Sinne und Nerven Wie kommunizieren wir mit unserer Umwelt?

Sinne und Nerven

Wie kommunizieren wir mit unserer Umwelt?

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Teil I Sinne und Sinnesorgane

• Wie viele Sinne kennt ihr?• Welche Sinnesorgane gehören dazu?• Kennt ihr weitere Sinne/Wahrnehmungen?

Gleichgewicht, Beschleunigung, Drehbeschleunigung, Außentemperatur, Körpertemperatur, Schmerz, Hunger/Blutzuckergehalt , Selbstwahrnehmung (z.B. Muskelspannung und Gelenkstellung)

Das SäugetieraugeNetzhaut

Glaskörper

Fovea centralis (gelber Fleck)

Blinder Fleck

Iris

Lederhaut

Hornhaut

Aderhaut

Ciliarmuskel und Ciliarbänder

Linse

Augenmuskeln

Sehnerv

Die Netzhaut

Normalsichtiges Auge

Scharfes Sehen und Sehfehler

Stäbchen und Zapfen

Farbensehen ist eine Verrechnungsleistung des Gehirns

Mischen von Farben

additiv subtraktiv

Wer mischt die Farben? Wie werden sie gemischt?

3d Sehen• 2 Augen, 2

verschiedene Bilder

• Erfahrung: Farbperspektive, Größenvergleiche (Fluchtpunkt)

• Wer sieht den Ring?

Hier sind die beiden verschiedenen Bilder sichtbar, 3d nur mit Rotgrünbrille

Physikalische Kenngrößen einiger wichtiger Sinne

Aufbau der HautDie Oberhaut: Hornschicht und Epidermis (Keimschicht, rot) gebildet. Darunter: Lederhaut (Corium, rosa)

In gelb: Unterhaut (Subcutis) v.a. Fettgewebe. Schweißdrüsen (grün) münden in HautporenJedes Haar verfügt über einen Aufrichtemuskel und eine Talgdrüse.  Aus: Weitz, B. (1998) Atlas der

Anatomie. Weltbild Verlag, München

Sinne der Haut

Die Hautsinne:1 Freie Nervenendigungen  (Schmerz) 2 Tastscheiben 3 Tastkörperchen 4 Endkolben  (Kälte) 5 Endplatten  (Wärme) 6 Haarbalggeflecht  (Berührung) 7 Lamellenkörperchen  (Druck)

Ohr des Menschen

Ohr des Menschen

Im Ohr finden sich mehrere Sinnesorgane. Außer Schall wird im Innenohr die Lage (gegen die Schwerkraft) und Drehbewegung bzw. Beschleunigung registriert.

Ausguss des Labyrinths

Schnitt durch die Cochlea

Scala vestibuli

Schnitt durch die Cochlea

Je weiter weg vom ovalen Fenster, desto breiter und nachgiebiger wird die Basilarmembran. Das heißt je weiter wir zum Helikotrema vordringen, desto niedriger ist die Resonanzfrequenz.

Wanderwelle und Zusammenhang zu den Frequenzen

Hörflächen

Hörsinneszelle

Nase

Riechsinneszelle

• Schlüssel-Schloss-Prinzip!

Zunge

Die gute alte Zungenkarte

Geschmackssinneszelle

• Schlüssel- …?

Was haben alle Sinnesorgane gemeinsam?

• Sind mit dem Gehirn verbunden• Besitzen Sinneszellen• Def. Sinneszelle: …

Reiz-Reaktionsschema

Sinneszelle wandelt den Reiz in ein elektrisches Signal

motorischer Nerv

OrganeDas Signal wird zum Gehirn weitergeleitet

Nervenzellen

Nervenzellen befinden sich überall im Körper.

Die meisten Nervenzellen findet man im Gehirn (2*1010 -1012) und im Rückenmark (3*1010 -1011)

Ein Nerv ist ein Bündel von Nervenzellfortsätzen (Axonen/Neuriten).

