Neuro 2a Visuell Flashcards
(Bild Auge)
Benennen Sie die folgenden Bereiche des menschlichen Auges und deren Funktion:
Erklären Sie die Phototransduktion (d.h. die Umwandlung von Lichtwellen in neuronale Impulse) in den Photorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) der Retina im Detail.
Phototransduktion: Überführung eines Reizes elektromagnetischer Strahlung in einen zellulären Effekt
Bei Dunkelheit: Viel cAMP in Zelle vorhanden -> Natriumkanäle sind offen (cAMP-gesteuert) -> Depolarisation der Zelle -> Öffnung spannungsabhängiger Calciumkanäle Æ Calcium strömt ein -> Ausschüttung von NT (Glutamat) in synaptischen Spalt -> Aktivierung Bipolarzellen in Form von ausgesendeten IPSP’s -> Ganglienzelle (die immer Spontanaktivität hat) wird gehemmt -> verringerte Aussendung von AP’s an das Gehirn
Bei Helligkeit: Licht wird von Photopigment absorbiert -> Aktivierung Rhodopsin -> G-Protein Transducin ersetzt GTP durch GDP -> aktiviert Enzym Phosphodiesterase (PDE) -> PDE baut cAMP ab -> Dunkelstrom wird blockiert (Schließung des Natriumkanals durch Abbau von cAMP) -> Zelle hyperpolarisiert -> spannungsabhängige Calciumkanäle schließen sich -> weniger NT werden ausgeschüttet -> keine/weniger Aktivierung der Bipolarzellen -> keine Hemmung der Spontanaktivität der Ganglienzellen -> AP werden ans Gehirn gesendet
Nennen Sie die einzelnen Stationen der Sehbahn (d.h. der Weg der visuellen Informationen von der Netzhaut durch das Gehirn).
1.Sehnerv (Axone der Ganglienzellen)->
2.chiasma opticum (Partielle Überkreuzung des Sehnervs) ->
3.prätektale Region (Bereich des Mittelhirns, der die Augenreflexe steuert) ->
4.coliculi superiores (Teil des Mittelhirns, das Augenbewegungen und komplexe Reflexe in Zusammenhang mit dem Gehör koordiniert) ->
5.corpus geniculatum laterale (CGL) des Thalamus (Sehnerven enden hier) ->
6.radiatio optica (Weiterleitung zum visuellen Kortex) ->
7.Verarbeitung der visuellen Informationen im visuellen Kortex
Nennen Sie die in der Vorlesung besprochenen Eigenschaften des primären visuellen Kortex. D.h. welche Arten der Informationsverarbeitung findet man im V1.
-> V1 ist retinotp organisiert, d.h. benachbarte Punkte auf der Retina werden auf benachbarte Areale im V1 abgebildet
-> Hinzu kommt die sog. kortikale Magnifikation: kleiner Stimulus nahe der Fovea (viele Zapfen) aktiviert ein größeres Areal als großer Stimulus in der Peripherie
-> Okulare Dominanzsäulen: Inputs aus dem linken und rechten Auge werden vornehmlich in getrennten Zellverbänden/Bereichen verarbeitet.
-> Orientierungssäulen (innerhalb der okularen Dominanzsäulen): Neurone die selektiv auf verschiedenartig ausgerichtete, balkenförmige Stimuli im visuellen Feld reagieren
-> Gegenfarbenkanäle (Blobs): Gruppe von Zellen die auf Farbinformationen und Kontraste auf verschiedenste Weisen reagieren (weisen keine Orientierungsspezifität auf)
Was ist der Unterschied zwischen On-Center und Off-Center Ganglienzellen? Wofür sind diese Arten von Ganglienzellen wichtig?
Die rezeptiven Felder der Ganglienzellen haben ein „Center“ und ein „Surround“ Areal (innen und außen)
Eine Ganglienzelle antwortet mit Erregung und Hemmung, je nachdem welches Areal des rezeptiven Feldes gereizt wird.
ON-Center OFF-Surround Ganglienzelle: antwortet mit Erregung, wenn das Licht in das „Center“ fällt und mit Hemmung, wenn das Licht in das „Surround“ Areal fällt.
OFF-Center ON-Surround Ganglienzelle: antwortet mit Hemmung, wenn das Licht in das „Center“ fällt und mit Erregung, wenn das Licht in das „Surround“ Areal fällt.
Funktion: Wahrnehmung von Helligkeitskontrasten/Kanten
Was ist der Unterschied zwischen Stäbchen und Zapfen? Wo in der Netzhaut findet man vor allem Stäbchen und wo Zapfen?
