Tierphys

die Intensitätsänderung, die bei einer gegebenen Ausgangsintensität gerade noch wahrgenommen wird

Die wahrgenommene Reizänderung ist immer ein konstanter Bruchteil der Ausgangsintensität

• Exterorezeptoren

• Vergrößerung des Dynamikbereichs —> höhere Intensitätsbereiche abdeckbar

• keine Unterschiede mehr wahrnehmbar bei hoher Intensität

• Enterorezeptoren

• messen sehr präzise in kleinem Dynamikbereich

reagiert über gesamte Reizdauer mit reizproportionaler Amplitude

reagiert nur auf Reizänderungen

Rezeptorzelle mit eigenem Axon, welches APs bilden kann

Rezeptorzelle ohne Axon (Photorezeptoren)

freie Nervenendigungen mit eigenem Axon

Umwandlung der Reizenergie in Rezeptorpotentialamplitude

Umwandlung des Rezeptorpotenzials in eine Frequenz von Aktionspotenzialen

eine hochspezialisierte SZ, die Reize in elektrische erregungen umwandeln kann

Reiz, auf den SZ am empfindlichsten reagieren und das schon bei geringen Reizintensitäten

Zusammenschaltung mehrehr präsynaptischer Neuronen auf ein postsynaptisches neuron

• räumlich/ zeitliche Integration

verteilung des Signals eines prä Neurons auf mehrere post Neurons

• parallelverarbeitung

• streuung

exitatorisches post synaptisches Potenzial

• depolarisation

• erhöhung na und ca leitfähgkeit

inhibitorisches Post synaptisches Potenzial

• hyperpolarisierung

• erhöhte Leitfähigkeit von K und Chl

1. Reizenergie wird in Rezeptorpotenzial umgewandelt

2. passiv über Dendriten weitergeleitet

3. Am Soma integriert und verrechnet

4. wenn depolarisation stark genug, dann AP (Transformation)

5. synaptische Übertragung auf Folgeneuron

gesamtheit aller Lichtbrechenden Strukturen

• Kornea

• Linse

• Irisblende

• Glaskörper

• (vordere + hintere) Augenkammer

Ein zusammengestztes System aus Sammellinsen und Blende werden ein erkleinertes und umgekehrtes Bild auf die Retina

Hell-Dunkel - Sehen

Rhodopsin

Iodopsin

Farbsehen

höchste Dichte in der Fovea

• (Pigmentepithel)

• Photorezeptoren

• Horizontalzellen (Verbindung zw. benachbarte Photorezeptoren—> lateraler Informationsfluss)

• Bipolarzellen( werden von rezeptorzelle erregt)

• Amakrinzellen (Verbindung zw. BZ und GZ)

• Ganglienzellen (weiterleitung der gesammelten Information ans Gehirn , sind die einzigen mit Ap)

Zapfenmembran wird depolarisiert —> Neurotransmitter, welche die Bipolarzellen hemmen —-> Hyperpolarisation —> keine NT werden ausgeschütten, welche zu aktionspotenzialen in den Ganglienzellen führen könnten

Photorezeptoren werden hyperpolarisiert —> keine hemmendenen NT werden ausgeschütte —> Bipolarzellen werden depolarisiert und senden NT aus—> AP Frequenz an den Ganglienzellen

! nur Zapfen !

—> Erregungsmuster werden unverändert von PZ an BZ weitergegeben

PZ Depolarisiert —> NT —> Depolarisation von BZ —> NT —> AP

nur Zapfen !

—> Erregungsmuster werden unverändert von PZ an BZ weitergegeben

PZ hyperpolarisiert —> keine NT —> hyperpolarisation BZ —> kein AP

Verschaltungsmuster auf der Retina, bei dem sich benachbarte rezeptoren gegenseitg hemmen, um Kontraste zu verstärken

11 cis im Dunkeln

all trans bei Licht

Photoptisches Sehen

Zapfen

Skotoptisches Sehen

Stäbchen

• nur Zapfen sind mit OFF Zellen verbunden

chromophore Gruppe Retinal gebunden am Protein Opsin

Alle Sehpigmente haben Rential als chromophore gruppe, jedoch varriert die Aminosäuresequnz des Opsins. Das sorgt für eine Verschiebung der spektralen Empfindlichkeit für die Absorption eines Photons bei den verschiedenen Pigmenten.