Neuron

Aufbau einer Nervenzelle: Beschrifte die Nervenzelle auf dem AB

Maßstäbliche Abbildung einer Nervenzelle

Mororische und sensorische Nerven

Nervenzellen=Neuronen

• Sind wie andere Zellen ausgestattet, sehen aber sehr eigentümlich aus

• Können elektrische Signale leiten (Kabel)

• Motorische Neurone enden an Organen ( Bsp.?)

• Sensorische Neurone leiten Impulse zum Gehirn ( Bsp.?)

• Meist zu Nerven gebündelt• Interneurone verknüpfen mot.

und sens. Neurone, bilden Schaltkreise im Gehirn / RM.

Nervenquerschnitt im Mikroskop

Neuronen stehen miteinander in Verbindung

• Bis zu 10 000 Synapsen/ Neuron (Ø1000)

• Insgesamt ca. 1014 Synapsen im Gehirn

• Synapsen können sich neu bilden oder ihre Stärke verändern ( Lernen)

Synapsen

Kokain, Crack, Methylphenidate (Ritalin), Ephedrin, MDMA (Ecstasy –lila Smiley), Meskalin (Kaktusfleisch getrocknet), LSD (Löschblatt im Tütchen), Psilocybin (getrockneter Pilz), Aztekensalbei (Extrakt im Tütchen), Diphenhydramin (pinke Antihistaminpille), Fliegenpilz , Tylenol ( Nr.3, Schmerzmittel), Codeinhaltiges Muskelrelaxans, Pfeifentabak , Bupropion (bräunlich, Antidepressivum), Cannabis , Haschisch , ...Metamphetamin=Panzerschokolade

Psychoaktive Substanzen wirken an Synapsen.

-Genussmittel-Medikamente-Drogen

Sucht„Das unabweisbare Verlangen nach einem bestimmten Erlebniszustand. Diesem Verlangen werden die Kräfte des Verstandes untergeordnet.“

substanzgebundene Abhängigkeit

Folgen? (soziale Bindungen, soziale Chancen, Persönlichkeit)

Art der Droge,Verfügbarkeit,Stärke, DosisWirkung, Image,Gesetze, PreisWerbung

Stärken, Schwächen,Beziehungsfähigkeit, Selbstwertgefühl, Erbanlagen, Lebensgeschichte

Familie, Freunde,Wohnsituation,Vorbilder, Gesellschaft, Konsumverhalten, Arbeit/Schule, Freizeit

Sucht am Beispiel KokainKokain verhindert die Wiederaufnahme des Transmittermoleküls Dopamin.

Belohnungssystem (Funktion?) wird aktiviert.

Häufiger Konsum Abbau der Dopaminrezeptoren. (warum?)

Dosiserhöhung

bei Entzug wird das Belohnungssystem nur noch schwer aktiviert.

Craving, depressive Gemütslage, Antriebsarmut, Suizidgedanken…

Nervengifte und Drogen

Ergänzungen

Quelle: Nutt, David, Leslie A King, William Saulsbury, Colin Blakemore. "Development of a rational scale to assess the harm of drugs of potential misuse" The Lancet 2007; 369:1047-1053 (24. 3. 2007)

Das Nervensystemca. 1012 Neuronen (= Nervenzellen)1,5* 1014 Synapsen = Verschaltungen1013 Gliazellen.(Schutz, Ernährung)

Hirn und RM =Zentralnervensystem =ZNS

Peripheres NS=

12 Hirnnerven+

31 RM-Nerven

Reflexe sind einfach organisiertes Verhalten

Ein monosynaptischer Reflex kommt mit zwei Neuronen (sensorisches und motorisches) aus. Eigenreflex (Sensor und Effektor im selben Organ, z.B. Kniesehnenreflex oder Achillessehnenreflex)

Polysynaptische Reflexe sind meist Fremdreflexe wie der Hustenreflex oder der Lidschluss

Bsp. Für Reflexe

• Kniesehnenreflex (Eigenreflex)• Lidschlussreflex (Fremdreflex)• Saugreflex• Atemschutzreflex

Aufbau des Nervensystems

• ZNS (Gehirn und Rückenmark)

• PNS Peripheres Nervensystem aus 43 paarigen Nerven, fast alle enthalten sowohl motorische als auch sensorische Nervenfasern

(Ausnahmen z.B. N. opticus, N. olfactorius)

Aufbau des NervensystemsDer fünfte Hirnnerv ist der Nervus trigeminus, er wird teilweise für Operationen im Unterkieferbereich ausgeschaltet.

