am Puls Biologie 6, Schulbuch

24 Die Erregung von Sinneszellen löst die Wahrnehmung im Gehirn aus 1.5 Wahrnehmung In diesem Moment schaust du dir diese Buchsei- te an. Vielleicht fühlst du das Buch unter deinen Fingern, hörst Musik, oder du hast einen Ge- schmack im Mund bzw. einen Geruch in der Nase. Jedenfalls treffen auf unseren Körper in jedem Augenblick viele Signale aus der Umwelt. Diese chemischen oder physikalischen Reize (zB Duft- stoffmoleküle oder Photonen) werden von unseren Sinnesorganen in elektrische Reize, also Aktions- potenziale umgewandelt. Das ZNS empfängt diese Signale, verarbeitet sie und erstellt damit ein indi- viduelles Konstrukt der Welt. Diese Wahrnehmung, die im Gehirn entsteht, beruht auf einem recht unvollständigen Satz an Sinneseindrücken. Oft schließt gedankliche Weiterverarbeitung (Kogni- tion) an die Wahrnehmung an. Doch wie funktioniert die Wahrnehmung eigent- lich? Im Überblick kann man sagen, dass die Reize der Außenwelt stets von spezialisierten Sinneszellen (Rezeptorzellen) in Potenziale um- gesetzt werden. Ein Sinnesorgan wie dein Auge oder deine Nase besteht aus vielen solchen Sinneszellen. Somit ist es möglich, dass die Reizaufnahme durch Filterung und Verstärkung verbessert wird, da die Zellen der Sinnesorgane nicht nur Signale weiterleiten, sondern auch ein- ander beeinflussen können (siehe Abb. 20). Je nach Art des Reizes werden verschiedene Rezeptoren unterschieden ( k Abb.18). Die „klassi- schen“ fünf Sinne (Sehen, Hören, Riechen, Schmecken, Tasten) finden sich hier wieder, wobei diese nicht eindeutig den Kategorien aus Abbildung 18 zugeordnet werden können. Der Tastsinn der Haut umfasst verschiedene Thermo- und Mechanorezeptoren. Auch der scharfe In- haltsstoff von Chili, das Capsaicin, aktiviert nicht den Geschmackssinn, sondern Hitzerezeptoren auf der Zunge. Daher „brennt“ eine scharfe Speise – wir beginnen zu schwitzen und wollen trinken. Neben den klassischen fünf Sinnen sind wir auch im Körperinneren vollgepackt mit Rezeptoren. Wahrscheinlich ist dir der Gleichgewichtssinn im Innenohr bekannt. Doch auch an anderen Stellen besitzt du Rezeptoren: Chemorezeptoren messen zB die Sauerstoffkonzentration im Blut, Deh- nungsrezeptoren geben Rückmeldung über die Stellung der Muskeln oder den Füllstand des Magen, etc. Nicht jeder Sinn entspricht einem Rezeptortyp. So besitzt der Mensch ca. 400 unterschiedliche Rezeptortypen in der Riechschleimhaut (Hunde haben sogar über 1000). Sinneszellen nehmen bestimmte Reize auf und wandeln sie in Aktionspotenziale um Information und Kommunikation Abb.18: Rezeptortypen in den Membranen von Sinneszellen. Für unterschiedliche Arten von Reizen existieren unterschiedliche Typen von Rezeptoren in den jeweiligen Sinneszellen. In allen Fällen werden Aktionspotenziale ausgelöst. Je stärker ein Reiz ist, umso höher ist die Frequenz der Aktionspotenziale. Zucker- molekül Na + Mechanorezeption Fotorezeption Chemorezeption Thermorezeption Dehnung der Membran öffnet den Kanal Lichtrezeptor Rhodopsin Licht Zucker- rezeptor Pore Kanalprotein Ca 2+ Ca 2+ K + K + Na + Na + Beispiel: Mechanorezeptor im Innenohr verwandt: Mechanorezeptoren in Haut und Muskeln Lichteinfang schließt über eine Signalkaskade die Na + -Kanäle Beispiel: Fotorezeption der Wirbeltiere (andere Signalkaskaden bei Wirbellosen) Zuckerbindung schließt über eine Signalkaskade K + -Kanäle Beispiel: Zuckerrezeptor verwandt: Bitterrezeptoren Geruchsrezeptoren Beispiel: heiß- und Capsaicin- empfindlicher Kanal verwandt: Warmrezeptoren Kaltrezeptoren Temperaturen über 43 °C oder Capsaicin öffnen den Kanal Beispiel: Na + -Salzrezeptor verwandt: H + -Sauerrezeptor Na + aus Salz führt zu Na + -Einstrom H + aus der Säure blockt den Na + -Kanal Signalkaskade verstärkt und kann Millionen Na + -Kanäle pro Lichtquelle schließen. Signalkaskade verstärkt und kann Millionen K + -Kanäle pro Zuckermolekül schließen. Basiskonzept Information und Kommunikation: Sin- neszellen sind Meldestellen, die ein- treffende Reize zu elektrischen Signa- len umwandeln (so wie eine Portierin oder ein Portier das Eintreffen einer Person telefo- nisch weitermeldet). Der Rezeptor macht den Reiz zu einem Rezeptorpotenzial. Überschrei- tet dieses einen gewissen Schwellenwert, wird das Signal als Folge von Aktionspoten- zialen ans Gehirn weitergeleitet. Alle Sinnes- zellen sind umgewandelte Neuronen, die Re- zeptoren in ihren Membranen hochspezifisch. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv