr),<br />
Gehörknöchelchen:<br />
Hammer (Ansatz am Trommelfell), Amboß <strong>und</strong> Steigbügel (Ansatz<br />
am ovalen Fenster des Innenohr), Verstärkung der Schallwellen, da im<br />
Innenohr Flüssigkeiten bewegt werden müssen, besondere Muskeln<br />
der Gehörknöchelchen können die Übertragung dämpfen<br />
* Mittelohr: mit Zugang zum Nasen-Rachenraum, Eustach‘sche Röhre<br />
* Innenohr: drei Lymphräume (Scala vestibuli <strong>und</strong> Scala tympani mit<br />
Perilymphe gefüllt <strong>und</strong> am Ende der Schnecke durch eine Öffnung<br />
miteinander verb<strong>und</strong>en (Helikotrema), Scala media mit Endolymphe gefüllt)<br />
r<strong>und</strong>es Fenster zum Innenohr (Druckausgleich)<br />
* Eigentliches Hörorgan (Corti‘sches Organ): Auf der Basilarmembran<br />
sitzen Reihen von Haarsinneszellen (innere <strong>und</strong> äußere<br />
Haarsinneszellen), deren Cilien durch eine darüberliegende Membran<br />
(Tektorialmembran) abgebogen (Scherkräfte) werden können.
Frequenzdispersion auf der Basilarmembran <strong>und</strong> des<br />
Cortischen Organs<br />
Wanderwelle<br />
Die Entstehung <strong>und</strong> Ausbreitung der Wanderwelle<br />
im Cortischen Organ
Wanderwelle in der<br />
Basilarmembran mit<br />
Maximum<br />
Umhüllende der<br />
Wanderwelle<br />
Umhüllende bei<br />
verschiedenen<br />
Amplituden
Frequenzunterscheidung:<br />
* Wanderwelle mit Schwingungsmaximum bringt Basilarmembran<br />
zum Schwingen (nach Helmholtz <strong>und</strong> von Bekesy)<br />
* Die Lage dieser Schwingungsmaxima auf der Basilarmembran (BM) ist<br />
frequenzspezifisch (hohe Frequenzen, kurze Wellenlängen, in der<br />
Nähe der Basis, tiefe Frequenzen, lange Wellenlängen, in der Nähe<br />
der Spitze) Einorttheorie<br />
* Innere Haarsinneszellen sind über die Länge des Corti‘schen Organs<br />
auf diese Frequenzen empfindlich (Hörschwellenkurven,<br />
tuning curves), <strong>und</strong> die äußeren Haarsinneszellen arbeiten als Verstärker<br />
dieser Schwingungsaxima (Cochlearverstärker)<br />
* Äußere Haarsinneszellen besitzen Myosin <strong>und</strong> Prestin als<br />
„molekulare Motoren“ <strong>und</strong> verstärken das Schwingungsmaximum der BM<br />
* Tonotope Organisation (Töne sind auf der Länge der Basilarmembran<br />
nach Frequenzen geordnet)
Reiz-Erregungstransduktion in Haarsinneszellen des Innenohrs
In den Seitenlinienorganen der Fische <strong>und</strong> Amphibien (Krallenfrosch),<br />
in den Gleichgewichtsinnesorganen <strong>und</strong> im Innenohr befinden sich<br />
Mechanorezeptoren:<br />
Sek<strong>und</strong>äre Harrsinneszellen<br />
* Mit einem Bündel von Stereocilien <strong>und</strong> einem längeren Kinocilium<br />
(fehlt bei den Haarzellen im Innenohr)<br />
* Wie arbeiten diese Haarsinneszellen?<br />
* Auslenkung der Stereozilien gegen das Kinocilium: Erregung<br />
Auslemkung der Stereocilien vom Kinocilium weg: Hemmung<br />
* Richtungsspezifität<br />
(z.B. sitzen die richtungsspezifischen Zellen in den Bogengängen<br />
des Gleichgewichtssinnesorgans so angeordnet, daß immer die<br />
Bewegungen in beiden Richtungen von einer bestimmten Anzahl<br />
von Haarsinneszellen kodiert werden können).
http://umech.mit.edu/hearing/intro/intro.html
Aus: Pickles, J.O., Corey, D.P. (1992) Mechanoelectrical transduction by hair cells.<br />
Trends in Neuroscience 15:254-258
Frequenzabhängigkeit der Hörschwelle <strong>und</strong> der Isophone<br />
Schalldruckpegel L<br />
Isophone: Töne entsprechender Frequenz <strong>und</strong> Schalldruckpegel empfindet man als gleich laut<br />
Schalldruckpegel L: gemessen in Dezibel (dB) ist ein relatives Mass <strong>für</strong> die Schallstärke:<br />
L = 20 log p / p 0 wobei p = gemessene Schalldruckamplitude in N/m 2 <strong>und</strong><br />
p 0 = Referenzschalldruck (Schwelle: 20 N/m2)
Hörbereich des Menschen:<br />
Jung: ca 16 - 20 000 Hz, alt: Fähigkeit zum Hören der hohen<br />
Frequenzen nimmt rapide ab<br />
Ultraschall: über 20 kHz (Fledermäuse, Echoortung)<br />
Wale (Kommunikation)<br />
Infraschall: unter 16 Hz (Vögel??)<br />
Schalldruckpegel (spl, so<strong>und</strong> pressure level)<br />
Ein Maß der subjektiven <strong>Sinnesphysiologie</strong>, gemessen in db (Dezibel).<br />
Ein beliebiger gemessener Schalldruck p x wird mit einem Bezugsschalldruck p 0<br />
verglichen, wobei p 0 = 2 x 10 -5 N/m 2 dem Schalldruck der menschlichen<br />
Hörschwelle <strong>für</strong> einen 2 kHz Ton (2.000 Hz) entspricht.<br />
Gemessen wird die Lautstärtke L in Dezibel (dB):<br />
L = 20 log (p x/p 0) dB
Hörbahn<br />
Oberer Olivenkern<br />
Cochlearis Kern<br />
Hörnerv<br />
Seitliche Ansicht des menschlichen Gehirn Dorsale Aufsicht auf den Hirnstamm
Zentrale Hörbahn <strong>und</strong> Verarbeitung der akustischen Information<br />
im Säugergehirn<br />
Innenohr<br />
Hörnerv<br />
AC: auditorischer Kortex in der<br />
Hörrinde (temporaler Kortex)<br />
AR: auditorische Radiation<br />
IC: inferiorer Colliculus im<br />
Mittelhirn<br />
lateraler Lemniskus<br />
CN: cochlearer Nucleus im Nachhirn<br />
LSO, MSO: laterale <strong>und</strong> mediane Olive
Richtungshören: zwei Parameter werden genutzt:<br />
interauraler<br />
Zeitabstand<br />
(wird bei niedrigen<br />
Frequenzen<br />
eingesetzt)<br />
interaurale<br />
Intensitätsdifferenz<br />
(wird bei hohen<br />
Frequenzen eingesetzt)<br />
cochlearer<br />
Nucleus<br />
Verschaltung im Nachhirn zur Codierung<br />
der Schallrichtung<br />
Die Verschaltung muss Zeitunterschiede von 10 µsec detektieren
Objektive <strong>Sinnesphysiologie</strong>:<br />
• Reizaufname durch Sinneszelle<br />
• Reiztransduktion (Rezeptorpotential)<br />
• zentral geleitete Erregungen (Aktionspotentiale), sensorische Signale<br />
• Integration dieser Signale in primären sensorischen Gehirnzentren<br />
Von all diesen Aktivitäten wissen wir subjektiv nichts.<br />
• subjektiver Sinneseindruck (Empfindung, z.B. dass uns Licht der Wellenlänge 400 nm<br />
„blau“ erscheint)<br />
• Sinneseindrücke sind Elemente von Empfindungen, welche gedeutet <strong>und</strong> bewertet<br />
werden.<br />
• Erst durch die Bewertung durch Erlerntes oder die Erfahrung wird daraus eine<br />
Wahrnehmung<br />
(aus weißen sphärischen Gebilden auf blauem Hintergr<strong>und</strong> wird Brandenburger<br />
Himmel mit Schäfchenwolken)<br />
Jede Empfindung (Wahrnehmung) hat 4 Gr<strong>und</strong>dimensionen:<br />
* Räumlichkeit (z.B. Reiz im Sehfeld, Körperoberfläche)<br />
* Zeitlichkeit (der Reiz dauert)<br />
* Qualität (beim Menschen 5 Sinnesqualitäten, Hören, Sehen, Fühlen, Riechen,<br />
Schmecken)<br />
* Intensität
Subjektive <strong>Sinnesphysiologie</strong> (Psychophysik)<br />
Befaßt sich mit den physikalischen Gesetzen der Wahrnehmung<br />
Weber-Gesetz<br />
dI/I = k<br />
dI = die Änderung der Reizintensität von einem Referenzstimulus I, die gerade wahrgenommen<br />
wird. Die minimale wahrnehmbare Differenz (jnd = just noticable difference) <strong>für</strong> einen<br />
gewissen Reiz hängt von der Reizstärke ab.<br />
I = Referenzintensität<br />
K – Weber ratio<br />
Weber-Fechner-Gesetz (psychophysische Gr<strong>und</strong>regel)<br />
E = k log (I/I o )<br />
E = Empfindungsintensität, ist eine Funktion des Logarithmus des Ouotienten zwischen der<br />
Reizintensität I <strong>und</strong> der absoluten Intensitätsschwelle I o<br />
Je größer der Unterschied zwischen der wahrgenommenen Reizintensität <strong>und</strong> der Schwellenintensität<br />
ist, desto größer ist die Empfindungsintensität
Nicht der absolute Unterschied der Intensität ist ausschlaggebend <strong>für</strong> die Empfindung eines<br />
Intensitätsunterschieds, sondern der relative auf eine vorhandene Intensität bezogene<br />
Unterschied. Also: dI/I = k (dI ist die zusätzliche Intensität, die gerade als Unterschied wahr-<br />
Genommen wird).<br />
Beispiel:<br />
Bei einem Brief mit 20 g Gewicht in der rechten Hand, muß ein Brief in der linken Hand mit 2 g<br />
zusätzlich belastet werden, damit ein Gewichtsunterschied empf<strong>und</strong>en wird. Also: dI/I = 2/20 = 0,1<br />
Bei 200 g Rindfleisch/Tofu in der rechten Hand müssen jetzt 20 g in die linke Hand zusätzlich gegeben<br />
werden, damit gerade ein Gewichtsunterschied bemerkt wird.