Biologische Psychologie (Fach) / Visuelles System (Lektion)
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visuelles System
Diese Lektion wurde von aherbert erstellt.
- Verhältnis von Wahrnehmung und Wirklichkeit - Gehirn erhält über Sinnessysteme Informationen über Umwelt ("bottom-up") - Wahrnehmung = Interpretation dieser Informationen - Wahrnehmung ist nicht gleich Wirklichkeit! -> frühe Vorverarbeitung ...
- Psychophysik -> Beschäftigung mit dem Verhältnis zwischen physikalischen Reizeigenschaften und subjektiver Wahrnehmung - häufig nicht-lineare Zusammenhänge -> Weber-Fechtner-Gesetz: logarithmischer Zusammenhang ...
- Ablauf der sensorischen Wahrnehmung 1. Physikalischer Reiz gelangt an Rezeptorzellen eines Sinnesorganes 2. Transformation des physikalischen Reizes in ein Rezeptorpotenzial (Änderung des Membranpotenzials) einer Sensorzelle -> sensorische ...
- primäre vs. sekundäre Sinneszelllen - Rezeptorzellen haben jeweils einen sog. Sensiblen Bereich, der besonders sensibel ist für einen bestimmten physikalischen Reiz (z.B. Mechanorezeptoren: Druck) - an diesen entsteht ein Membranpotenzial, ...
- Akkomodation & Adaptation a) Akkomodation: Einstellung der Brechkraft der Augenlinse durch Kontraktion/Entspannung der Ziliarmuskeln -> Nahsicht: Ziliarmuskel angespannt -> Augenlinse breit (verkrümmt) -> Fernsicht: Ziliarmuskel ...
- Der Weg des Lichts -> sichtbares Licht: 380 - 780 nm Wellenlänge 1. Pupille; Funktion: Regulation des Lichteinfalls durch Adaptation 2. Linse; Funktion: Einstellung der Brechkraft durch Akkomodation (Blende) 3. Weiterleitung ...
- "blinder" und "gelber Fleck" a) "gelber Fleck" / Fovea - Bereich höchster Auflösung - höchtste Dichte an Zapfen b) "blinde Fleck"/ Papille - Bereich, an dem der Sehnerv das Auge verlässt - keine Photorezeptoren
- Aufbau der Retina/Netzhaut - Aufbau in 5 Schichten 1. Photorezeptorzellschicht: Stäbchen vs. Zapfen 2. Horizontalzellschicht: verbinden angrenzende Photorezeptorzellen lateral (-> laterale Inhibition) 3. Bipolarzellschicht: ...
- Stäbchen ("rods") - ca. 120 Millionen - Photopigmente in den Membranscheiben (photosensitiver Teil/"sensibler Bereich") - eher im extrafovealen Bereich - farbunempfindlich - werden während des photopischen Sehens gehemmt ...
- Zapfen („cones“) - ca. 6 Millionen - Photopigmente in den Membranfaltungen ("sensibler Bereich") - eher im Bereich der Fovea vorhanden - farbempfindlich -> Reizverarbeitung bei normalem Tageslicht (photopisches Sehen)
- Sensorische Transduktion im visuellen System -> Übersetzung des physikalischen Reizes (Licht einer bestimmten Wellenlänge) in einen elektrischen Impuls (Rezeptorpotenzial) - Photopigment in der Membran eines Photorezeptors - fällt Licht in das ...
- Phototransduktion am Beispiel der Stäbchen - „Dunkelstrom“: untypischerweise ist die Membran der Stäbchen bei Dunkelheit depolarisiert (-30 mV) dadurch, dass Natrium- und Calciumionenkanäle durch cGMP offengehalten werden - im Stäbchen ...
- Lichtadaptation a) Adaptation: Regulation des Lichteinfalls durch die Pupillendilatation b) Adaption der Photorezeptoren -> bei Lichteinfall müssten Photorezeptoren eig. inaktiv sein (-> Hyperpolarisation durch Wegfall ...
- Phototransduktion in den Zapfen -> ähnlicher Mechanismus wie bei Stäpchen, aber mit anderen Photopigmenten: Zapfenopsine - unterschiedliche Opsine der verschiedenen rot-, blau- und grün-Zapfen, die jeweils eine unterschiedliche Sensitivität ...
- Bipolarzellen -> verbinden Rezeptorzellen mit Ganglienzellen - Zellen, die eher auf wenig vs. eher auf viel Lichteinfall reagieren: ON- vs. OFF- Bipolarzellen -> ON-Bipolarzellen sind über inhibitorische metabotrobe ...
- Rezeptive Felder -> Teilbereich der rezeptiven Fläche eines Sinnesorgans, der von einem Neuron repräsentiert wird (z.B. Bereich der Retina, Bereich der Körperoberfläche) - visuelles System: der Bereich der Retina ...
- ON- vs. OFF- Zentrum- Ganglienzellen -> ON-Zentrum-Ganglienzellen: Reagieren auf eine Stimulation des Zentrums des rezeptiven Feldes mit Aktivation, Stimulation des Randbereiches mit Inhibition - Verschaltung mit Retina im Zentrum des rezeptiven ...
- Gegenfarbzellen - Farbkodierung entsteht durch differentielle Aktivierung der unterschiedlichen Zapfentypen (R-, B- und G-Zapfen) - Gegenfarbzellen (Ganglienzellen): Zellen, dessen Zentrum des rezeptiven Feldes auf ...
- Farbsinnstörungen -> Dichromasie: partielle Farbblindheit, bei der ein Rezeptortyp ausfällt (= Sehen mit zwei Zapfentypen) -> Trichromasie: Farbschwäche (meistens rot/grün) durch genetisch bedingte Veränderung der ...
- Magnozelluläre Ganglienzellen (M-Zellen) - große Rezeptive Felder - Input über Bipolarzellen von Stäbchen (farbunempfindlich) - Verbindungen zu Neuronen der magnozellulären Schichten des Thalamus - Teil des dorsalen ("Wo"-) Pfades: Verarbeitung ...
- Parvozelluläre Ganglienzellen (P-Zellen) - kleine rezeptive Felder - Input über Bipolarzellen von Zapfen (farbempfindlich) - Verbindungen zu Neuronen der parvozellulären Schicht des Thalamus - Teil des ventralen ("Was"-Pfades): Verarbeitung ...
- Koniozelluläre Ganglienzellen (K-Zellen) - große rezeptive Felder - Input über Bipolarzellen ins. der Blauzapfen (farbsensitiv) - Verbindungen zu koniozellulärer Schicht des Thalamus - Teil des ventralen ("Was"-) Pfades: zuständig für ...
- Verarbeitungspfade des visuellen Systems a) Magnozellulärer Pfad: Stäbchen -> M-Ganglienzellen -> Magnozelluläre-Schicht des CGL -> Schicht 4B & 4Calpha des V1 (-> Blob-Bahn des V1) -> extrastriatale Areale b) Parvozellulärer ...
- (sub)kortikale Weiterverarbeitung von visueller Information ... Sehnerv -> Chiasma Opticum: - 1/3 der Fasern laufen in a) Colliculi superiores/ Optisches Tectum (Mesencephalon) - Steuerung von Blickbewegungen b) Nucleus suprachiasmaticus (Hypothalamus) - Regulation ...
- retinofugale Projektion - retinofugal = "von der Retina weg" -> Projektionen von der Retina weg - Neurone des Sehnerves (2. Hirnnerv) projezieren über die Sehnervkreuzung (Chiasma Opticum) in den Thalamus und von dort aus in ...
- Chiasma Opticum (Sehnervkreuzung) - durch Sehnervkreuzung (Chiasma Opticum) wird gesamter linker Teil des Sichtfeldes in der rechten Seite des Gehirns (rechter CGL und rechter Cortex) verarbeitet und gesamter rechter Teil in der linken ...
- Läsionen der retinofugalen Projektion - Bsp.: linker Sehnerv durchtrennt -> ganz peripherer Teil des linken Sehfeldes betroffen (monokularer Teil fällt weg) - Bsp.: linker optischer Trakt durchtrennt -> rechtes Sehfeld fällt weg - Bsp.: ...
- Organisationsprinzipien des CGL a) Informationen vom rechten und linken Augen werden in saperaten Schichten verarbeitet -> Kreuzung der Sehnerven im Chiasma Opticum, sodass linkes visuelles Sichtfeld im rechten CGL und umgekehrt verarbeitet ...
- CGL - laterale Kniehöcker des Thalamus - nur 5-20% der Eingänge des CGLs stammen von der Retina -> bis zu 95% der Eingänge des CGLs stammen vom visuellen Kortex (top-down-Projektionen!) und optischem Tectum ...
- visueller Kortex -> primärer visueller Kortex = V1 = BA17 (Brotmannareal 17) = Area striata (striate cortex) - retinotope Organisation, aber Verzerrung: zentraler Bereich der Retina (Fovea) ist räumlich überrepräsentiert ...
- kortikale Blindheit -> entsteht durch Läsionen des primären visuellen Kortex -> „Blindsight“- Phänomen: Störung der bewussten visuellen Wahrnehmung, Reaktion auf Reize im gestörten visuellen Feld intakt - welcher ...
- simple cells des V1 a) Einfache Zellen/ „simple cells“ (Hubel & Wiesel) -> rezeptive Felder der einfachen Zellen haben wie ON-Ganglienzellen ein aktivatorisches Zentrum und ein inhibitorisches Umfeld -> rezeptive Felder ...
- komplexe Zellen des V1 b) Komplexe Zellen/ „complex cells“ (Hubel & Wiese) - kombinieren vermutlich die Inputs mehrerer Einfacher Zellen - sind ebenfalls orientierungssensitiv, aber auch richtungssensitiv -> feuern, wenn ...
- hyperkomplexe Zellen des V1 c) Hyperkomplexe Zellen (auch: längssensitive Zellen) - ebenfalls orientierungs- und richtungssensitiv, aber auch längensensitiv -> haben „Endhemmung“, sodass sie besonders auf Balken einer bestimmten ...
- okuläre Dominanzsäulen -> Inputs von beiden Augen, die im CGL in verschiedenen Schichten verarbeitet werden, werden auch im V1 in unterschiedlichen Schichten verarbeitet (Streifenstruktur): okuläre Dominanzsäulen - eine ...
- Orientierungssäulen - für jede Orientierung eines Balkens gibt es eine zugehörige Orientierungssäule, innerhalb welcher nur Neuronen liegen, die genau für diese Orientierung sensitiv sind -> langgestrecktes rezeptives ...
- Blobs- und Interblobs a) Blobs = Farbsäulen - Projektionen der Neurone der Koniozellulären Schicht b) Interblobs: Bereiche zwischen den Farbsäulen
- Hypersäulen -> besteht aus 2 Dominanzsäulen (je eine pro Auge), die denselben Ort im visuellen Feldes repräsentieren (incl. Orientierungssäulen die auf alle möglichen Orientierungen innerhalbes dieses Ortes ...
- ventraler Pfad a) ventraler Pfad/ „Was“-Pfad - verarbeitet primär Objektinformationen - entlang des Temporalkortex - Verarbeitungspfad: V1 -> V2 -> V3 -> V4 -> IT (inferiorer Temporalkortex) - V4: Verarbeitung ...
- dorsaler Pfad b) dorsaler Pfad/ „Wo“-Pfad („Wie-Pfad“) - verarbeitet primär räumliche Funktion -> wichtig für Interaktion mit Umwelt (-> „Wie“-Pfad) - entlang des Parietalkortex - Verarbeitungspfad: ...
- inferioren Temporalkortex - Neurone reagieren auf sehr komplexe visuelle Reize -> z.B. gesichterspezifische Neuronen (Jennifer Aniston-Neurone), handspezifische Neuronen => Hierachie rezeptiver Felder im visuellen System: ...
- Neuronale Codes - neuronale Kodierung von Reizen wird mit höheren Kortexarealen immer komplexer => Hierachie rezeptiver Felder im visuellen System: - optimaler Stimulus der ON-/OFF-Ganglienzellen ...
- Läsionsstudien -> Welche Hirnfunktionen sind beeinträchtigt, wenn bestimmte Regionen des Gehirns geschädigt sind? - Bsp.: Wenn Schädigung einer Hirnregion mit Beeinträchtigung des Lesens einhergeht, aber nicht der ...
- assoziative vs. apperzeptive Agnosien -> visuelle Defizite nach Schädigung des ventralen Pfades: Störungen der Objekterkennung a) apperzeptive Agnosie: - Schädigung der frühen Stationen des Ventralen Pfades - Probleme beim Nachmalen von ...
- Prosopagnosie (Gesichtsblindheit) -> Fähigkeit, bekannte Gesichter wiederzuerkennen a) erworbene Prosopagnosie: durch Schädigung verschiedener Bereiche des ventralen Pfades b) angeborene Prosopagnosie
- Neglect -> Aufmerksamkeitsstörung - entsteht ins. bei Schädigung des rechten Parietalkortex - kontralateraler Teil des visuellen Feldes weitgehend ignoriert wird (i.d.R. linker Teil des visuellen Feldes, da ...
- Schädigungen des dorsalen Pfades -> Störungen der Bewegungswahrnehmung Akinetopsie: Bewegung wird als Abfolge statischer Bilder wahrgenommen