Tetrachromatisch

• Partnerwahl

• Futtersuche

• Orientierung mit Hilfe des Polarisationsmster

• Kommunikation

ST: Dichromatisch

Menschen: tetrachromatisch

1. Astrozyten (Kontakt zw. neurone und Blugefäße)

2. Oligodendrozyten (bilden Myelinscheiden)

3. Mikroglia (Immunsystem)

Gap junctions

Zell-Zell-Kanäle, die die Membranen benachbarter zellen durchqueren

bidirektionale Leitfähigkeit

Neurotransmitter

unidirektional

Nicht die Art oder Anzahl der Neurotransmitter, sondern die postsynaptische Rezeptoren

der selbe

Gleiches Erregungsverhältnis der Rezeptortypen zueinander

Verändertes Errgungsverhältnis

Fokussierung unterschiedlich weit entfernter Gegenstände auf die Retina. Dies wird durch die aktive Veränderung der Brechkraft des dioptrischen Apperates erreicht

1. Ferneinstellung Ziliarmuskel entspannt, Zonularfasern gespannt, Linse flach

2. Naheinstellung, Ziliarmuskel angespannt, Fasern entspannt, Linse gewöblt

Kornea

Da der Unterschied zwischen der optischen Dichte der beiden Medien an der Grenzfläche am größten ist.

Ziliarmuskel drückt von oben auf Linse und übt direkten Druck aus, sodass diese sich bei der Nahakommodation stärker krümmt

Horizontale Verschiebung der Linse gegenüber der Retina, da Brechkraft zwischen Wasser und dioptrischem Apperat fast identisch.

Frosch & Hai (Jäger): Linse für Naheinstellung durch Muskelkontrakthion nach vorne gezogen

Fisch: Linse für Ferneinstellung durch Muskelkontrahtion nach hinten

anpassung der Empfindlichkeit des Sehsystems an verschiedene Lichtverhältnisse.

1. Pupillenreaktion (Verkleinerung und Vergrößerung der Pupillen)

2. Retinale Adaption der Sehpigmentbleichung

   • Bei Dunkelheit viel aktivierbares 11 cis Pigment, um die Wahrscheinlicheit, dass eines der wenigen Photonen auf ein aktivierbares Pigment triff

   • Bei Licht mehr nicht aktivierbares Pigment all tran, da Sehpigmente lange brauchen um wieder aktivierbar zu sein

     —> Schutz der retina vor Überreizung

adaption bei Fischen, Amphibien und Reptilien

kontrahierbare Elemente in Sehzellen lassendie Außensegmente von Zapfen und Stäbchen und das Pigmentepithel in die Abbildungsebene ziehen können.

Bei Belichtung: AG von Zapfen in Abbildungsebene, Stäbchen nach hinten, Pigemnetzellen nach vorne um Stäbchen noch besser abzuschirmen

Bei dunkelheit: AG von Stäbchen nach vorne, AG von Z nach hinten und Pigmentgranula auch

Tapetum lucidum

Widerspruch zwischen Helligkeit und Bildauflösung

(Mit zunehmender Bildschärfe wird diese auch immer lichtschwächer)

Lösung: eine fokussierende Optik mit Hilfe einer Linse. Durch große Öffnung wird Liht gesammelt und auf einen klenen Bereich in der netzhaut geworfen

Everser:

• Rezeptorzellen Licht zugewandt

• Retina epidermalen Ursprungs als doppelte Einstülpung des hautektoderms

Invers:

• RZ Licht abgewandt

• neuronalen Ursprungs

• Ein uns Ausstülpung des Zwischenhirns

!! retina von Cephalopoden liegen keine Interneurone

1. Licht aktiviert Rohodopsin

2. Protein, das GTP bildet, spaltet sich ab

3. bindet an Phospholipase C und aktiviert diese

4. Botenstoffe werden freigesetzt

5. diese bewirkten eine Kontraktion der Membran, die kationenkänale öffent

6. CA und NA strömen ein

7. Depolarisation und Neurotransmitter Histamin

• fusioniertes Rhabom

• ommatidien durch Pigmentzellen vollständig getrennt —> nur lichtstrahlen die durch den dA desselben Einzelauges treten, ereichen die Retinula

