4. Neurobiologie
4.4 Sinne
Sinne allgemein
a.) Wie viele Sinne hat der Mensch?
Früher kannte man fünf Sinne: Sehen, Hören, Riechen, Schmecken und Tasten. Redewendungen wie "seine fünf Sinne beisammen haben" oder "der sechste Sinn" rühren daher. Heute weiß man, dass Tasten mehr als ein Sinn darstellt, dass im Innenohr ein (bei genauerer Betrachtung sogar zwei) weitere Sinne sitzen und dass es noch einen sogenannten "Körpersinn" gibt.
- Ordne mit diesem Spiel jedem Sinn seinen jeweils adäquaten Reiz und seine jeweiligen Fähigkeiten zu:
b.) An den Sinneszellen findet die Transduktion (übersetzt: Überführung, Umwandlung) statt
- Definiere den Begriff Transduktion
c.) Die Transduktion an Sinneszellen funktioniert nach nur zwei verschiedenen Prinzipien
Die folgende Simulation zeigt die beiden möglichen Wirkmechanismen an den Membranen der Sinneszellen, um auf einen Reiz hin das Membranpotenzial gezielt zu ändern:
- Beschreibe die Funktionsweise der mechanisch wirkenden und der G-Protein gekoppelten Sinneszellrezeptoren
- Begründe, bei welchen Sinnen die Mechanorezeptoren wirken könnten
d.) Je nach Verhalten der Sinneszelle teilt man diese in tonisch und phasisch bzw. phasisch-tonisch ein
Du kennst das Phänomen: Du betrittst ein volles Klassenzimmer, in dem lange nicht gelüftet wurde und nimmst sofort einen starken Geruch wahr. Nach einigen Minuten riechst Du nichts mehr, dabei hat sich in der Klasse nichts verändert. Es sind die Riechsinneszellen, die sich phasisch-tonisch verhalten: zunächst reagieren sie auf einen Reiz hin gleichbleibend stark (tonisch), mit zunehmender Dauer nimmt die Wahrnehmung des Geruchs dann aber ab (phasisch), auch wenn sich die Reizintensität nicht ändert. Nach ihrem Verhalten unterteilt man Sinneszellen in:
- tonisch: z.B. Schmerzrezeptoren
- phasisch bzw. phasisch-tonisch: z.B. Riechsinneszellen
e.) Den Tastsinn erforschen
Die Haut ist unser größtes Sinnesorgan. In dieser Abbildung ist der Bau der Haut vereinfacht dargestellt. Du erkennst darin drei verschiedene Sinneszellen:
Aufgabe:
Erforsche, in welchem Abstand sich Druckkörperchen in der Haut befinden.
Falls Dir nicht geläufig ist, wie man "objektiv, valide und reliabel" forscht, findest Du in diesem LernBaustein Informationen:
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Der Sehsinn
a.) Zur Anatomie von Auge und Netzhaut
In der Mittelstufe hast Du Dich bereits mit dem Sehen beschäftigt, hier ging es um das Organ Auge und die Funktionsweise seiner Bestandteile wie der Linse oder der Iris. Wiederhole dazu zunächst die Anatomie des Organs:
In der Kursstufe geht es darum, wie der Sehvorgang auf zellulärer und molekularer Ebene realisiert wird. Erarbeite hierzu zunächst die anatomischen Begriffe zur Netzhaut.
1. Die Zellen der Netzhaut:
2. Der Aufbau der Zellmembran eines Stäbchens
b.) Die Fototransduktion im Stäbchen
Diese Animation zeigt den Zusammenhang zwischen den Strukturebenen Organ (Auge), Gewebe (Netzhaut) und zellulärer bzw. molekularer Ebene beim Sehvorgang:
c.) Kontrastverstärkung durch laterale Hemmung in der Netzhaut
Fixiere mit den Augen etwa die Mitte des Bildes und beobachte:
Es gibt Optische Täuschungen, die durch diesen Effekt zustande kommen. Hier ist eine dargestellt und erklärt und Du kannst interaktiv so eingreifen, dass der Effekt deutlich wird:
d.) Die Informationen der Netzhaut werden an die Großhirnrinde weitergeleitet
Diese Versuchsperson schaut auf eine Scheibe, die links rot und rechts blau ist.
Beschreibe die Weiterleitung der visuellen Information von der Netzhaut bis in die Großhirnrinde:
Bevor Du Dich weiter mit der Sehwahrnehmung beschäftigen kannst, benötigst Du zunächst ein paar Informationen zu unserem Nervensystem und zum Bau und Funktion des Gehirns. Gehe dazu zu 4.5 Das Nervensystem.
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