Neurophysiologie Flashcards
Woraus ist die Retina des Auges zusammengesetzt?
- Rezeptorstäbchen und Zapfen
- Zwischenneuronen (Amakrin-, Horizontal- und Bipolarzellen)
- Gabglienzellen (P und M Zellen)
Was ist die Hauptaufgaben der Stäbchen und Zapfen?
Transduktion und Sehpigmente
Was passiert bei der Transduktion?
Umsetzung von Licht (physikalischer Reiz) in elektrische Signale
Lösen AP aus, um Signal weiterzuleiten; chemische Reaktion)
Was ist die Hyperpolarisation?
Eine signalverstärkende Enzymkaskade, die die gesamten Zapfen und Stäbchen aktiviert
Wie sind die Stäbchen (rods) zusammengesetzt?
skoptisches sehen, hohe Lichtsensitivität
ca. 120 Mio Stäbchen, hauptsächlich extrafoveal
Wie sind die Zapfen (cones) zusammengesetzt?
phototopisches Sehen, höhere raum-zeitliche Auflösung
ca. 6 Mio Zapfen, hauptsächlich foveal
Wie unterscheidet sich die Lichtabsorption in den Zapfen und Stäbchen?
Blue cones 419nm kurzwellige P
Green cones 513nm mittelwellige P
Red cones 558nm langwellige P
Welche Arten der neuronalen Verschaltung von den Rezeptor- zu den Ganglienzellen gibt es?
Linear und Konvergent
Wie funktioniert die lineare Verschaltung?
eine Rezeporzelle aktiviert ein nachgelagerten Neuron, wenn Schwelle (20) überschritten 1:1 Korrespondenz
Welche Vorteile/Nachteile gibt es bei der linearen Verschaltung?
Vorteil= höhere Sehschärfe
Nachteil = geringere Lichtsensitivität
Wie funktioniert die konvergente Verschaltung?
mehrere Rezeptorzellen = Erregung nachgelagerter Neuronen
(= räumliche Summation der Aktivität; 4*5=20)
Was sind die Vorteile/Nachteile der konvergenten Verschaltung?
Vorteil: höhere Lichtsensitivität
Nachteil: geringere Sehschärfe
Was sind die Ganglienzellen und welche Typen gibt es?
Sie bilden den Sehnerv
P-Zellen (Parvo) kleine rezeptive Felder, primär Zapfen
M-Zellen (Magno) große rezeptive Felder, primär Stäbchen
Was passiert bei der Transduktion?
- Licht in letzter Schicht von Rezeptorzelle aufgenommen durch chemische Reaktion -> wird dann von Licht in elektrische Impulse umgewandelt
Wie wird bei der Transduktion das Licht umgewandelt?
durch das Sehpigmentmolekül Rohdopsin
bestehend aus Opsin (Protein) und Retinal (absorbiertes Photon)
Wenn man aus hellen Sonnenlicht in einen dunklen Raum kommt, sieht man nicht viel. Wieso?
Dunkeladaptation
Man misst die Absolutschwelle für einen Lichtreiz. Was kommt da raus?
Bsp. Lichtreiz 100 Photonen
-> hälfte prallt an Hornhaut ab oder wird absorbiert
-> 43 treffen nicht den lichtempfindlichen Teil (Sehpigmentmolekühl)
-> Wir nehmen also Lichtreiz wahr, bei Aktivierung von 7 Sehpigmentmolekülen
Was ist der Kohlrauschknick?
Der Punkt ab dem Stäbchen die Dunkeladaptation bestimmen
Wie läuft der Prozess des Kohlrauschknicks ab?
- Umgebungslicht abschalten
- Empfindlichkeit Stäbchen+Zapfen erhöht
- Anfangs kontrollieren Zapfen das Sehen
- 3-5min. Zapfen maximal
- 7min. Stäbchen selbe Empfindlichkeit
- <20min. steiger bei Stäbchen noch (max. bei 30min.)
Wieso sind Zapfen schneller empfindlich zu Licht als Stäbchen?
> Lichtempfindlichkeit hängt von dem Sehpigment und dessen Zustand ab (gebleicht vs. regeneriert)
hängt auch von Dauer der Regeneration des Sehmigments ab
-> Zapfen stellen Rhodopsin schneller her aber auch schnell beim Maximum
Wie kann man Stäbchen und Zapfen unabhängig voneinander untersuchen?
Anhand der Lage auf der Retina:
In Fovea nur Zapfen
In Peripherie beides
Mit welcher Methode misst man die unterschiedliche Dunkeladptation?
- VP fixiert Punkt und achtet auf seitlich aufblinkendes Licht
- VP findet Absolutschwelle erst in einem hellen dann dunklen Raum
Welche Ergebnisse beider Messung der Zapfenadaptation?
-Testlicht stimuliert nur Zapfen
- Wird direkt fixiert -> Bild fällt nur auf Fovea und muss dementsprechend genauso klein sein
Was sind die Ergebnisse der Stänchenadaotation?
