Sinnesorgane
Uwe Spetzger
Neurochirurgische Klinik, Klinikum Karlsruhe
Anatomie und Physiologie des Riechen, Schmecken, Sehen, Hören & Fühlen
Fakultät für Informatik – Humanoids and Intelligence Systems Lab – Institut für Anthropomatik
Mittwochs von 12:15-13:45 Uhr
Sensible Region (Gyrus postzentralis)
Der Tastsinn und das Temperaturempfinden der Haut ist im Gyrus postzentralis
lokalisiert. Die erfassten sensorischen Signale werden über das Zentralnervensystem
an das Gehirn zum somatosensorischen Cortex zur Weiterverarbeitung geleitet.
Aufgrund seiner Eigenschaften, kann der Tastsinn Größe, Gewicht, Form und
Oberfläche eines ertasteten Gegenstandes bestimmen.
Berührung und Druck werden von zwei Rezeptortypen verarbeitet. Die sogenannten
Vater-Pacinischen Körperchen (Vibration) sind für Berührung im großflächigen Sinne
zuständig, während die Merkelschen Scheiben auf örtlich exakt bestimmbare
Berührung reagieren. Haarfolikelrezeptoren und Meissnersche Tastrezeptoren.
Die Wärmerezeptoren der Haut, Ruffinische Endbüschel und die entsprechenden
Kälterezeptoren, sogenannte Krausesche Endkolben ermitteln die Temperatur an der
Hautoberfläche.
Durch die gemeinsame Ergebnisanalyse können Dauer, Ort und Stärke der jeweiligen
Berührung genau ermittelt werden. Wie beim motorischen Cortex gibt es beim
sensorischen Cortex einen sensiblen Homunculus.
Das Gesicht und die Hände sind großflächig auf dem sensorischen Cortex
repräsentiert, sie haben einen sehr ausgeprägten Tasts- und Berührungsinn, während
der übrige Körper weniger empfindlich ist.
Haut – Berührungs-, Tast-, Schmerzempfinden
Oberflächensensibilität bezeichnet man Empfindungen, die über Rezeptoren in der
Haut wahrgenommen werden (Mechano-, Thermo- und Schmerzrezeptoren).
Tastsinn wird als Oberbegriff für die taktile (das Tasten betreffend - passiv) und die
haptische (auf dem Tastsinn beruhend - aktiv) Wahrnehmung verwendet.
Tiefensensibilität bezeichnet die Wahrnehmung bestimmter Reize aus dem
Körperinneren. Abhängig von der Lage der Rezeptoren unterscheidet man die Tiefen-
und die Oberflächensensibilität.
Tiefensensibilität umfasst:
Lagesinn (Informationen über die Position des Körpers im Raum und die Stellung der
Gelenke und des Kopfes)
Kraftsinn (Informationen über den Spannungszustand von Muskeln und Sehnen)
Bewegungssinn (Bewegungsempfindung und das Erkennen der Bewegungsrichtung)
Nase - Riechen
Nase - Atmung und der Geruchswahr-nehmung.
Durch die Nase wird die Atemluft ein- und ausgeatmet, wobei die kalte Luft erwärmt
und anfeuchtet wird. Dabei filtern die Nasenhaare und die Flimmerhärchen Staub und
Fremdpartikel aus der Atemluft.
Geruchsinn
Geruchsorgan und Geschmack sind eng vernetzt so, daß sich beide gegenseitig
beeinflussen können. Alle 60 Tage erneuern sich die Geruchszellen an ihrem
jeweiligen Ort stattfindet. Es handelt sich beim Riechvorgang um einen
außerordentlich komplexen chemisch neuralen Vorgang.
Aus der an der oberhalb der oben befindlichen Nasenmuschel sitzenden Riech-
schleimhaut vorbeistreichenden Luft scheiden sich Geruchsmoleküle an
Rezeptormolekülen ab. Die auf die einzelnen Duftstoffe ansprechenden Rezeptoren
(es gibt davon 347 verschiedene Rezeptortypen) bilden ihrerseits mittels sogenannter
Riechköpfchen eine Matrixstruktur an der Oberfläche der Riechschleimhaut aus.
Dabei werden bei der Vereinigung von Duftmolekül und Rezeptor Kaskaden in den
Rezeptorzellen ausgelöst, die als neuronale Signale über die Axone des Riechnerven
durch die Löcher des Siebbeins an den vorgestülpten Riechkolben des Großhirns
weitergeleitet werden.
Das olfaktorische System ist komplex mit vielen Hirnarealen verschaltet. Es bestehen
Verbindung zum Hypothalamus der bekanntlich Nahrungsaufnahme und
Sexualverhalten beeinflusst sowie zum limbischen System, welches Instinktverhalten
und Gedächtnisleistungen beeinflußt.
Zunge - Geschmackssinn
Aktuell wird von mindestens
fünf Grundqualitäten des
Geschmacks ausgegangen:
süß – Zucker, Zuckerderivate,
Aminosäuren, Peptide,
Alkohole
salzig – Speisesalz, Mineralsalze
sauer – saure Lösungen,
organische Säuren
bitter – verschiedene Bitterstoffe,
Alkaloide, Glykoside (Chinin,
Wermut)
umami – (jap. fleischig, herzhaft)
Glutaminsäure,
Asparaginsäure
Scharf ist aber genau genommen
ein Schmerzsignal durch das
Alkaloid Capsaicin
Geschmackssinn
Die Geschmacksinformationen werden über die drei Hirnnerven Nervus facialis (VII),
Nervus glossopharyngeus (IX) und Nervus vagus (X) ins Gehirn geleitet.
