Sensorik und Sinnesorgane - Israng.ch
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<strong>Sensorik</strong> <strong>und</strong> <strong>Sinnesorgane</strong><br />
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<strong>Sensorik</strong> <strong>und</strong> <strong>Sinnesorgane</strong><br />
Das Verhalten der Tiere wird dur<strong>ch</strong> die Fähigkeit des Nervensystems bestimmt,<br />
sensoris<strong>ch</strong>e Informationen über die interne <strong>und</strong> externe Umwelt zu verarbeiten <strong>und</strong> in<br />
geeignete Antworten der Muskeln <strong>und</strong> anderer Effektoren umzusetzen.<br />
Als sensoris<strong>ch</strong>e Erregung bezei<strong>ch</strong>net man Aktionspotentiale, die entlang sensoris<strong>ch</strong>er<br />
Neuronen in die unters<strong>ch</strong>iedli<strong>ch</strong>en Teile des Gehirns geleitet werden, wo sie verarbeitet<br />
werden.<br />
Sensoris<strong>ch</strong>e Rezeptoren sind modifizierte Neuronen oder Epithelzellen, die Umweltreize<br />
wahrnehmen <strong>und</strong> in elektro<strong>ch</strong>emis<strong>ch</strong>e Veränderungen ihrer Membran umsetzen können.<br />
Als Rezeption bezei<strong>ch</strong>net man die Fähigkeit der Rezeptoren, die Energie eines Reizes zu<br />
absorbieren.<br />
Transduktion ist die Umsetzung der Reizenergie in eine Veränderung des<br />
Membranpotentials des Rezeptors.<br />
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Sinneszellen als Reizwandler<br />
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Sinneszellen als Reizwandler<br />
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Rezeptortypen<br />
Primäre Sinneszelle Sek<strong>und</strong>äre Sinneszelle Sinnesnervenzelle<br />
Geru<strong>ch</strong>srezeptoren, Me<strong>ch</strong>anorezeptoren<br />
Haut, Muskelspindel<br />
Rezeptoren Hörsinnesorgan,<br />
Photorezeptoren Netzhaut,<br />
Ges<strong>ch</strong>mackszellen<br />
S<strong>ch</strong>merzrezeptoren Haut
Vom Reiz zum Aktionspotenzial<br />
Alle Reize – ganz glei<strong>ch</strong> ob es si<strong>ch</strong> um Li<strong>ch</strong>treize, <strong>ch</strong>emis<strong>ch</strong>e Reize, me<strong>ch</strong>anis<strong>ch</strong>e oder andere Reize<br />
handelt – führen in den für sie jeweils adäquaten Rezeptoren zur Ausbildung von Aktionspotentialen.
Reiz-Reaktion von Sinneszellen<br />
Tonis<strong>ch</strong>e Sinneszellen<br />
Impulsfrequenz ändert bei Dauerreizung ni<strong>ch</strong>t; keine/geringe Adaptation<br />
Reizstärkewird exakt codiert<br />
Stellungs- <strong>und</strong> Positions-Rezeptoren<br />
Phasis<strong>ch</strong>e Sinneszellen<br />
Impulsfrequenz fällt bei Dauerreizung auf Null ab; „biologis<strong>ch</strong>e Warnanlage“<br />
Rezeptoren, wel<strong>ch</strong>e Ges<strong>ch</strong>windigkeit messen<br />
Phasis<strong>ch</strong>-tonis<strong>ch</strong>e Sinneszellen<br />
Impulsfrequenz fällt bei Dauerreizung zuerst stark ab, bleibt dann aber auf<br />
einem konstanten Niveau erhalten; ausgeprägte Adaptation<br />
die meisten Sinneszellen
Sensoris<strong>ch</strong>e Transduktion<br />
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Rezeptoren<br />
Rezeptoren können na<strong>ch</strong> der Art der Energie, die sie wahrnehmen, klassifiziert werden.<br />
Sie werden na<strong>ch</strong> der Reizart , für die sie besonders empfindli<strong>ch</strong> sind, eingeteilt.<br />
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Gemeinsamkeiten von Rezeptoren<br />
Au<strong>ch</strong> wenn die vers<strong>ch</strong>iedenen Rezeptortypen auf unters<strong>ch</strong>iedli<strong>ch</strong>e Reize<br />
anspre<strong>ch</strong>en, lassen si<strong>ch</strong> viele gemeinsame Funktionsprinzipien erkennen:<br />
Alle Rezeptoren sind ho<strong>ch</strong> selektiv. Jeder Rezeptortyp ist nur für eine Reizart<br />
besonders empfindli<strong>ch</strong>. Die Reizart - au<strong>ch</strong> Modalität genannt -, für die ein<br />
Rezeptor besonders empfindli<strong>ch</strong> ist, nennt man seinen adäquaten Reiz.<br />
Rezeptoren wandeln Reize in elektris<strong>ch</strong>e Erregung um. Auf einen adäquaten<br />
Reiz reagieren sie stets mit einer Veränderung des Membranpotenzials.<br />
Rezeptoren sind leistungsfähige Verstärker. Selbst sehr s<strong>ch</strong>wa<strong>ch</strong>e Reize können<br />
in deutli<strong>ch</strong>e elektris<strong>ch</strong>e Signale umgewandelt werden.<br />
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Informationsübertragung ans Gehirn<br />
Sinneszellen sind über Synapsen mit Nervenzellen verb<strong>und</strong>en, die die<br />
Information über die Erregung der Sinneszellen ans Gehirn weiterleiten.<br />
Sol<strong>ch</strong>e zum Zentralnervensystem führenden Nervenzellen nennt man<br />
sensoris<strong>ch</strong>e oder afferente Neurone.<br />
Da alle Aktionspotenziale glei<strong>ch</strong> sind, gelingt die Zuordnung zur dazugehörigen<br />
Reizmodalität nur dadur<strong>ch</strong>, dass die <strong>Sinnesorgane</strong> mit jeweils unters<strong>ch</strong>iedli<strong>ch</strong>en<br />
Hirnregionen verknüpft sind.<br />
Die Empfindung <strong>und</strong> Wahrnehmung eines Umweltreizes ist erst im Gehirn<br />
mögli<strong>ch</strong>.<br />
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Informationsübertragung ans Gehirn<br />
Signalübertragung an einer <strong>ch</strong>emis<strong>ch</strong>en Synapse<br />
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Bei der Erregungsleitung von einem Neuron zum<br />
nä<strong>ch</strong>sten wird die Information über die Erregung<br />
mehrfa<strong>ch</strong> umkodiert.