Getestet an Stäbchenmonochromaten (haben keine Zapfen)
- Testlicht stimuliert nur Stäbchen, dementsprechend auch kein Kohlrauschknick, weil Stäbchen und Zapfen erst auf der gleichen Emfpindlichkeit sind bevor Adaption weiter gehen kann
Was passiert wenn benachbarte Rezeptoren auf der Retina beleuchtet werden?
-Gegenseitige Hemmung der nachgeschalteten Interneuronen
- Je stärker Interneuronen aktiviert, desto stärker hemmt es benachbarte Zellen (Hemmung proportional zu Aktivierung)
Bei der lateralen Inhibition spricht man auch von den Mach‘schen Bändern. Was ist das?
-Rezeptoren leiten Signal nicht direkt an Ganglienzellen (Bipolarzellen)
- Aktivität Bipolarzellenkann durch Horizontal- und Amakrinzellen moduliert werden
- wenn Bip.Zelle aktiviert dient proportionaler Teil der Aktivierung als Hemmung an benachbarte Zellen
-> Hemmung vermindert Output Signal
Wozu dient die laterale Inhibition?
Kontrastverstärkung und sparsame Informationsweiterleitung
(-> reduante Info entfernt, nur Info die anzeigt wo Änderung des Signals besteht!)
Wie wird das Siganl von Rezeprotzellek zu Ganglienzellen geleitet?
Durch die Bipolarzellen der Zwischenzellschicht
Amakrin- und Horizontalzellen können Signl bei Weiterleitung modulieren, bevor es die Ganglienzellenerreicht. Durch welchen Prozess geschieht das unter anderem?
Laterale Inhibition
-> bereits in Retina erste Verarbeitung
-> Signale von Retina über Ganglienzellen ins Gehirn nicht nur passive Aufnahmen
-> Auf der Ebene hängt weitergeleitetes Signal von Gesamtkonfiguration des visuellen Inputs ab
Definition eines rezeptiven Feldes
-Jedem Neuron bestimmter Bereich von Rezeptorzellen der Retina zugeordnet
- Dessen Reizung bestimmt Reizantwort
- Dieser Bereich = rezeptives Feld
Wie misst man ein rezeptives Feld?
-Man belichtet gezielt einzelnen ausgewählte Punkte (Rezeptoren auf der Retina)
- Es erfolgen Einzelableitungen an Ganglienzellen
- Mit Elektrode wird Aktivität gemessen
Wann besteht keine Konvergenz?
Wenn einzelne Ganglienzellen von nur einem Rezeptor Informationen erhält -> Reaktion immer gleich
Wann besteht eine Konvergenz bei nur exitatorischen Zellen?
Aktivität der Ganglienzellen abhängig von Konstellation der Aktivierung im gesamten rezeptiven Feld
Vorteil: Ganglienzelle=spezialisierter Detektor für lange Linien
Was passiert bei einer konvergenzen Verschaltung mit exitatorischen und inhibitorischen Zellen?
Bsp: Ganglienzelle spezialisiert auf mittellange Balken
-> Aktivierung steigt, wenn Reiz exitatorischen Zellen in der Mitte aktiviert (3,5)
-> wenn beleuchteter Balken länger werden auch inhibitorisch verschaltete Rezeptoren aktiviert, die die Aktivität der Ganglienzellen reduziert
Welche Funktion haben die rezeptiven Felder?
-frühe Form von Merkmalsdetektoren
-reagieren auf Helligkeitsänderungen der visuellen Szene
- ebenmäßige Flächen aktivieren On und Off Zellen somit wenig neuronale Aktivität
-Helligkeitsverhältnisse verändern sich = Ungleichgewicht im Aktivierungsmuster
Welchen Vorteil hat ein rezeptives Feld?
Sparsame Informationsweiterleitung, da nur Informationen über Veränderungen weiter transportiert werden
Wann feuerz ein ON Zentrum?
Nur wenn zentrale Rezeptorzellen durch Licht angeregt werden. Hemmt aber wenn Peripherie beleuchtet wird
Wann feuert ein OFF Zentrum?
Wenn peripherie Rezeptorzellen angeregt werden. Hemmt wenn Zentrum beleuchtet wird
Was passiert wenn sowohl OFF als auch ON Zentren zu gleichen Teilen beleuchtet werden?
Ein Ausgleich. Die neuronale Reaktion ist somit sehr schwach
Was ist ein proximaler Reiz im Auge?
Netzhautbild bzw. das Mister des sensorischen Inputs im Auge
(Verteilung elektromagnetischer Energie auf Netzhaut)
Was ist ein distaler Reiz?
Das Objekt was wir mit den Augen wahrnehmen
In welcher Hemisphäre wird das rechte visuelle Halbfeld verarbeitet?
In der linken Hemisphäre, sprich im rechten Auge nasal und im linken temporal
In welcher Hemisphäre wird das linke visuelle Halbfeld verarbeitet?
In der rechten Hemisphäre, sprich auf dem rechten Auge temporal und auf dem linken nasal
Wie wird der nasale Bereich beider Augen verarbeitet?
