Sinne und Nerven
Wie kommunizieren wir mit unserer Umwelt?
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Teil I Sinne und Sinnesorgane
• Wie viele Sinne kennt ihr?• Welche Sinnesorgane gehören dazu?• Kennt ihr weitere Sinne/Wahrnehmungen?
Gleichgewicht, Beschleunigung, Drehbeschleunigung, Außentemperatur, Körpertemperatur, Schmerz, Hunger/Blutzuckergehalt , Selbstwahrnehmung (z.B. Muskelspannung und Gelenkstellung)
Das SäugetieraugeNetzhaut
Glaskörper
Fovea centralis (gelber Fleck)
Blinder Fleck
Iris
Lederhaut
Hornhaut
Aderhaut
Ciliarmuskel und Ciliarbänder
Linse
Augenmuskeln
Sehnerv
Die Netzhaut
Normalsichtiges Auge
Scharfes Sehen und Sehfehler
Stäbchen und Zapfen
Farbensehen ist eine Verrechnungsleistung des Gehirns
Mischen von Farben
additiv subtraktiv
Wer mischt die Farben? Wie werden sie gemischt?
3d Sehen• 2 Augen, 2
verschiedene Bilder
• Erfahrung: Farbperspektive, Größenvergleiche (Fluchtpunkt)
• Wer sieht den Ring?
Hier sind die beiden verschiedenen Bilder sichtbar, 3d nur mit Rotgrünbrille
Physikalische Kenngrößen einiger wichtiger Sinne
Aufbau der HautDie Oberhaut: Hornschicht und Epidermis (Keimschicht, rot) gebildet. Darunter: Lederhaut (Corium, rosa)
In gelb: Unterhaut (Subcutis) v.a. Fettgewebe. Schweißdrüsen (grün) münden in HautporenJedes Haar verfügt über einen Aufrichtemuskel und eine Talgdrüse. Aus: Weitz, B. (1998) Atlas der
Anatomie. Weltbild Verlag, München
Sinne der Haut
Die Hautsinne:1 Freie Nervenendigungen (Schmerz) 2 Tastscheiben 3 Tastkörperchen 4 Endkolben (Kälte) 5 Endplatten (Wärme) 6 Haarbalggeflecht (Berührung) 7 Lamellenkörperchen (Druck)
Ohr des Menschen
Ohr des Menschen
Im Ohr finden sich mehrere Sinnesorgane. Außer Schall wird im Innenohr die Lage (gegen die Schwerkraft) und Drehbewegung bzw. Beschleunigung registriert.
Ausguss des Labyrinths
Schnitt durch die Cochlea
Scala vestibuli
Schnitt durch die Cochlea
Je weiter weg vom ovalen Fenster, desto breiter und nachgiebiger wird die Basilarmembran. Das heißt je weiter wir zum Helikotrema vordringen, desto niedriger ist die Resonanzfrequenz.
Wanderwelle und Zusammenhang zu den Frequenzen
Hörflächen
Hörsinneszelle
Nase
Riechsinneszelle
• Schlüssel-Schloss-Prinzip!
Zunge
Die gute alte Zungenkarte
Geschmackssinneszelle
• Schlüssel- …?
Was haben alle Sinnesorgane gemeinsam?
• Sind mit dem Gehirn verbunden• Besitzen Sinneszellen• Def. Sinneszelle: …
Reiz-Reaktionsschema
Sinneszelle wandelt den Reiz in ein elektrisches Signal
motorischer Nerv
OrganeDas Signal wird zum Gehirn weitergeleitet
Nervenzellen
Nervenzellen befinden sich überall im Körper.
Die meisten Nervenzellen findet man im Gehirn (2*1010 -1012) und im Rückenmark (3*1010 -1011)
Ein Nerv ist ein Bündel von Nervenzellfortsätzen (Axonen/Neuriten).
Neuron
Aufbau einer Nervenzelle: Beschrifte die Nervenzelle auf dem AB
Maßstäbliche Abbildung einer Nervenzelle
Mororische und sensorische Nerven
Nervenzellen=Neuronen
• Sind wie andere Zellen ausgestattet, sehen aber sehr eigentümlich aus
• Können elektrische Signale leiten (Kabel)
• Motorische Neurone enden an Organen ( Bsp.?)
