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Sinnesorgane - his. · PDF fileDie Geschmacksinformationen werden über die drei Hirnnerven Nervus facialis (VII), Nervus glossopharyngeus (IX) und Nervus vagus (X) ins Gehirn geleitet

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  • 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