40-62 Flashcards
- Erklären Sie den Begriff der Kennlinie (beschriftete grafische Darstellung) im Kontext der Informationsverarbeitung durch Sinneszellen und stellen den Zusammenhang mit der Adaptation her.
• Abbildung der Reaktionstärke auf die Reiz-stärke
• bei anteigender Reizintensität ist auch die Antwort größer
• Weber’sches Gesetz – dI/I=Kw
• Adaptation: Verschiebung der kennlinie nach rechts/links → Aufrehcterhalten der
Empfindlichkeit und genauigkeit über großen Bereich
- Welche Typen der Steuerung von Ionenkanalproteinen kennen Sie ? Nennen Sie jeweils ein Beispiel.
- Ligandenabhängig – nACh-Rezeptor
- spannungsabh. - Na+-Kanal
- mechanosensitiv – Tip-link
- lichtsensitiv - Channelrhodopsin
- temperaturgesteuert
- Kennlinien von Sinneszellen: (a) Zeichnen Sie die Kennlinie einer Sinneszelle (Achsenbeschriftung nicht vergessen) und beschriften sie diese. (b) Warum sollten Sinneszellen eher steile Kennlinien besitzen? (c) Zeichnen Sie im Diagramm ein, wie sich die Kennlinie durch Adaptation verändert
- b: um einen großen Reizbereich abzudecken
* c: Verschiebung nach rechts/links
- Was versteht man unter dem Weberschen Gesetz ?
- DI/I=Kw
* Verhältnis der Intensitäten ist wichtig, nicht absolutwerte (Zeitung bei unterschiedlichem Licht)
- Benennen Sie die Unterschiede im Transduktionsprozess zwischen einer Haarsinneszelle und einem Photorezeptor!
• HZS:
◦ tip-link:mechanosensitiver ionenkanal
◦ Rezeptorpotenzial, wenn adäquater Reiz vorhanden
• Photorezeptorz.
◦ Rhodopsin – lichtsensitiv → Enzymkaskade(verstärkung) ◦ Dunkelstrom
◦ Rezeptorpotenzial, wenn kein Reiz vorhandenen
- Erläutern Sie die Begriffe afferente und efferente Neurone und geben Sie jeweils ein Beispiel
- afferente: leiten den Reiz z.B. aus HSZ Richtung ZNS weiter
- efferente: leiten AP von ZNS zu HSZ
- Aus welchen Komponenten besteht Rhodopsin und welche Komponente muss geändert werden, um das Absorptionsspektrum zu verändern ?
Rhodopsinmoleküle, die Lichtquanten absorbieren und den Transduktionsprozess in Gang setzen können. Das Rhodopsin besteht aus zwei Komponenten, einem Membranprotein, dem Opsin, und dem lichtempfindlichen Retinal, eine Form des Vitamin A.
Das Retinal ist an die negativen Ladungen des Opsins gebunden und liegt in der 11‐cis‐Stellung innerhalb des Proteins. Wenn das Retinal ein Lichtquant (h) einfängt, ändert es seine Konformation von der gewinkelten 11‐cis‐Stellung in die gestreckte all‐trans‐Stellung.
- Durch welche Prozesse wird Rhodopsin nach dem Zerfall bei Wirbeltieren und Insekten wieder hergestellt ?
• Wirbeltiere: aus Vitamin A im Dunkeln, Syntheseweg
• Insekten Photoisomerisation durch ein zweites Photon anderer Wellenlänge
können Insekten das Metarhodopsin‐2, das für die Auslösung des Rezeptorpotentials notwendig ist, unmittelbar durch die Absorption eines weiteren Lichtquants regenerieren
- Benennen Sie (a) die beteiligten Elemente und die wesentlichen Schritte bei der Transduktion eines Photorezeptors bei Wirbeltieren (b) Wie verändert sich das Membranpotential bei Beleuchtung?
- Rhodopsin-Photoisomerisierung → Enzymkaskade → beendet Dunkelstrom → Hyperpolarisation → Ende Rezeptorausschüttung an präsynaptischer Membran → weniger AP in bipolaren Ganglien
- Hyperpolarisation
- Erläutern Sie am Beispiel des Sehsystems mit einer Skizze das Prinzip und die Wirkung der ‚lateralen Inhibition’
Nervenzellen im visuellen System besitzen rezeptive Felder. (1) Skizzieren und erläutern Sie kurz die Struktur eines einfachen rezeptiven Feldes. (2) Welche Zellen in der Retina besitzen typischerweise rezeptive Felder? (3) Was ist die Funktion eines rezeptiven Feldes ?