• Sensorische Neurone leiten Impulse zum Gehirn ( Bsp.?)
• Meist zu Nerven gebündelt• Interneurone verknüpfen mot.
und sens. Neurone, bilden Schaltkreise im Gehirn / RM.
Nervenquerschnitt im Mikroskop
Neuronen stehen miteinander in Verbindung
• Bis zu 10 000 Synapsen/ Neuron (Ø1000)
• Insgesamt ca. 1014 Synapsen im Gehirn
• Synapsen können sich neu bilden oder ihre Stärke verändern ( Lernen)
Synapsen
Kokain, Crack, Methylphenidate (Ritalin), Ephedrin, MDMA (Ecstasy –lila Smiley), Meskalin (Kaktusfleisch getrocknet), LSD (Löschblatt im Tütchen), Psilocybin (getrockneter Pilz), Aztekensalbei (Extrakt im Tütchen), Diphenhydramin (pinke Antihistaminpille), Fliegenpilz , Tylenol ( Nr.3, Schmerzmittel), Codeinhaltiges Muskelrelaxans, Pfeifentabak , Bupropion (bräunlich, Antidepressivum), Cannabis , Haschisch , ...Metamphetamin=Panzerschokolade
Psychoaktive Substanzen wirken an Synapsen.
-Genussmittel-Medikamente-Drogen
Sucht„Das unabweisbare Verlangen nach einem bestimmten Erlebniszustand. Diesem Verlangen werden die Kräfte des Verstandes untergeordnet.“
substanzgebundene Abhängigkeit
Folgen? (soziale Bindungen, soziale Chancen, Persönlichkeit)
Art der Droge,Verfügbarkeit,Stärke, DosisWirkung, Image,Gesetze, PreisWerbung
Stärken, Schwächen,Beziehungsfähigkeit, Selbstwertgefühl, Erbanlagen, Lebensgeschichte
Familie, Freunde,Wohnsituation,Vorbilder, Gesellschaft, Konsumverhalten, Arbeit/Schule, Freizeit
Sucht am Beispiel KokainKokain verhindert die Wiederaufnahme des Transmittermoleküls Dopamin.
Belohnungssystem (Funktion?) wird aktiviert.
Häufiger Konsum Abbau der Dopaminrezeptoren. (warum?)
Dosiserhöhung
bei Entzug wird das Belohnungssystem nur noch schwer aktiviert.
Craving, depressive Gemütslage, Antriebsarmut, Suizidgedanken…
Nervengifte und Drogen
Ergänzungen
Quelle: Nutt, David, Leslie A King, William Saulsbury, Colin Blakemore. "Development of a rational scale to assess the harm of drugs of potential misuse" The Lancet 2007; 369:1047-1053 (24. 3. 2007)
Das Nervensystemca. 1012 Neuronen (= Nervenzellen)1,5* 1014 Synapsen = Verschaltungen1013 Gliazellen.(Schutz, Ernährung)
Hirn und RM =Zentralnervensystem =ZNS
Peripheres NS=
12 Hirnnerven+
31 RM-Nerven
Reflexe sind einfach organisiertes Verhalten
Ein monosynaptischer Reflex kommt mit zwei Neuronen (sensorisches und motorisches) aus. Eigenreflex (Sensor und Effektor im selben Organ, z.B. Kniesehnenreflex oder Achillessehnenreflex)
Polysynaptische Reflexe sind meist Fremdreflexe wie der Hustenreflex oder der Lidschluss
Bsp. Für Reflexe
• Kniesehnenreflex (Eigenreflex)• Lidschlussreflex (Fremdreflex)• Saugreflex• Atemschutzreflex
Aufbau des Nervensystems
• ZNS (Gehirn und Rückenmark)
• PNS Peripheres Nervensystem aus 43 paarigen Nerven, fast alle enthalten sowohl motorische als auch sensorische Nervenfasern
(Ausnahmen z.B. N. opticus, N. olfactorius)
Aufbau des NervensystemsDer fünfte Hirnnerv ist der Nervus trigeminus, er wird teilweise für Operationen im Unterkieferbereich ausgeschaltet.
