Home
Nach oben
Zurück
Weiter
 

 

Visuelle Wahrnehmung

Verarbeitung neuronaler Informationen

 
 
 

Nach der Aufnahme des distalen adäquaten Umweltreizes durch das Auge und setzen die Photorezeptoren diese Reizsignale in neuronale Signale um (sensorische Transduktion) und werden damit zu einem proximalen Reiz, der die die damit verbundenen Neurone zur Verarbeitung und Weiterleitung (Transmission) der Signale an das Gehirn reizt. Die Verarbeitung der Reizinformationen wird auch als Integration bezeichnet (vgl. Campbell/Reece 2003, S.1267)

 
Die Verarbeitung der Informationen als Bottum-up- und Top-down-Prozesse im visuellen System lässt sich nach Gegenfurtner (2003, S.39) ganz grob so darstellen, "dass zuerst im Auge die Information aus der Umwelt möglichst effizient repräsentiert wird. Im Auge gibt es [...] eine ganz enorme Konvergenz von Photorezeptoren auf Ganglienzellen. Die Ganglienzellen schicken ihre Axone über den Sehnerv zum Thalamus und von dort über die Sehstrahlung zum visuellen Kortex. Zum Kortex hin kommt es zu einer enormen Divergenz. Die Information wird in der primären Sehrinde (V1) im Hinterhautslappen (Okzipitalkortex) in vielfältiger Weise analysiert. Dazu muss der Teil des Gesichtsfelds auf visuelle Merkmale hin untersucht werden, wie z. B. Farbe, Orientierung, Textur, Bewegung oder Tiefe. Von V1 ausgehend scheint die kortikale Verarbeitung visueller Information über zwei Hauptpfade zu verlaufen, einem dorsalen Verarbeitungsstrom, der zum Scheitellappen (Parietalkortex) verläuft, und einem, der zum unteren Schläfenlappen (Temporalkortex) zieht."

Auf den neuronalen Anfangsstufen des Wahrnehmungsprozesses geschieht die Verarbeitung von Informationen auf dem Weg ins Gehirn durch die Konvergenz von Neuronen, durch Erregung und Hemmung, mit Hilfe von rezeptiven Feldern und lateraler Inhibition.

  1. Konvergenz von Neuronen entsteht durch die synaptische Verschaltung mehrerer Neurone mit einem einzigen weiterleitenden Neuron. So wird z. B. im Auge die Information, die zunächst von über 100 Millionen Rezeptoren aufgenommen worden ist, an eine viel kleinere Zahl von Ganglienzellen (= Neurone in der Netzhaut, die Signale von dem Neuronennetzwerk aus Bipolar- und Amakrinzellen erhalten) weitergeleitet, ehe sie das Auge durch den Sehnerv (Nervus opticus) verlassen und zunächst in das Corpus geniculatum laterale (CGL) weitergeleitet und von dort über die Sehbahn (Tractus opticus) den primären visuellen Cortex und weitere Hirnareale erreichen. Die Signale der konvergierenden Neurone werden dabei so geändert, "dass sie möglichst naturgetreu in einer viel kleineren Anzahl von Ganglienzellen weiter zum Gehirn geschickt werden können." (Gegenfurtner 2003, S.41)

  2. Die neuronale Verarbeitung durch Erregung und Hemmung basiert auf einem wechselseitig verschalteten Netzwerk von Neuronen, die "durch die Kombination von Konvergenz, Erregung und Hemmung die Information so verarbeiten, dass sie selektiv auf bestimmte Reizmerkmale empfindlich sind." (Goldstein 2002, S. 77)

  3. Was in unserem Gesichtsfeld, dem Bereich, in dem man ohne Bewegung der Augen oder des Kopfes Objekte wahrnehmen kann (Gegenfurtner 2003, S.123), eine neuronale Antwort hervorruft, lässt sich verhältnismäßig leicht bestimmen und kartieren und wird als rezeptives Feld des Neurons bezeichnet. Auf der Netzhaut stellt es den Teilbereich dar, der bei Reizung stets dasselbe Neuron erregt. Retinale Ganglienzellen, die nebeneinander liegen, weisen dabei sich überlappende rezeptive Felder auf, die mit benachbarten Neuronen der nächst höheren Verarbeitungsstufe in Verbindung stehen. Diese räumliche Ordnung des Gesichtsfeldes bleibt von der Rezeptorebene der Netzhaut bis in die höheren Verarbeitungsebenen im Cortex als eine Art neuronale topographische Karte erhalten. Allerdings wird die aufsteigende Repräsentation des Reizes dabei immer abstrakter, da die rezeptiven Felder von Stufe zu Stufe größer werden. (vgl. ebd., S.42)

  4. Bei der lateralen Inhibition geht es um die Mitverarbeitung benachbarter (lateraler) hemmender Signale, Signalen also, die die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von Nervenimpulsen senken. Dadurch wird die wechselseitige Beeinflussung benachbarter Rezeptoren deutlich (Beispiel: Hermann-Gitter). (vgl. Goldstein 2002, S. 69-76)

Worterklärungen

Amakrinzellen = Zellen, die zum visuellen System gehören; verbinden Bipolar- mit Bipolarzellen und Ganglien- mit Ganglienzellen miteinander; dienen der Integration bei der neuronalen Weiterverarbeitung der retinären Impulse, schicken diese aber nicht selbst ins Gehirn
Chiasma opticum =  auch: Sehnerv(en)kreuzung; Bezeichnung für die Kreuzungsstelle der Sehnerven, die vom rechten und linken Auge kommen;  Konsequenz: die rechte Hirnhälfte bekommt nur Seheindrücke der linken Gesichtsfeldhälften zur Verarbeitung und umgekehrt.
Corpus geniculatum laterale (CGL) = Ein Neuronenkern (Nucleus) im Thalamus; erhält Signale vom Sehnerv und besitzt Nervenfasern, die zum primären visuellen Cortex (V1) führen (= Sehbahn)
Bipolarzellen = Nervenzellen, die zum visuellen System gehören; verbinden die Impulse vieler Rezeptoren und übertragen ihren Impuls auf die weiterleitenden Ganglienzellen; dienen der Integration bei der neuronalen Weiterverarbeitung der Impulse, die von der Netzhaut kommen (retinäre Impulse)
Ganglienzellen = Zellen, die zum visuellen System gehören; integrieren Impulse, die von vielen Bipolarzellen kommen, zu einem einzelnen Impuls
Gesichtsfeld = Bereich, in dem man, ohne dass Augen oder Kopf bewegt wird, Objekte wahrnehmen kann
Integration = neuronale Verarbeitung der Reizinformationen (» Konvergenz von Neuronen)
Sehnerv = Bezeichnung für die Nervenfasern von der Retina bis zum Chiasma opticum
Sehbahn = Bezeichnung für die vom Chiasma opticum bis hin zum Corpus Geniculatum verlaufenden Fasern
Sehstrahlung = Bezeichnung für die vom Corpus Geniculatum zum primären visuellen Cortex (= primäre Sehrinde) hin verlaufenden Fasern

 

Gert Egle, zuletzt bearbeitet am: 01.08.2017

 
     
  Überblick ] 3-Stufen-Modell ] Visuelle Wahrnehmung ]  
       

          CC-Lizenz
 

 

Creative Commons Lizenzvertrag Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International License (CC-BY-SA) Dies gilt für alle Inhalte, sofern sie nicht von externen Quellen eingebunden werden oder anderweitig gekennzeichnet sind. Autor: Gert Egle/www.teachsam.de