Die erste Verschaltung findet im rostralen Anteil des Nucleus tractus solitarii statt. Von
dort gelangen die Geschmacksinformationen weiter in den Thalamus. Vom Thalamus
findet die Weiterleitung zum Inselcortex (primäre gustatorische Cortex).
Bereits hier findet die Integration mit anderen Sinneseindrücken, z.B. Tast- und
Temperaturinformationen aus der Mundhöhle statt. Der sekundäre gustatorische
Cortex, die nächste Station der Geschmacksverarbeitung, befindet sich im orbito-
frontalen Cortex und überlappt teilweise mit dem sekundären olfaktorischen Cortex.
Zudem finden Verschaltungen zum Hypothalamus und zum limbischen System statt.
Der Gesichtsnerv Nervus trigeminus (V) vermittelt taktile Empfindungen der Gesichts-
region und ist an der Duftwahrnehmung beteiligt. Über den Nervus trigeminus werden
Eigenschaften wie brennend, scharf, adstringierend, prickelnd, stechend, kühlend
(irritative Eigenschaften) wahrgenommen. Dem Trigeminusnerv sind keine spezifischen
Sinneszellen zuzuordnen sondern freie sensible Nervenendigungen. Diese freien
Nervenendigungen, die auf chemische Stimuli reagieren, finden sich im Auge und in
den Schleimhäuten der Nasen- und Mundhöhle (Schutzfunktion).
Zwiebel, Ammoniak, Capsaicin bewirkten Tränensekretion & Speichelsekretion,
reflektorische Unterbrechung des Atemrhythmus und ggf. Niesreflex.
Auge - Sehen
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Eye_scheme.svg&filetimestamp=20090821082302
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Eye_scheme.svg&filetimestamp=20090821082302
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Tr%C3%A4nenapparat.svg&filetimestamp=20060816024919
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Tr%C3%A4nenapparat.svg&filetimestamp=20060816024919
Hirnnerven - visuelles System
Aufbau des Auges
Der Augapfel ist kugelförmig und kann sich aufgrund seiner kardanischen
Aufhängung um beliebig viele Achsen drehen. Das Auge hat beim Menschen einen
Durchmesser von ca. 24 mm und seine Hülle besteht aus drei Schichten:
Die äußere Augenhaut ist in zwei Abschnitte untergliedert. Dort wo das Licht ins Auge
eintritt, befindet sich die durchsichtige Hornhaut (Cornea). Sie geht unmittelbar in die
weiße Lederhaut (Sclera) über, die den größeren restlichen Teil der äußeren
Augapfelhülle bildet. Hier setzen die äußeren Augenmuskeln an, die das Auge in der
Augenhöhle bewegen. Im vorderen Augenabschnitt ist sie von Bindehaut bedeckt,
sodass nur die Cornea von Tränenflüssigkeit direkt benetzt wird
Die mittlere Augenhaut (Uvea). Sie besteht aus drei Abschnitten. Die Aderhaut ist
reich an Blutgefäßen (Nährstoffversorgung). Nach vorn geht die Aderhaut in den
Ziliarkörper (Corpus ciliare) über, mit Aufhängung der Augenlinse. Der vorderste
Abschnitt der mittleren Augenhaut ist die Regenbogenhaut (Iris). Sie bildet die Pupille
und reguliert den Lichteinfall. Ihre Pigmentierung verursacht die Augenfarbe
Die innere Augenhaut (Netzhaut oder Retina). Sie enthält die Lichtsinneszellen
(Photorezeptoren). Dort, wo der Sehnerv das Auge verlässt (Sehnervenpapille),
befinden sich keine Lichtsinneszellen (Blinder Fleck). Die Stelle des schärfsten
Sehens ist der gelbe Fleck (Fovea)
Sensorzellen der Retina
Stäbchen (rods)
Lichtsensoren (Hell-Dunkel Diskriminierung)
Die Stäbchen sind sehr emfindlich gegenüber geringen Lichtmengen, sie können nur
zwischen Helligkeitsstufen unterscheiden. Sie sind nicht in der Lage Farbunterschiede
wahrzunehmen. Auf der Retina sind diese 120 bis 150 Millionen Sensoren bevorzugt im
pheripheren Bereich verteilt.
Zäpfchen (cones)
Farbsensoren (3 Gruppen: violett – grün – gelb)
Im Bereich der Fovea befinden sich vorwiegend Zäpfchen. Sie sind weniger empfindlich
und eignen sich daher für höhere Lichtstärken. Die 6 bis 7 Millionen Zäpfchen sind in
drei Gruppen unterteilt, wovon jede für eine bestimmte Wellenlänge beziehungsweise
eine der drei Farben, Violet, Grün und Gelb besonders empfindlich ist. Nur durch eine
aufwendige Umrechnung in menschlichen Gehirn, ist der Me