Kontralateral (kreuzt sich)
Wie wird der temporale Bereich beider Augen verarbeitet?
Ipsilateral (kreuz sich nicht)
Wie ist der Ablauf der visuellen Verarbeitung?
- Auge
- Sehnerv (Nervus opticus)
- Chiasm opticum
- CGL (Corpus geniculatum laterale)
- Colliculus superior
- V1 (visueller Cortex)
Was ist der CGL?
Corpus Geniculatum Laterale
-> ein Kern im Thalamus
-> ist bilateral und in 6 Schichten aufgebaut
Welche Schichten gibt es im CGL?
-> Magnozellulär für Bewegung und Objektlokation (Schicht 1,2)
-> Parvozellulär für Struktur, Farbe und Tiefe (Schicht 3-6)
Jeder Ort im CGL entspricht einem Ort auf der Retina. Die Organisation ist also…
retinotop
Welche Information wird in der 2,3,5 Schicht im CGL verarbeitet?
Ipsilaterale Information
Welche Information wird in der 1,4,6 Schicht im CGL verarbeitet?
Kontralaterale Information
Wie heißt der V1 und wie viele Nervenzellen hat dieser?
Primary visuel cortex oder auch Area Striata; 250 mio
Was ist bei dem sog. Splitbrain der Fall?
Bei Epilepsiepatienten wurde Corpus Callosim und Commissura anterior durchtrennt, wodurch der Intellekt und das Verhalten aber unauffällig blieben
Split Brain äußert sich allerdings in zwei Srten der Darbierung von visuellem oder taktile Inputs.
Nenn das erste
- rechtsseitig:
-gelangt in linke Hemisphäre
- kann Objekte bennen; mit rechter Hand suchen
- Wörter lesen und mit rechts schreiben
Split Brain äußert sich allerdings in zwei Srten der Darbierung von visuellem oder taktile Inputs.
Nenn das zweite
- linksseitig
- in rechter Hemisphäre
- Objekt nicht bennen, aber mit Gesten gebrauch demonstrieren
- Wörter lesen
- charakteristische Geräusche; nach zufälligen Berührungen des Objekts mit der rechten Hand auch benannt werden
Wie nennt sich der V1 sonst noch und wie ist dessen Organisation?
Primäre visuelle Kortex oder Area Striata
-> Organisation retinotp aber keine 1:1 Abbildung der Retina
-> Überrepräsentation der Fovea (Info daraus so groß wie für die gesamte Retina)
Beschreib die Hypersäulen
- Geordnet nach Ort auf der Retina
- repräsentieren Bereich auf der Netzhaut
- nebeneinanderliegende Säulen auch Nachbarn auf Feldern der Retina
Erklär die Okulären Dominanzsäulen
- liegen innerhalb der Hypersäulen
- Säulen von Neuronen mit stärkerer Reaktion auf Info aus rechten linken oder beiden Augen
- unterscheidet ipsilateral und kontralateral
Erklär die Orientierungssäulen
- innerhalb jeder Dominanzsäule
- kompletter Satz von Neutonen mit spezieller Antwort auf Orientierung auf der Netzhaut
Wo wird Orientierung, Bewegung und Tiefe zwischen CGL und V1 verarbeitet?
Magnozelluläre Schicht
Was verarbeitet die Parvozelluläre Schicht zwischen CGL und V1?
In den Blobs:
Blob-Bahn = Farbe
Interblob = Richtgung und Form
Welcher Lappen ist für die Bestimmung der Identität eines Objekts bzw. visuelle Merkmale verantwortlich?
Temporallappen
ventraler Strom
Welcher Lappen ist für die Lokation und Handlungsrelevante Information bzw. die räumliche Steuerung der Bewegung verantwortlich?
Parientallappen
Forsake Strom
Welches Phänomen kann man bei Patientin D.F. beobachten und was ist vorher passiert?
Kohlenstoffmonixid-Vergiftung -> kann dadurch Objekte visuell erkennen
1. Phänomen kann Farbe und Textur erkennen aber Objekt nicht korrekt benennen
2. Kann die Richtung des Schlitzes nicht korrekt erkennen, aber Bewegung korrekt ausführen
Wofür ist der V2?
Gestalt- und Konturenerkennung
Wofür ist der V3?
Gestalterkennung bewegter Objekte
Wofür ist der V4?
Farberkennung
Wofür ist der V5?
MT/MWT Bewegungswahrnehmung
Was passiert bei der Objektagnosie?
Benennen, Verstehen der Funktion und Erkennen von Objekten
Was passiert bei der Agnosiw der Zeichnungen?
Assoziation von Farbe mit Objekten
Was passiert bei der Prosopagnosie?
Erkennen von Gesichtern
Was passiert bei der Farbagnosie?
Assoziation von Farbe und Objekten
Was passiert bei der Farbanomie?
Assoziation von Farbe
Was passiert bei der visuell-räumlichen Agnosie?
stereoskopisches Sehen
Was passiert bei der Bewegungsagnosie?
Wahrnehmung von Objektbewegung