• kleine Fläche des Lichteinfalls (A)

• gute räumliche Auflösung, jedoch nur bei hohen Lichtintensitäten

• tagaktive

• optische Fusion, da auch Lichtstrahlen aus benachbarten dA die Retinula erreichen (größere Fläche des Lichteinfalls), aber dafür schwächere räumliche Auflösung, da viel Infos verarbeitet werden muss

  1. klare Zone (Reduktion der Pigmente)

  2. optisch inhomogener Kristallkegel —> schräge Lichtstrahlen werden abgelenkt und können benachbarte Rhabdome erreichen.

• auch bei niedriger Lichtintensiätet moderate räumliche Auflösung möglich

bei Tagesanbruch wandern die Pigmente zwischen Omatidien und schirme sie ab.

Aus optischem Superpositionsauge wird ein funktionelles Appositionsauge

• offene Rhabdome (jedes einzelne Rhabdomer liefert eigene Info)

• Rhabdomere stehen in leicht unterschiedlichen Sehwinklen—> in benachbarten Ommatidien gibt es Rhabdomere die die gleiche optische Achse haben ausgerichtet sind. Deren Axone konvergieren im selben Bereich. mehrer kleine pSP summieren sich und führen zu einer großen Potenzialänderung im Folgeneuron

20HZ bis 20.000 HZ

die Kraft die auf eine Fläche wirkt (Trommelfell)

unabhänig von f,c, Lambda

Amplitude ist entscheident

Ohrmuschel, äußerer Gehörgang

Trommelfell, Paukenhöhle, gehörknöchelchen, eustachische Röhre

vestibularorgan, Cochlea mit Corti Organ

reissner Membran

Tonotopie

• Druckwelle wird von Trommelfell und Gehörknöchelchen auf das ovale fenster übertragen

• eintreffender Ton erzeugt Wanderwelle

• Frequenzdispersion = unterschiedliche Frequenzen werden an unterschiedlichen Orten der Basilarmembran abgebildet

• Da die Membran am Eingan dünn und starr ist, aber in der in Breite, Dicke und Felxibilität in Richtung Helikotrema zu nimmt.

Hohe Frequenz: vorne

tiefe Frequenz: hinten

Perilymphe in tympani und vestibuli: viel NA

Endolymphe in media :viel KA

Potentialdifferenz zwischen Endolymphe und Innere Haarzelle

durch Schwingung der Basilarmebran schwingt Tektorialmembran. Membranen schwingen gegeneinander. Es entsteht ein Flüssigkeitsstrom der die Stereovilli der inneren Haarsinneszellen auslenkt.

Dadurch kommt es zur dehung der Tip-Links, die die Spitzen der Stereovilli verbinden. Es öffnen sich k+ Kanäle und k+ strömt passiv entlang seines Gradienten in die afferenten Haarsinneszellen.

K+ Einstrom —> depolarisation

spannungsabhänhige ca+ Kanäle öffnen —> Einstrom

Aktivierung von Vesikeln, Ausschüttung Glutamat, Erregung afferentes Neuron

Re und Hyperpolarisation durch Austrom von K+ durch spannungsabhängige Kanäle

schnell und stark durch hohes cochleäres bestandspotential

prestin

änderen je nach Membranpotential ihre Konformation.

Depolarisation sorgt für Kontraktion

Hyperpolarisation für Elongation

durch die Kontraktion verstärkt sich der Zug auf die Basilarmembran und damit deren Schwingungsamplitude. So kann mehr Flüssigkeit in das Corti Organ strömen und den mechanischen Reiz auf die iHZ verstärken.

bei hohen schallintensitäten werden über efferente Neurone Neurotransmitter in den Synapsen freigestezt. die rhytmische Kontraktion wird verringert und die Stereovilli werden vor Beschädigungen geschützt.

