• Document: Verarbeitung von sensorischer Information
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Verarbeitung von sensorischer Information Verarbeitung von sensorischer Information • Kurze Wiederholung zu sensorischen Mechanismen • Verarbeitung sensorischer Information am Beispiel des Sehens • Verschaltung von Nervensystemen am Beispiel der Sehbahnen • Kurzer Blick auf die Entwicklung von Nervensystemen • Funktionelle Gliederung des Nervensystems Mechanorezeptoren  Reagieren auf mechanische Energie: Druck, Berührung, Dehnung, Bewegung, Schall  Tastsinn: Modifizierte Dendriten sensorischer Neurone  Streckrezeptor (Muskelspindel): misst die Dehnung des Muskels. Muskelspindeln sind umgewandelte Muskelfasern (Kniesehnenreflex)  Haarzelle: Haare sind Mikrovilli oder spezialisierte Cilien, die auf der Oberfläche von Rezeptoren stehen. • Ionenpermeabilität ist richtungsabhängig Chemo- & Lichtrezeptoren • Geschmackserkennung • Geruch • Sehen Molekulare Mechanismen der Geschmackserkennung Molekulare Mechanismen der Geschmackserkennung Aminosäure, Umami: PLC, K+-Kanal, Ca2+- Einstrom Olfaktorische Neurone Hatt, Chemistry & Biodiversity 1, 2004 Kaskade biochemischer Reaktionen beim Sehvorgang F Effekt von Licht auf Stäbchen Aufbau der Wirbeltierretina Empfindlichkeit steigernde Mechanismen • Hyperpolarisierte Vertebratenretina • Kontrastverstärkung durch Inhibition direkt benachbarter Rezeptoren • Laterale Inhibition • Vertebraten: – Hyperpolarisation • Evertebraten: – Depolarisierung Rezeptive Felder – Antagonistische Verschaltung • On-Zentrum Neuron – Wird aktiviert durch Lichtreize im Zentrum seines rezeptiven Feldes, gehemmt durch Reize im Randbereich des rezeptiven Feldes. • OFF-Zentrum Neuron – Reagiert umgekehrt zu On- Zentrum Neuron – Wird gehemmt durch Reize im Zentrum des rezeptiven Feldes, aktiviert durch Reize im Randbereich des rezeptiven Feldes F Organisation der rezeptiven Felder • Retinale Ganglienzellen erhalten Inputs von zwei Klassen von Bipolarzellen. Die Verbindungen erzeugen ON- Zentrum- bzw. OFF-Zentrum-Ganglienzellantworten. • Rezeptoren in der Peripherie eines rezeptiven Feldes üben ihre Effekte auf die zwei Klassen von Bipolarzellen über ein Netzwerk elektrotonisch miteinander verbundener Horizontalzellen aus. • Der direkte Input in die Bipolarzellen aus den vorgeschalteten Rezeptorzellen und der direkte Input in diese Zellen über das Netzwerk der Horizontalzellen hemmen sich gegenseitig. Diese gegenseitige Hemmung führt zu kontrastreichen Zentrum Peripherieeffekten, die sowohl von den ON-Zentrum-Ganglienzellen als auch den OFF-Zentrum Ganglienzellen gezeigt werden. Projektion und Verschaltung am Beispiel der Retina Projektion Retina - Gehirn Neurone stellen präzise Verbindungen zu ihren Zielzellen her Wachstumskegel und deren Verhalten Visuelle Projektion Gradierte Verteilung von Zelloberflächenmolekülen Verarbeitung von Information ZNS - PNS Reflexe Entwicklung und anatomische Gliederung von Nervensystemen Nervensysteme – Zunehmende Komplexität Entwicklung des Gehirns Entwicklung des Gehirns Entwicklung des Gehirns  Relaisstation für  sensorische Information  zum Endhirn  Zentrum für die Regulation  der Homöostase einer Vielzahl  von Prozessen  Neuro/endokriner Übergang  Atmung  Muskelaktivität  Kreislauf  Gleichgewicht  Einfache motorische Muster   „Orchestriert“ Information  (Schlucken) von höheren Gehirnzentren   Durchgang für Information  an Muskeln und umgekehrt vom Rückenmark Evolution des Wirbeltiergehirns Cerebrum Cerebellum Drei Trends bei der Evolution des Wirbeltiergehirns • Relative Größe des Gehirns nimmt zu • Zunahme der Segmentierung und Differenzierung des Gehirns – Entwicklung des Cerebellums im Rautenhirn • Hauptzentrum für Koordination und Bewegung (Zunahme visueller und auditorischer Fähigkeiten beim Übergang vom Wasser aufs Land) – Vorderhirn: Unterteilung in

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