25 Nervensystem Die Erregung von Sinneszellen löst die Wahrnehmung im Gehirn aus 1.5 Wahrnehmung In diesem Moment schaust du dir diese Buchseite an. Vielleicht fühlst du das Buch unter deinen Fingern, hörst Musik, oder du hast einen Geschmack 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 Duftstoffmoleküle oder Photonen) werden von unseren Sinnesorganen in elektrische Reize, also Aktionspotenziale umgewandelt. Das ZNS empfängt diese Signale, verarbeitet sie und erstellt damit ein individuelles Konstrukt der Welt. Diese Wahrnehmung, die im Gehirn entsteht, beruht auf einem recht unvollständigen Satz an Sinneseindrücken. Oft schließt gedankliche Weiterverarbeitung (Kognition) an die Wahrnehmung an. Doch wie funktioniert die Wahrnehmung eigentlich? Die Reize der Außenwelt werden stets von spezialisierten Sinneszellen (Rezeptorzellen) in Potenziale umgesetzt. Ein Sinnesorgan wie ein Auge oder eine Nase enthält viele solcher 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 einander beeinflussen können (kS. 28, Abb. 24). Je nach Art des Reizes werden verschiedene Rezeptoren unterschieden (kAbb. 19). Die „klassischen“ fünf Sinne (Sehen, Hören, Riechen, Schmecken, Tasten) finden sich hier wieder, wobei diese nicht eindeutig den Kategorien aus Abbildung 19 zugeordnet werden können. Der Tastsinn der Haut umfasst verschiedene Mechanorezeptoren. Zusätzlich befinden sich in der Haut Thermorezeptoren und freie Nervenendigungen (Nozizeptoren) zur Schmerzwahrnehmung. Auch der scharfe Inhaltsstoff von Chili, das Capsaicin, aktiviert nicht den Geschmackssinn, sondern Nozizeptoren auf der Zunge. Daher „brennt“ eine scharfe Speise – man beginnt zu schwitzen und will trinken. Neben den klassischen fünf Sinnen sind Menschen auch im Körperinneren vollgepackt mit Rezeptoren. Wahrscheinlich ist dir der Gleichgewichtssinn im Innenohr bekannt. Doch auch an anderen Stellen befinden sich Rezeptoren: Chemorezeptoren messen zB die Sauerstoffkonzentration im Blut, Dehnungsrezeptoren geben Rückmeldungen über die Stellung der Muskeln oder den Füllstand des Magens. Nicht jeder Sinn entspricht einem Rezeptortyp. So besitzt der Mensch ca. 400 unterschiedliche Rezeptortypen in der Riechschleimhaut (Hunde haben sogar über 1 000). Sinneszellen nehmen bestimmte Reize auf und wandeln sie in Aktionspotenziale um Information und Kommunikation Sinneszellen sind Meldestellen, die eintreffende Reize zu elektrischen Signalen umwandeln (so wie eine Portierin oder ein Portier das Eintreffen einer Person telefonisch weitermeldet). Der Rezeptor macht den Reiz zu einem Rezeptorpotenzial. Überschreitet dieses einen gewissen Schwellenwert, wird das Signal als Folge von Aktionspotenzialen ans Gehirn weitergeleitet. Alle Sinneszellen sind umgewandelte Neuronen, die Rezeptoren in ihren Membranen hochspezifisch. Abb.19: 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. Information und Kommunikation Unter einer Signalkaskade versteht man einen Vorgang, der in mehreren Stufen abläuft und an dem verschiedene Moleküle beteiligt sind. Bei diesem Prozess kann das Signal gegebenenfalls im Verlauf der Übertragung verstärkt werden. Zuckermolekül Na+ Mechanorezeption Fotorezeption Chemorezeption Nozizeption Dehnung der Membran öffnet den Kanal Lichtrezeptor Rhodopsin Licht Zuckerrezeptor Pore Kanalprotein Ca2+ Ca 2+ K+ K+ Na+ Na+ Beispiel: Mechanorezeptor im Innenohr verwandt: Mechanorezeptoren in Haut und Muskeln Lichteinfang schließt über eine Signalkaskade die Na+-Kanäle 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. Beispiel: Fotorezeption der - Wirbeltiere (andere Signalkaskaden bei Wirbellosen) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=