Alle Widerstände, die die Ausbreitung von Schwingungen in einem Umfeld entgegenwirken. Im Ohr ist das der Übergang von Luft auf Flüssigkeitsäule

• Hebelwirkung Gehörknöchelnchen

• Flächenunterschied TF und ovales Fenster

1000 HZ

besonders empfindlich zwischen 500 Hz und 5kHz

die Intensität des eintraffenden Schalls ist an beiden Ohren unterschiedlich aufgrund von dem Schallschatten, der sich hinter der schallabgewandten seite des Kopfes bildet, wenn die wellenlänge gleich oder kleiner des doppleten Ohrenabstands ist.

Bei höhren Wellenlängen (kleinerer frequenz) werden die Wellen um den Kopf herum gebeugt und der Kopf stellt kein Hinderniss mehr da.

beide ohren sind notwendig

im oberen Olivenkern (teil des Stammhirns)

Beide Ohren notwendig, da eingehende Hemmungen bzw Erregungen der beiden Ohren verrechnte und verglichen werden.

Neurone erhalten exitatorische Erregungen vom ipsilateralen Ohr und inhibitorischen Eingang vom kontralateralen Ohr. Abhängig vom einwirkenden Schalldruck ist die Stärke der eingehenden Erregung bzw. hemmung.

Interaurale Zeit und Intensitätsdifferenz

IID wenn Wellenlänge kleiner oder gelich doppelter Ohrenabstand , über 1000 Hz

ITD unter 1000Hz bis 100Hz, da phasenunterschied sonst zu kein

Interaurale Zeitdifferenz

unterschiedliche Ankunftszeit des eintreffenden Schalls an beiden Ohren aufgrund der Laufzeitdifferenz

Bewegung im Raum hörbar

sich weg bewegente Objekte leiser

herankommenden Dinge lauter

Oberer Olivenkern

Laufzeitverzögerng durch gegenläufige neuronale “delay lines” (axone mit unterschiedlichen Axonlängen) verursachen unterschiedliche Zeiten der Erregung. Diese sind auf binauralen Neuronen angeordnet.

Nur bei gleichzeitig ankommenden APs ist der Reiz überschwellig genug um das Folgeneuron zu aktivieren.

Formung der Ohrmuschel: Frequenzen werden je nach Richtung anders gedämpft

• vertikale schalllokalisation (monaurals Richtungshören)

• jedoch nicht bei reinem Ton oder zu tiefen Frequenzen

Sensilum der spezifischen Hörorgane der Insekten

primäre Sz

im zweiten Antennenglied (Pedicellus)

• für Luftbewegung und Messung der Fluggeschwindigkeit

• bei Stechmücken und Fliegen Hörohrgan

Schallschnellempfänger: Flagellum wird von schnell schwingenden Teilchen in Bewegung gesetzt

nur im Nahfeld von wenigen cm effizient

Ausbildung einer dünnen Membran (Tympanum) —> schalldruckempfänger

Resonazkammer durhc luftgefüllte vergößerte Tracheen

Gruppe von scolopidien dirket oder indirkt mit tympanummverbunden

Müllerschers Organ an Innenseite des tympanums, diese registrieren die Schwingungen,

beidseitig im ersten Abdominalsegment

Scolopidien sind in 4 Rezeptorgruppen aufgeteilt und liegen an verschieden dicken Abschnitten des Typmanum. Jede Gruppe ist für andere Frequenz besonders empflindlich.

in Tibien der Vorderbeine

Scolopidien nicht im direkten Kontakt mit Tympanum, sonderen an einer Tracheenblase, die sich bei Schalleinwirkung verformt.

Scolopidien sind in der Reihe angeordnet und werden distal kleiner, was sie für unterschiedliche Frequenzen empifnlich macht.

über 10.000 Hz Druckempfänger: unteschiedlicher Schalldruck durch Schallschatten

unter 10.000 Hz: Druckgradientenempfänger: für jedes Ohr wird die Schalldruckdifferenz (Druck von außen auf Typanum vs innen Schalldruck) verrechnet

Stridulation