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
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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."
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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.
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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)
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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)
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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)
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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:
13.02.2021
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