So wie er, zweigen sich alle Hirn- bzw. Spinalnerven weiter auf und innervieren so alle Organe des Körpers
Das vegetative Nervensystem
Teil des PNS, auch autonomes NS genannt Kontrolle des inneren Milieus (Homöostase)
Symphatisches NS rot, parasympathisches NS blauSNS gesteuert durch Hypothalamus und HirnstammPNS gesteuert durch Hirnstamm und sakrales RM
Stress ist ein komplexes Wirkungsgefüge
Aufbau des GehirnsH
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Hierarchie des Gehirns
Hirnstamm (verl. Mark, Brücke und Mittelhirn): Kontrolle von Blutdruck, Atmung, Herzfrequenz, Schlaf, Schwitzen, Schlucken, Brechen, Husten. Integration von angeborenen Verhaltensweisen („Instinkte“) überlebenswichtig, aberMangel an Plastizität!
Das KleinhirnGehört zum Hinterhirn (zu dem auch der Hirnstamm gehört). Funktion: Koordination und Feinabstimmung von Bewegungs-abläufen. (Tanzen, Kampfsport, Klavierspielen ...
Hierarchie des GehirnsLimbisches System (rot gefärbt):Modifikation von angeborenen Verhaltensweisen (Triebverhalten)Affekte, Emotionen, Gedächtnis, Sozialverhaltenartspezifisches Verhalten der höheren Vertebraten
(besteht entwicklungsgeschichtlich aus verschiedenen Teilen)
Störungen: PTD, Depressionen, Autismus, Phobien
Hierarchie des GehirnsHippocampus gehört ebenfalls zum limbischen System (anatomisch zum Großhirn).Funktion:Zusammenfassung unterschiedlicher sensorischer Informationen und Weiterleitung an den Cortex generiert GedächtnisWichtige Rolle bei Emotionen(Atrophie bei PTD/Depressionen und starkem emotionalem Stress)Adoleszentes Rauschtrinken
Hierarchie des GehirnsZwischenhirn (Diencephalon):Thalamus, Hypothalamus, Hypophyse)
Thalamus: Durchgangstation und Filter, lässt nur wichtiges durch zum Großhirn
Hypothalamus: Steuerzentrale des veg. NS Homöostase, Hormonzentrale, wirkt auch über die
Hypophyse: Hirnanhangsdrüse, Kontrolle der meisten Hormondrüsen
Hierarchie des GehirnsNeocortex:Primäre Rindenfelder und Assoziationsfelderräumlich-zeitliche Analyse der Umwelt, abstraktes Denken,Entwurf von Handlungsstrategien und –konzepten,Planung der Zukunft, ErfindungenBewusstsein GedächtnisspeicherPhantasie
Blick ins arbeitende Gehirn
Gemessen wird die Hirnaktivität mit Hilfe von radioaktiv markiertem Zucker (PET= Positronen-Emissionstomographie).
Im Großhirn gibt es Regionen die für bestimmte Aufgaben verantwortlich sind.
Personality, social behavior
Funktionsweise des Gehirns• Modular und vernetzt• Verschiedene Module entsprechen
unterschiedlichen Hirnarealen• Zerlegung in Einzelaspekte. • Integration der Einzelaspekte• Neuronale Karten• ???
Somatosensorischer (li.) und motorischer (re.) Cortex.
Das Sehen findet im wesentlichen im Gehirn statt.
Im Vergleich
Gehirn
Die Großhirnrinde
Die Großhirnrinde
Motorische und somatosensorische Rinde
Schäden des Nervensystems
• Querschnittslähmung• Stoffwechselerkrankungen (Parkinson,
Alzheimer, Depressionen, …) Jgst. 12• Phantomschmerzen• Ausfälle des Gehirns z.B. durch
Verletzungen oder Schlaganfälle
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