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Biologische Psychologie I. Kapitel 6 Das visuelle System. Peter Walla. Das visuelle System. Licht (Adäquater Reiz für die Augen!): Energieteilchen (Photonen!)Elektromagnetische Welle Das sichtbare Spektrum für das menschliche Auge ist im Bereich von 380nm bis 760nm! - PowerPoint PPT Presentation
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Kapitel 6
Das visuelle System
Biologische Psychologie IBiologische Psychologie I
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Licht (Adäquater Reiz für die Augen!):
Energieteilchen (Photonen!) Elektromagnetische Welle
Das sichtbare Spektrum für das menschliche Auge ist im Bereich von 380nm bis 760nm!
Die Wellenlänge spielt eine RolleFür die Farbwahrnehmung,die Intensität für die Helligkeits-wahrnehmung!
Verschiedene Tiere haben z.T.verschiedene Spektren!(z.B. Spinnen!)
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle SystemLicht gelangt durch die Pupille in das Auge!
Die Pupille passt sich an Beleuchtungsverhältnissean (wie die Blende eines Fotoapparats!)Die Iris (ringförmiger Muskel) ändert die Öffnungsweite!
Kompromiss zwischen Empfindlichkeit und Schärfe!
Anatomie:
Pupille
Iris
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Die Linse hat an sich eine eher kugelige Gestalt!
Durch die Zugkraft der Ligamente (Zonulafasern) wird die Linse abgeflacht!
Die Kontraktion der Ziliarmuskeln reduziert die Zugkraft und die Linse wird kugelig (Nahsicht!)
Wenn sich die Ziliarmuskeln entspannen, flacht die Linse ab! (Fernsicht!)
Akkomodation!
Dreidimensionales Sehen wird durch 2 überlappende Bilder (Binokulare Disparität!) ermöglicht!
Cocktail-Würstchen!
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle SystemDie Retina (Netzhaut):
Sie besteht aus 5 Schichten verschiedener Neuronenarten:
Rezeptoren, Horizontalzellen, Bipolarzellen, amakrine Zellen und Ganglienzellen!
„Verkehrte Situation“ (Verzerrung + Blinder Fleck)
Fovea centralis (0.33cm)
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Sehen mit Zapfen und Stäbchen:
Duplizitätstheorie des Sehens!
Photopisches Sehen Skotopisches Sehen(zapfenvermittelt) (stäbchenvermittelt)
Diese 2 Arten des Sehens unterscheidensich bereits in der Konvergenz ihrerVerschaltung!
Das konvergente skotopische Sehen gehtauf Kosten der Schärfe!
Die mehr oder weniger direkte Verschaltungim Rahmen des photopischen Sehens gehtauf Kosten der Empfindlichkeit!
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Verteilung der Rezeptoren auf der Retina:
Das visuelle System: Eigene DatenDas visuelle System: Eigene Daten
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle SystemSpektrale Empfindlichkeit:
Lichter derselben Intensität können abhängig von ihrer Wellenlänge unterschiedlich hell wahrgenommen werden!
Die relative Helligkeit von Lichtern derselben Intensität kann graphisch in Form von so genannten spektralen Empfindlichkeitskurven dargestellt werden!
Bei Vorhandensein von Zapfen undStäbchen gibt es zwei spektraleEmpfindlichkeitskurven
Photopische spektrale Empf.kurveSkotopische spektrale Empf.kurve
Beim Übergang vom photopischen zumSkotopischen Sehen (Dämmerung) kann eszu interessanten Phänomenen kommen(Purkinje-Effekt!)
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Augenbewegungen:
Die meisten Zapfen sind in der Fovea centralis, dennoch nehmen wir eine ausgedehnte farbige Umwelt wahr! Wie funktioniert das?
in jeder Sekunde finden ca. 3 verschiedene Fixationen statt, die durch schnelle Augenbewegungen entstehen (Sakkaden!).
durch die regelmäßigen Sakkaden kann das visuelle System ständig Informationen mehrerer Bilder integrieren.So entsteht ein grossflächig scharfer und farbiger Eindruck der Umwelt!
Wenn es keine Augenbewegungen gibt, verschwindet das „stabilisierte Netzhautbild“ in wenigen Sekunden! (Experiment mit Projektorlinse!)
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Phototransduktion:
Phototransduktion ist die Umwandlung von Licht in neuronale Signale!(Transduktion Transformation!)
1876 gelang es, ein rotes Pigment aus einer Froschretina zu extrahieren!
Wird dieses Pigment Licht ausgesetzt, dann bleicht es aus (verliert die Fähigkeit, Licht zu absorbieren!
Wird es wieder ins Dunkle gebracht, erscheint die rote Farbe wieder!
Rhodopsin!
die Absorption von Licht und das Ausbleichen des Rhodopsins sind der erste Schritt stäbchen-vermittelten Sehens!
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Skotopisches Sehen ist Rhodopsin-abhängig!
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Rhodopsin (funktionell):
Rhodopsin ist ein Rezeptor, der auf Licht reagiert anstatt auf einen Neurotransmitter!
Rhodopsin ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor, stößt also bei Aktivierung eine Kaskade chemischer Vorgänge an!
Im Dunkeln hält zyklisches GMP (Guanosinmonophosphat) die Natriumkanäle teilweise geöffnet.
Dadurch können Stäbchen leicht depolarisiert gehalten werden!
Deswegen werden stets Neurotransmittermoleküle (Glutamat) freigesetzt (exzitatorisch!).
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Rhodopsin (funktionell):
Werden Rhodopsinmoleküle durch Licht gebleicht, wird die G-Protein-gekoppelte Kaskade deaktiviert!
Zyklisches GMP wird abgebaut und die Natriumkanäle schließen sich!
Da keine Natriumionen einströmen, hyperpolarisiert das Stäbchen und die Glutamatfreisetzung wird reduziert!
Signal-Weiterleitung durch Inhibition!
Über die Photopigmente der Zapfen ist weniger bekannt, aberauch Zapfen werden bei Reizung hyperpolarisiert und setzen weniger Glutamat frei!
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Von der Retina bis zum Kortex:
Die retino-geniculo-striäre Sehbahn!
Mehr als 90% der Axone der retinalenGanglienzellen gehen diesen Weg!
Wichtig: Signale des linkenGesichtsfelds erreichen den visuellenKortex der rechten Hemisphäre!(und umgekehrt)
Das Corpus geniculatum lateralebesteht aus 6 Schichten!
3 Schichten empfangen jeweilsSignale vom ipsilateralen Auge unddie anderen 3 Schichten vomkontralateralen Auge!
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle SystemRetinotope Organisation:
Was bedeutet retinotop?
Retinotop bedeutet, dass Reize, die benachbarten Bereichen der Retina präsentiert werden, benachbarte Neuronen erregen!
Das retino-geniculo-striäre System ist auf allen Ebenen retinotop organisiert!
Die M- und P-Kanäle:
Durch jedes Corpus geniculatum laterale verlaufen zwei unabhängige kommunikationskanäle!
Die 4 oberen Schichten sind parvozellulär (P-Schichten; langsam leitende Neuronen mit kleinen Zellkörpern!Die anderen 2 Schichten sind magnozellulär (M-Schichten; schnell leitende Neuronen mit grossen Zellkörpern!
Zapfen liefern den Hauptinput für die P-Schichten, während Stäbchen den hauptinput für die M-Schichten liefern!
Peter Walla
Das visuelle SystemDas visuelle System
Eine ähnliche funktionelle Unterscheidung gibt es auch bei Spinnen!