Wahrnehmung im Gehirn<br />
Bau des mens<strong>ch</strong>li<strong>ch</strong>en Grosshirns <strong>und</strong> Funktion der Rindenfelder<br />
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Rindenfelder<br />
Körperfühlsphäre <strong>und</strong> primäres motoris<strong>ch</strong>es Rindenfeld mit den dort repräsentierten Körperteilen.<br />
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Fünf Sinne<br />
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Ohr<br />
Me<strong>ch</strong>anorezeptoren<br />
Me<strong>ch</strong>anorezeptoren reagieren auf Druck, Berührung, Dehnung, Bewegung <strong>und</strong> S<strong>ch</strong>all.<br />
Sie senden elektris<strong>ch</strong>e Signale aus, wenn sie verformt werden.<br />
Diese Sinneszellen sind in einer Vielzahl von <strong>Sinnesorgane</strong>n enthalten. Sie ermögli<strong>ch</strong>en<br />
unter anderem das Hören, den Glei<strong>ch</strong>gewi<strong>ch</strong>tssinn, den Tastsinn <strong>und</strong> die Wahrnehmung<br />
der Körerstellung.<br />
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Haut
Chemorezeptoren<br />
Chemorezeptoren sind Sinneszellen, die auf bestimmte <strong>ch</strong>emis<strong>ch</strong>e Substanzen<br />
anspre<strong>ch</strong>en. Sie sind Gr<strong>und</strong>lage für den Geru<strong>ch</strong>s- <strong>und</strong> Ges<strong>ch</strong>macksinn.<br />
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Fotorezeptoren<br />
Fotorezeptoren sind li<strong>ch</strong>tempfindli<strong>ch</strong>e Sinneszellen, die das Sehen ermögli<strong>ch</strong>en.<br />
Sie reagieren auf elektromagnetis<strong>ch</strong>e Strahlung unters<strong>ch</strong>iedli<strong>ch</strong>er Wellenlänge.<br />
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Thermorezeptoren<br />
Thermorezeptoren sind Sinneszellen, die auf Temperaturunters<strong>ch</strong>iede reagieren.<br />
Sie bilden die Gr<strong>und</strong>lage für das Wärme- <strong>und</strong> Kälteempfinden der Haut.<br />
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Infrarotrezeptoren bei S<strong>ch</strong>langen<br />
Grubenorgan (Klappers<strong>ch</strong>lange) Labialgruben (Baumphyton)<br />
Das Grubenorgan besteht im wesentli<strong>ch</strong>en aus einer dünnen Membran, in wel<strong>ch</strong>er si<strong>ch</strong> die Thermorezeptoren befinden. Hinter<br />
dieser Membran liegt eine luftgefüllte Kammer. Mit dem Grubenorgan können Temperaturänderungen von 0,003 °C erkannt<br />
werden.<br />
Die Labialgruben haben einen stark dur<strong>ch</strong>bluteten Gr<strong>und</strong>, auf dem si<strong>ch</strong> die Infrarotrezeptoren befinden. Mit diesen Gruben können<br />
die S<strong>ch</strong>langen Temperaturdifferenzen bis zu 0,026 °C registrieren.
Elektrorezeptoren<br />
Elektrozezeptoren reagieren sehr empfindli<strong>ch</strong> auf Veränderungen im<br />
elektris<strong>ch</strong>en Feld. Sie kommen beim Mens<strong>ch</strong>en ni<strong>ch</strong>t vor, aber zum Beispiel<br />
beim Elefantenfis<strong>ch</strong> <strong>und</strong> einigen anderen Fis<strong>ch</strong>gruppen.<br />
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