So wie er, zweigen sich alle Hirn- bzw. Spinalnerven weiter auf und innervieren so alle Organe des Körpers

Das vegetative Nervensystem

Teil des PNS, auch autonomes NS genannt Kontrolle des inneren Milieus (Homöostase)

Symphatisches NS rot, parasympathisches NS blauSNS gesteuert durch Hypothalamus und HirnstammPNS gesteuert durch Hirnstamm und sakrales RM

Stress ist ein komplexes Wirkungsgefüge

Aufbau des GehirnsH

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Hierarchie des Gehirns

Hirnstamm (verl. Mark, Brücke und Mittelhirn): Kontrolle von Blutdruck, Atmung, Herzfrequenz, Schlaf, Schwitzen, Schlucken, Brechen, Husten. Integration von angeborenen Verhaltensweisen („Instinkte“) überlebenswichtig, aberMangel an Plastizität!

Das KleinhirnGehört zum Hinterhirn (zu dem auch der Hirnstamm gehört). Funktion: Koordination und Feinabstimmung von Bewegungs-abläufen. (Tanzen, Kampfsport, Klavierspielen ...

Hierarchie des GehirnsLimbisches System (rot gefärbt):Modifikation von angeborenen Verhaltensweisen (Triebverhalten)Affekte, Emotionen, Gedächtnis, Sozialverhaltenartspezifisches Verhalten der höheren Vertebraten

(besteht entwicklungsgeschichtlich aus verschiedenen Teilen)

Störungen: PTD, Depressionen, Autismus, Phobien

Hierarchie des GehirnsHippocampus gehört ebenfalls zum limbischen System (anatomisch zum Großhirn).Funktion:Zusammenfassung unterschiedlicher sensorischer Informationen und Weiterleitung an den Cortex generiert GedächtnisWichtige Rolle bei Emotionen(Atrophie bei PTD/Depressionen und starkem emotionalem Stress)Adoleszentes Rauschtrinken

Hierarchie des GehirnsZwischenhirn (Diencephalon):Thalamus, Hypothalamus, Hypophyse)

Thalamus: Durchgangstation und Filter, lässt nur wichtiges durch zum Großhirn

Hypothalamus: Steuerzentrale des veg. NS Homöostase, Hormonzentrale, wirkt auch über die

Hypophyse: Hirnanhangsdrüse, Kontrolle der meisten Hormondrüsen

Hierarchie des GehirnsNeocortex:Primäre Rindenfelder und Assoziationsfelderräumlich-zeitliche Analyse der Umwelt, abstraktes Denken,Entwurf von Handlungsstrategien und –konzepten,Planung der Zukunft, ErfindungenBewusstsein GedächtnisspeicherPhantasie

Blick ins arbeitende Gehirn

Gemessen wird die Hirnaktivität mit Hilfe von radioaktiv markiertem Zucker (PET= Positronen-Emissionstomographie).

Im Großhirn gibt es Regionen die für bestimmte Aufgaben verantwortlich sind.

Personality, social behavior

Funktionsweise des Gehirns• Modular und vernetzt• Verschiedene Module entsprechen

unterschiedlichen Hirnarealen• Zerlegung in Einzelaspekte. • Integration der Einzelaspekte• Neuronale Karten• ???

Somatosensorischer (li.) und motorischer (re.) Cortex.

Das Sehen findet im wesentlichen im Gehirn statt.

Im Vergleich

Gehirn

Die Großhirnrinde

Die Großhirnrinde

Motorische und somatosensorische Rinde

Schäden des Nervensystems

• Querschnittslähmung• Stoffwechselerkrankungen (Parkinson,

Alzheimer, Depressionen, …) Jgst. 12• Phantomschmerzen• Ausfälle des Gehirns z.B. durch

Verletzungen oder Schlaganfälle