- On Mitte, off Rand, rund
- Ganglien
- Vorbereitung der Objekterkennung
- Pixel= r.F.
- konvergente Schaltung
- Was ist ein ‘rezeptives Feld’? Wie entsteht ein einfaches rezeptives Feld
Ein rezeptives Feld ist eine Fläche/ Stelle auf einem Interneuron –> es ist für die Antworteigenschaften des Interneurons zuständig
- es kann für Erregung, Hemmung & Inhibition sorgen
52.Beschreiben Sie die Antworten des rezeptiven Feldes einer visuellen Nervenzelle mit einem erregenden Zentrum auf (1) gleichmäßige Beleuchtung (2) zentrale Beleuchtung und (3) periphere Beleuchtung (beschriftete Skizze)
- 1) keine Reaktion, gleichbleibendes Signal
- 2) starke Antwort, starkes AP
- 3) keine Antwort, zu starke Hemmung
- Welcher Zusammenhang besteht zwischen Schallausbreitungsgeschwindigkeit (c), Wellenlänge (λ) und Schallfrequenz (f) ? In welchem Medium breitet sich Schall schneller aus, in Luft oder in Wasser?
- c=λf
* Luft (343m/s)< Wasser(1500m/s)
- Was versteht man unter Frequenz-Orts-Transformation in der Cochlea ? Warum ist diese vor allem für Schallfrequenzen über 1000 Hz wichtig ?
• AP-Höchstfrequenz: 1000Hz
• in Cochlea werden durch die Eigenschaften der Basilarmembran für jede Frequenz nur
bestimmte HSZ aktiviert, nur jeweils da, wo die schwingung an der Basilarmembran ihr maximum hat
◦ am Anfang beim ovalen Fenster: steif, dünn, hochfrequent
◦ bei Helicotrema: „lapprig“, breit, tiefe Frequenzen
- Skizzieren Sie die wesentlichen Schritte bei dem Transduktionsprozess in einer Haarsinneszelle
- Beugung der Cilien an Tektorialmembran
- Öffnung der Tip-Link-Kanäle
- K+einstrom aus Endolymphe, Depolarisierung
- Depolarisation führt zur Öffnungspannungs-abhängiger Ca2+-Kanäle.
- Ca2+-Einstrom führt zur Transmitterfreisetzung
- Skizzieren Sie den Bau einer einzelnen Haarsinneszelle und nennen die wichtigen Schritte bei dem Transduktionsprozess dieser Sinneszellen
- Tip-Link an Sterecilien, Kinocilium in endolymphe
- ca2+-kanäle
- Transmittervesikel
- Synapse
- Was ist das Salvenprinzip in den Rezeptorneuronen des Hörsystems ? Warum ist das Salvenprinzip wichtig ?
- Phasenkopplung des Rezeptorpotenzials
- zum Richtungshören, dt
- da Rezeptorpotenzial viel langsamer als Interaural-TD
- Welche beiden physikalischen Kenngrößen setzt der Mensch bei der Schalllokalisation ein? Welche Kenngröße eignet sich besser für die Ortung bei niedrigen (< 3kHz) und welche bei höheren Frequenzen (>3 kHz) ?
• Hochfrequent-(phasenlaufzeit) + ITD • IID-niederfrequent
- Schalllokalisation bei Schleiereulen: (1) Welche physikalischen Kenngrößen benutzt die Schleiereule zur Schalllokalisation ? (2) Welche Anpassungen besitzt die Schleiereule, um die Höhe einer Schallquelle zu bestimmen ? (3) Erläutern Sie, wie Koinzidenzdetektoren zur Schalllokalisation der Schleiereule beitragen
• 1) ITD-horizontal-azimuth, IID-vertikal, entfernung
• 2) asymetrische Ohren+Federtrichter/Parabolspiegel, ohren nach oben/unten gerichtet
• 3) für zeitliche genauigkeit bei ITD, axonale Laufzeiten → nur von beiden Seiten erregtes
Neuron feuert
Schleiereulen können Schallquellen im Raum gut lokalisieren, weil
◦ sie asymmetrische Ohren besitzen
◦ die Meldungen von beiden Ohren durch Koinzidenzdetektoren verglichen werden
• in ihrem Innenohr keine Frequenz-Orts-Transformation stattfindet
• sie auch mit einem Ohr schon sehr gut Schall lokalisieren können
• das Salvenprinzip bei ihren auditorischen Neuronen keine Bedeutung hat
