Allgemeine Psychologie & Biopsychologie (Fach) / Klausurfragen Dr. Heiß/ FOM (Lektion)

Das visuelle System

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• DAS VISUELLE SYSTEM// Def. Visuelle Wahrnehmung 3 grundlegenden Schritte für alle sensorischen Systeme! Definition Visuelle Wahrnehmung ...Die Summe der Prozesse, mit deren Hilfe wir Informationen, Wissen über externe Objekte und Ereignisse gewinnen Wahrnehmung ist subjektiv, erfahrungsabhängig, kontext- und kulturabhängig und konstruiert  Alle unsere Sinne - nehmen sensorische Informationen auf, oft über spezielle Rezeptorzellen; - wandeln diese Reize in neuronale Impulse um; - überbringen diese neuronalen Informationen an unser Gehirn 
• 3 STUFEN DER WAHRNEHMUNG 1. Sensorische Prozesse 2. Perzeptuelle Organisation ! 3. Identifikation/ Wiedererkennen von Objekten Bottom up Verarbeitung Top Down Verarbeitung 1. Sensorische Prozesse Umwandlung physikalischer Energie in eine für das Gehirn erkennbare Codierung  2. Perzeptuelle Organisation ! Prozesse, die sensorische Information zu einer einheitlichen und kohärenten Wahrnehmung zusammenfügen  3. Identifikation/ Wiedererkennen von Objekten weist den „perzepten“ eine Bedeutung auf der Grundlage unserer Erfahrung und Erinnerung zu  Bottom up Verarbeitung - aufsteigende, datengesteuerte Informationsverarbeitung beginnt bei den Sinnesrezeptoren und arbeitet sich bis auf die höheren Ebenen der Verarbeitung vor Top Down Verarbeitung - absteigende, konzeptgesteuerte Informationsverarbeitung gesteuert durch höhere mentale Prozesse, bspw. Wenn wir Wahrnehmung aufgrund unserer Erfahrungen und Erwartungen interpretieren  
• VISUELLE AREALE IM KORTEX → im V1 liegen etwa 500 Mio Nervenzellen → Eindrücke vergleicht das Gehirn mit gespeicherten Bildern. Deshalb können wir Gesichter od. Objekte wiedererkennen → Wenn V1 verletzt, kann man nichts mehr sehen (auch wenn andere Regionen intakt sind) 
• AUFBAU DES AUGES Das Licht dringt in das Auge durch die CORNEA (Hornhaut) Das Licht passiert die PUPILLE, eine kleine verstellbare Öffnung. Die IRIS reguliert den Lichteinfall ins Auge, indem sie die Pupille als Reaktion auf die Lichtintensität erweitert oder verengt (Adaption/ Anpassung). Hinter der Pupille sitzt die LINSE, die die einfallenden Lichtstrahlen bündelt und auf der RETINA (Netzhaut) zu einem Bild vereinigt. Das Bild steht Kopf. Dazu wird die Linsenwölbung verändert, ein Vorgang, der das fixierte Objekt scharf stellt (Akkommodation) Die Lichtstrahlen durchdringen die äußere Zellschicht der Retina und gelangt so zu den STÄBCHEN und ZAPFEN, die da drunter liegen. Im hinteren Retinabereich löst das einfallende Licht eine photochemische Reaktion aus, die wiederum neuronale Signale erzeugen. Diese Signale aktivieren die benachbarten BIPOLARZELLEN, die ihrerseits die GANGLIENZELLEN aktivieren. Diese laufen zusammen und bilden den SEHNERV, von dem aus die Informationen ins Gehirn weitergeleitet werden (Thalamus nimmt Infos entgegen und leitet sie weiter). An der Stelle, an der der Sehnerv das Auge verlässt, sind keine Rezeptorzellen vorhanden, wodurch ein sog. Blinder Fleck (PAPILLE) entsteht. → Der Augenmuskel ist wichtig für die Akkommodation. → FOVEA (auch Sehgrube) ist der Punkt des schärfsten Sehens auf der Retina → Retinotope Organisation: Retinotop bedeutet, dass Reize, die in benachbarten Bereichen der Retina präsentiert werden, benachbarte Neuronen erregen → In der Fovea sind Zapfen 1:1 mit einer Ganglienzelle verbunden, in Peripherie 1:6 
• Die Netzhaut Stäbchen → sehr lichtempfindlich, tagsüber nicht aktiv → Dämmerungssehen → erkennen schwarz/weiß  Zapfen → Detail- und Farbsehen → treten gehäuft um die Fovea auf  In der Fovea gibt es NUR Zapfen. In der Peripherie gibt es Stäbchen und Zapfen  Sehnerv → Fasern des Sehnervs leiten Signale ins Gehirn weiter 
• LICHT UND SEHEN → Die wahrgenommene Farbe ergibt sich aus der Zusammensetzung der reflektierten Lichtwellen → Wir können Objekte sehen, wenn sie Lichtwellen reflektieren → Wir sehen elektromagnetische Wellen zw. 400 und 700 Nanometern Wellenlänge 
• VON NETZHAUT ZUM GEHIRN - DIE SEHBAHN Sehnerv Chiasma opticum Sehnerv: Mio. Axone der Ganglienzellen bilden Sehnerv  Chiasma opticum: Sehnerven kreuzen hier; nasenseitige Fasern wechseln Seite, schläfenseitige nicht   Prätektale Region: Hier werden die Augenreflexe gesteuert  Corpus geniculatum laterale (CGL)!!! :  Abbildung analog zur Retina (Retinotopie) - Nervenzellen aus dem Kniehöcker (eine der ersten Umschaltstationen fürs Auge im Gehirn) geben direktes Feedback ans Auge. - Starke Vernetzung mit Formation reticularis und visuellem Kortex  Teil des Thalamus  Tractus opticus: Leitet Informationen zum visuellen Kortex  Visueller Kortex: Analyse auf Farbe, Orientierung, Bewegung - danach Weiterverarbeitung im übrigen Kortex 
• Informationsverarbeitung eines visuellen Reizes Das Licht dringt in das Auge durch die CORNEA (Hornhaut). Das Licht passiert die PUPILLE, eine kleine verstellbare Öffnung. Die IRIS reguliert den Lichteinfall ins Auge, indem sie die Pupille als Reaktion auf die Lichtintensität erweitert oder verengt (Adaption). Hinter der Pupille sitzt die LINSE, die die einfallenden Lichtstrahlen bündelt und auf der RETINA (Netzhaut) zu einem Bild vereinigt. Das Bild steht Kopf. Dazu wird die Linsenwölbung verändert, ein Vorgang, der das fixierte Objekt scharf stellt(Akkommodation) Die Lichtstrahlen durchdringen die äußere Zellschicht der Retina und gelangt so zu den STÄBCHEN und ZAPFEN, die da drunter liegen. Im hinteren Retinabereich löst das einfallende Licht eine photochemische Reaktion aus, die wiederum neuronale Signale erzeugen. Diese Signale aktivieren die benachbarten BIPOLARZELLEN, die ihrerseits die GANGLIENZELLEN aktivieren. Diese laufen zusammen und bilden den SEHNERV. Die beiden SEHNERVEN treffen am CHIASMA OPTICUM zusammen und kreuzen sich hier!!! Die nasenseitigen Fasern wechseln die Seiten, die schläfenseitigen Fasern nicht. Einige Fasern enden in der PRÄTEKTALEN REGION, diese steuert die Augenreflexe. CORPUS GENICULATUM LATERALE (CGL) die Nervenzellen geben aus dem seitlichen KNIEHÖCKER (einer der ersten Umschaltstationen fürs Auge im Gehirn) direktes Feedback ans Auge ob Helligkeit und Schärfe stimmen. (Abbildung analog zur Retina). Starke Vernetzung u. a. Formatio reticularis, visuellen Kortex . Der TRACTUS OPTICUS leitet die Informationen zum visuellen Kortex. Im VISUELLEN KORTEX findet im primären visuellen Kortex die Analyse von Farbe, Orientierung usw. statt, danach die Weiterverarbeitung im übrigen Kortex 
• PRINZIPIEN VISUELLER VERARBEITUNG Konvergenz und Divergenz Multiple Karten des visuellen Feldes Spezialisierte Verarbeitungspfade Konvergenz und Divergenz: 120 Mio Rezeptorzellen in jeder Retina (Konvergenz) treffen auf 1 Mio Fasern im Sehnerv mehrere Mrd Kortexzellen verarbeiten visuelle Informationen (Divergenz)  Multiple Karten des visuellen Feldes: Jeder Ort in der Retina entspricht einem Ort im CGL (Thalamus), im primären visuellen Kortex und in anderen spezialisierten Kortexarealen (Retinotope Karten)  Spezialisierte Verarbeitungspfade:  Zwei Hauptpfade: Was-Pfad über Temporallappen (Objekterkennung) Wo-Pfad über Parietallappen (Orientierung) 
• VENTRALER STROM (WAS?) • Gesichtswahrnehmung /-erkennung • Objektwahrnehmung /-erkennung • Vision for Perception → Sehen fürs Wahrnehmen → Läsionen führen zu visuellen Agnosien (Objekterkennung gestört) 
• DORSALER STROM (WO?) • Orientierung • Bewegungswahrnehmung • Auge-Hand-Koordination • Vision for action → Sehen fürs Handeln → Läsionen führen zu komplexen visumotorischen Einschränkungen = Ataxie Auge-Hand-Koordination funktioniert nicht 
• AGNOSIE = eine Störung des Erkennens. Schädigung in Arealen nach V1 führt zu Ausfällen in der Benennung von gesehenen Objekten. Patienten bemerken Objekt, könnnen es aber nicht benennen 
• PROSOPAGNOSIE (speziell Gesicht) = Unfähigkeit, Menschen am Gesicht wieder zu erkennen. Keine sensorischen Defizite und keine verbalen, intellektuelle Beeinträchtigung. → Es werden Merkmale wie Stimme, besondere Kleidung, Frisur zur Erkennung von Personen benutzt. 
• LATERALE HEMMUNG Mach- Bänder, sie entstehen durch Kontrastverstärkung an den Kanten)  → Benachbarte visuellen Zellen hemmen sich in vielen Bereichen gegenseitig (laterale Hemmung) → Dadurch werden Unterschiede zwischen den Zellen verstärkt → Das erhöht die Gesamtempfindlichkeit des Systems 
• Wie erfolgt die Kontrastverstärkung? Laterale Hemmung Kontrastverstärkung an einer Kante entsteht durch sogenannte laterale Hemmung auf Ebene der Rezeptoren (in diesem Fall der Sehzellen) Ein Rezeptor hemmt, wenn er feuert, seine benachbarten Rezeptoren. Diese Hemmung wird über ein laterales neuronales Netzwerk bewerkstelligt 
• Luminanz wir nehemen einen gegenstand mit einer konstanten Helligkeit wahr, auch wenn sich die Beleuchtung verändert. Die wahrgenommene Helligkeit hängt von der relativen Luminanz (Leuchtdichte) ab, der Menge an Licht, die ein Gegenstand, relativ zu seiner Umgebung, reflektiert.
• FARBSEHEN Auf der Retina gibt es drei Zapfen (blau, rot, grün), deren Sehfarbstoff auf unterschiedliche Wellenlängen besonders intensiv reagieren. Die drei Zapfen beeinflussen sich gegenseitig, um den Farbeindruck zu verstärken. Die Helligkeitswahrnehmung entsteht aus der Summation der grünen und roten Zapfen Unter Tageslichtbedingungen liefern Stäbchen keine brauchbaren Signale- sie sind nicht aktiv!!! Sie sind nur beim Dämmerungs- und Nachtsehen aktiv 
• THEORIEN ZUM FARBSEHEN (beide haben Gültigkeit und ergänzen sich) Dreifarbentheorie Gegenfarbentheorie Dreifarbentheorie: Es gibt 3 verschiedene Farbrezeptortypen in der Retina  Gegenfarbentheorie: Es gibt 2 Arten von Farb- und eine Art Helligkeitsrezeptor, die jeweils gegensätzliche Farben (Komplementärfarben) kodieren: rot-grün, blau-gelb, schwarz-weiss  Bsp. Nachbilder. Wie erklären wir also das Phänomen der Nachbilder (Bsp. Flagge). Wir ermüden unsere Grünreaktion durch das Starren auf Grün. Wenn wir danach auf Weiß schauen, reagiert nur der rote Teil des Gegenfarbenpaars Grün/Rot normal. 
• WAHRNEHMUNGSORGANISATION Die Gestaltpsychologen waren Vertreter der These, dass bei der Wahrnehmung das Ganze mehr als die Summe seiner Teile ist.  Wenn wir eine Reihe von Empfindungen haben, organisiert das Gehirn sie so, dass eine Gestalt (also etwas Ganzes) entsteht. 
• FORMWAHRNEHMUNG FIGUR-GRUND Gesetz der Prägnanz FIGUR-GRUND:  Erste Wahrnehmungsaufgabe: Jedes Objekt (Figur) als ein Gebilde wahrnehmen, das sich von seinem Hintergrund (Grund) abhebt. Bsp. Lesen. Wörter = Figur; Papier = Grund  DIE GESTALT-GESETZE : Es werden bevorzugt Objekte wahrgenommen, die sich von anderen abheben  Gesetz der Nähe: Elemente mit geringeren Abständen zueinander werden als zusammengehörig wahrgenommen  Gesetz der Ähnlichkeit: Einander ähnliche Elemente werden von unserer Wahrnehmung gruppiert. Hier sehen wir die Kreis u. Dreiecke als Säulen und nicht als waagrechte Reihen  Gesetz der Kontinuität: Wir nehmen Figuren als glatte, durchgehende und weniger als unterbrochene Muster wahr  Gesetz der Geschlossenheit: Wir füllen Lücken, um uns ein vollständiges, ganzes Objekt zu schaffen.  Gesetz des Gemeinsames Schicksals /Zusammenhang: Zwei sich gleichzeitig bewegende Elemente werden als eine Einheit wahrgenommen 
• TIEFENWAHRNEHMUNG Fähigkeit, Gegenstände in drei Dimensionen zu sehen, obwohl die Bilder, die auf die Retina projiziert werden, zweidimensional sind. Die Tiefenwahrnehmung befähigt uns zur Einschätzung der Entfernung, Höhe, Lage. → z. T. angeboren 
• MONOKULARE HINWEISREIZE = Entfernungsmerkmale, die jedes Auge für sich alleine erkennen kann • Relative Größe (kleine Objekte scheinen weiter entfernt) Verdeckung (verdeckt ein Objekt ein anderes, erscheint es näher)  Größengedächtnis (Wissen um die Größe eines Objekts hilft bei Einschätzung der Entfernung)  Relative Bewegung (bei eigener Bewegung ergeben Bewegungen anderer Objekte Hinweise auf die Entfernung)  Zentralperspektive: Parallele Linien scheinen in der Ferne zusammenzulaufen. Je stärker die Linien konvergieren, desto größer ist die wahrgenommene Entfernung 
• BINOKULARE HINWEISREIZE = Tiefenmerkmale, wie retinale Disparität, die voraussetzen, dass man beide Augen zu Hilfe nimmt RETINALE DISPARITÄT (weil auf der Retina) Wegen dem Augenabstand von ca. 6cm bekommt die Retina der beiden Augen jeweils leicht unterschiedliche Bilder. Wenn das Gehirn diese beiden Bilder miteinander vergleicht, kann es beurteilen, wie weit entfernt das Objekt ist. Je größer die retinale Disparität (der Unterschied zw. den beiden Bildern), desto näher ist das Objekt. Bsp. „Fliegendes Würstchen“ 
• KONVERGENZ DER AUGENMUSKEL KONVERGENZ DER AUGENMUSKEL  Die Augen drehen sich stärker nach innen, wenn man nahe Objekte fixiert. Das Gehirn erkennt den Konvergenzwinkel und berechnet dann den Unterschied. Je stärker die Einwärtsdrehung, desto näher das Objekt (desto gekreuzter unser Blick)
• GRÖSSENWAHRNEHMUNG Je weiter ein Objekt vom Auge entfernt, desto kleiner ist sein Abbild auf der Retina → Sehwinkel allein reicht nicht zur Größenbestimmung aus → Zusätzliche Informationen zur Entfernung müssen aus der Umgebung extrahiert werden = Tiefenhinweisreize → Die Fähigkeit, ein Objekt unabhängig von seiner Entfernung immer dieselbe Größe zuzuschreiben, heißt Größenkonstanz 
• BEZIEHUNG VON GRÖSSE UND ENTFERNUNG PONZO-TÄUSCHUNG BEZIEHUNG VON GRÖSSE UND ENTFERNUNG PONZO-TÄUSCHUNG Beide roten Streifen werden gleich große Bilder auf die Retina. Aber unsere Erfahrung sagt uns, dass ein entfernteres Objekt nur dann ein gleich großes Bild wie ein näheres Objekt erzeugen kann, wenn es in Wirklichkeit größer ist 
• WAHRNEHMUNGSKONSTANZ = Fähigkeit, Objekte als unverändert wahrzunehmen, auch wenn sich die Beleuchtung und die Bilder auf der Retina verändern. Dank dieses Top-down-Prozesses können wir also Dinge erkennen, unabhängig davon, aus welchem Blickwinkel, Entfernung und Beleuchtung wir sie sehen. 
• OBJEKTERKENNUNG  Menschen können viele Objekte sehr schnell identifizieren und kategorisieren → OBJEKTKONSTANZ bei wechselnder Perspektive ist stark erfahrungsabhängig • Bottom-up-Verarbeitung ist die automatische Erkennung von Objekten aufgrund wahrgenommener Eigenschaften • Top-down-Verarbeitung ergänzt Wahrgenommenes um Elemente, um Geschlossenheit zu erreichen (Bsp Gestaltgesetze) 
• BEWEGUNGSSEHEN UNTERSCHIED EIGENBEWEGUNG ./. OBJEKTBEWEGUNG !! BEWEGUNGSSEHEN UNTERSCHIED EIGENBEWEGUNG ./. OBJEKTBEWEGUNG !! → Eigenbewegung erzeugt optischen Fluss im gesamten Gesichtsfeld → bei Objektbewegung ist Veränderung im optischen Fluss auf lokale Änderungen beschränkt Optischer Fluss: durch Eigenbewegung des Beobachters erzeugte Bewegungsmuster 
• BEWEGUNGSSEHEN SCHEINBEWEGUNGEN SCHEINBEWEGUNGEN BEWEGUNGSSEHEN  Objekte müssen sich nicht wirklich bewegen, damit wir Bewegungen wahrnehmen (Bsp. Man sitzt im Zug und der daneben fährt los. Man weiß nicht ob man jetzt selber losfährt oder der Zug nebenan) 
• SCHEINBEWEGUNGEN Objekte müssen sich nicht wirklich bewegen, damit wir Bewegungen wahrnehmen (Bsp. Man sitzt im Zug und der daneben fährt los. Man weiß nicht ob man jetzt selber losfährt oder der Zug nebenan) 
• AUGENBEWEGUNGEN SAKKADEN: AUGENBEWEGUNGEN → SAKKADEN: Blicksprünge, die wir bis zu 3x/ Sek. Ausführen, um visuelles Umfeld scharf zu sehen 

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