Stäbchen: Wahrnehmung der Helligkeit/Graustufen, hier kein Detailsehen möglich Vorkommen: hauptsächlich in der Peripherie
Zapfen: ermöglichen Farbsehen, hier ist eine hohe Sehschärfe möglich (jedoch nur unter starker Beleuchtung) Vorkommen: vorwiegend in der Fovea
Was sind physikalisch gesehen die Stimuli, auf die unser visuelles System reagiert. Welche Eigenschaften dieser Stimuli bestimmen a) die Helligkeit und b) die unterschiedlichen Farben die wir wahrnehmen
Das visuelle System reagiert auf verschiedene elektromagnetische Wellen innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches. Helligkeit: Höhe (Amplitude) der elektromagnetischen Wellen unterschiedliche Farben: verschiedene Frequenzbereiche (kurze/lange Wellenlängen); hierfür sind 3 unterschiedliche Arten von Zapfen (rot, blau, grün) zuständig, welche für unterschiedliche Wellenlängen sensitiv sind
Was versteht man unter dem „Bindungsproblem? Welche Theorien wurden hinsichtlich dessen entwickelt?
Das Bindungsproblem beschreibt die Frage, ob, wo und wie die Wahrnehmung eines gesamten/zusammengesetzten Objektes zustande kommt. Verschiedene Informationen werden parallel in verschiedenen kortikalen Regionen verarbeitet, die Frage ist, ob und wo diese wieder zusammenlaufen um einen Gesamteindruck entstehen zu lassen. Hierzu wurden verschiedene Theorien entwickelt:
Theorie 1: Großmutterzellen -> verschiedene Zellen kodieren verschiedene Eigenschaften des Objekts, diese laufen dann in einer Zelle zusammen. Problem: Was passiert, wenn diese „Großmutterzelle“ abstirbt?
Theorie 2: Synchrone Aktivität von Zellverbänden -> Nervenzellen, die verschiedene Eigenschaften des Objektes codieren feuern synchron, dadurch wird das Objekt repräsentiert. Verschiedene Zellverbände stellen dabei verschiedene Objekte dar, wobei nur innerhalb eines Zellverbandes synchron gefeuert wird (nicht zwischen verschiedenen Zellverbänden). Im EEG ist eine synchrone Aktivierung bei der Objektwahrnehmung zu beobachten
Was versteht man unter einem visuellen Neglect? Wie kommt ein visueller Neglect auf der biologischen Ebene zustande?
Unter einem visuellen Neglect versteht man die Vernachlässigung der rechten oder linken (abhängig von der Läsionsseite) Hälfte des Wahrnehmungsfeldes. Der Patient selbst nimmt diese Störung nicht wahr. Er kommt durch eine Läsion im Parietallappen des Cortex als Folge von Schlaganfällen oder Kopfverletzungen zustande (nicht durch eine Schädigung des primären Sehsystems). Der Parietallappen spielt eine wichtige Rolle bei der Aufmerksamkeitssteuerung.
Welche Aspekte der visuellen Stimuli werden im ventralen Pfad verarbeitet und welche Aspekte der visuellen Stimuli werden im dorsalen Pfad verarbeitet? Welche der folgenden Areale befinden sich im dorsalen/ventralen Pfad und welche Funktionen haben diese Areale:
ventraler Pfad („Was?“):
V4 -> Im V4 werden Farben verarbeitet. Hier ist eine hohe PET Aktivität zu beobachten, wenn Personen Farben sehen. Läsion: kontralateral werden nur noch Hell-Dunkel-Töne wahrgenommen
FFA (Fusiform Face Area) -> Hier wird die Erkennung von Gesichtern verarbeitet. Aktivierung bei Betrachtung von Gesichtern (im Gegensatz zu Objekten) Läsion: Prosopagnosie
IT (Inferior temporal cortex)-> Verarbeitet bestimmte Stimuluseigenschaften wie z.B. Oberflächenbeschaffenheit, komplexere Formen (wie z.B. apfelähnliche Körper, Farbveränderung)
dorsaler Pfad („Wo?“):
MT/V5 (middle temporal area) -> Zellen hier verarbeiten die Richtung in die sich bestimmte Stimuli bewegen und die Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegen. Bei präferierter Richtung oder Geschwindigkeit, feuern diese Zellen besonders stark. Läsion: Akinetopsie (Unfähigkeit Bewegungen wahrzunehmen).
Wie ist die menschliche Netzhaut aufgebaut?
verschiedene Schichten: (von hinten nach vorne) Stäbchen & Zapfen -> Bipolarzellen -> Ganglienzellen -> Sehnerv (zusammenlaufende Axone der Ganglienzellen)
Wie ist es zu erklären, dass man in der Fovea die höchste Sehschärfe hat?
Auf der Fovea befinden sich ausschließlich Zapfen (1:1 mit Ganglienzelle verschaltete), welche eine hohe Sehschärfe besitzen. Außerdem ist die davor liegende Ganglienschicht an dieser Stelle etwas dünner bzw. zur Seite verschoben, sodass das Licht nicht durch die davor liegenden Zellschichten verzerrt wird
Wie wird die Wahrnehmung von unterschiedlichen Farben durch die Zapfen realisiert?
Die verschiedenen Arten von Zapfen sind für verschiedene Wellenlängen sensitiv, so entsteht die Wahrnehmung von Farben. (Zapfen für Blau-, Grün-, und Rotwahrnehmung)
