Vorlesung 5 - K6 - Visuelles System Flashcards
Das visuelle System - Punkt 2
Kein einziger sensorischer Input-Kanal hat eine direkte Verbindung zu irgendeinem motorischen Output
–zum Beispiel:
Es gibt kein “Modul” im visuellen Cortex, das es uns erlaubt, aufgrund einer überraschenden/erschreckenden visuellen Information schützend die Hände vor das Gesicht zu heben..
Das visuelle System - Punkt 3 (vorläufiges Fazit)
Mit einem Wort, die Anzahl der Gehirnstrukturen, die zwischen Input und Output vermittelt, ist ziemlich groß, und die Komplexität ihrer Vernetzung ungeheuer. So stellt sich natürlic die Frage: Was geschieht in all diesen Strukturen, und was bringt uns diese Komplexität?
Antwort: Die Aktivität in diesem komplexen Netzwerk erschafft unsere Vorstellungsbilder (unsere “Erlebnisse”) und arbeitet (weitgehend) heimlich mit ihnen. Und: Zwischen diesen Strukturen, die aus sensorischem Input Vorstellungsbilder erzeugen, einerseits und dem Output unserer Gehirns andererseits liegen (u.a.):
Basalganglien, Thamalus, Frontallappen, Kerne des limbischen Systems, Kleinhirn…
Das visuelle System - Punkt 4
Mit diesem Wissen als Hintergrundinformationen beschäftigen wir uns deshalb in dieser Sitzung mit dem visuellen System.
Das visuelle System liefert ein Beispiel dafür, wie der sensorische Input in einem solchen System “Verarbeitet” wird.
Die generelle Funktionsweise ist für die anderen Sinnessysteme sehr ähnlich, und wir behandeln diese anderen Sinnessysteme daher in dieser Vorlesung nur sehr kurz
Das generelle Prinzip
Im Dunkeln sehen wir nicht, wir brauchen dazu Licht.
Licht: A. Physikalische Einheit (Photon)
B. Elektromagnetischer Impuls (380 bis 760 Nanometer)
Was passiert, wenn Licht auf/in unser Auge fällt?
A: Regulation durch die Pupille,
B: …durch Akkomodation
C: …durch Querdisparation
Skotopisches Sehen - Stäbchen
Geringer Lichtbedarf Geringere Schärfe Keine Farbe Max. Empfindlichkeit bei 500nm Hohe Konvergenz der Verschaltung Meist außerhalb der Fovea Centralis
Photopisches Sehen - Zapfen
Hoher Lichtbedarf Hohe Schärfe Farbwahrnehmung Max. Empfindlichkeit bei 560nm Geringe Konvergenz der Verschaltung Meist innerhalb der Fovea Centralis
Was passiert, wenn Licht auf ein Stäbchen trifft?
A: Im Dunkeln
- Rhodopsinmoleküle sind inaktiv
- Natriumkanäle werden durch das zyklische GMP offen gehalten
- Natriumionen fließen in die Stäbchen ein und depolarisieren sie teilweise
B: im Licht
- Licht bleicht die Rhodopsinmoleküle aus
- Als Folge wird das zyklische GMP abgebaut und die Natriumkanäle schließen sich
- Natriumionen können nicht in die Stäbchen eindringen, die Stäbchen werden infolgedessen hyperpolarisiert
- Die Glutamatfreisetzung ist reduziert
Stationen und Merkmale der Sehbahn
Retina – Chiasma opticum – Corpus Geniculatum Laterale – Primärer visueller Cortex
P-Bahn: Informationen von den Zapfen: Parcozelluläre Neurone der seitlichen Kniehöcker und der retinalen Ganglien: Farben, feine Details und eher unbewegliche Objekte.
M-Bahn: Informationen von den Stäbchen:: Magnozelluläre Neurone derselben Gebiete: sensibel für Bewegungen, nicht für Farbe und Details
Retinotope Organisation: Auf jeder Verarbeitunsgebene entspricht die Lokation der Wahrnehmungsinhalte einer Landkarte der Retina. Hierbei entfallen 25% der Karte auf die Fovea Centralis
Warum sehen wir Farben?
Was ist Farbe? - Definition als Wellenlänge
3-Farben-Theorie (Young, 1802, Helmholtz,1852):
Alle Farben lassen sic aus 3 reinen Farben mischen (z.B. blau, gelb, rot)
Komplementärfarbentheorie (Hering, 1878):
Blau-Gelb und Rot-Grün schließen sich aus; Komplementärfarben-Nachbilder
Untersuchungen zum Phänomen der Farbkonstanz, Land (1977)
Phase 1: Weiße Lichtmischung herstellen.
Phase 2: Projektion des weißen Lichts auf die Farbflächen.
Phase 3: Herstellung einer Lichtmischung für ein bestimmtes Farbfeld, so dass das reflektierte Licht exakt dem weißem Licht aus Phase 1 entspricht.
Phase 4: Betrachtung einer isolierten Farbfläche versus Betrachtung des gesamten Farbmusters.
Ergebnis: Bei Betrachtung des gesamten Farbmusters wird das weiße reflektierte Licht al Farbe wahrgenommen - nicht aber bei Betrachtung des isolierten Feldes.
Schlußfolgerungen aus den Experimenten von Land:
Retinex-Theorie:
Farbe ist ein Resultat aus der Wahrnehmung der Relation zwischen Licht verschiedener Wellenlängen;
Dieses Licht verschiedener Wellenlängen verfügt über eine unterschiedliche REFLEKTANZ (Remission) bei verschiedenen (Verschieden-farbigen) Oberflächen.
Das visuelle System - Punkt 1
Der Input aus jedem sensorischen Kanal durchläuft verschiedene Hierarchie-Ebenen
…zum Beispiel:
“Primärer Visueller Cortex” – “Sekundärer Visueller Cortex”
ABER: Die Weiterleitung eines sensorischen Inputs ist keineswegs nur “aufwärts” gerichtet
