Was sind physikalisch gesehen die Stimuli die auf unser visuelles System reagieren? Welche Eigenschaften dieser Stimuli bestimmen a) Helligkeit und b) unterschiedliche Farben die wir wahrnehmen?
Wahrnehmung von verschiedenen elektromagnetischen Wellen innerhalb eines gewissen Frequenzbereiches.
Helligkeit: durch Amplidude der Wellen bestimmt.
Farbe: Länge der elektromagnetischen Wellen (400-700 wahrnehmbar
Nennen Sie die folgenden Bereiche des Menschlichen Auges und deren Funktion?
Linse: Reflektiiertes Licht wird in der Linse gebündelt
Akkomodation: Der Lilliarkörper veränderte die Krümmung derLInse so, dass das fixierte Objekt scharf abgebildet wird.
Iris: Regelt die einfallende Lichtmege wie die Blennde in einerKamera
Seharchse: Fixiertes Objekt liegt in der Seharchse und wird auf der Fovea abgebildet.
Retina: Auf der Retina werden die Lichtsignale durch chemische Reaktionen in enuronale Informationen umgewandelt werden
Glaskörper: Ist eine gallertartige Masse, die das Aueninnere ausfüllt (außer der vorderen und hinteren Augenkammer)
Sehnerv: Leitet die neuronalen Informationen der Retina an das Gerhin
Papille: Wo der Sehnerv das Auge verlässt, sind keine Rezeptorzellen und deshalb ist dort keine Wahrnehmunng möglich.
Wie ist die Netzhaut aufgebaut?
Was sind die aufgaben des Visuellen Kortex?
1 = Nervus opticus
Die jeweils ca 1. Mio Axone er Ganglienzellen bilden den Sehnerv
2 = Chiasma opticum
Partielle Überkreuzung der Sehnerven, sodass linken Gesichtshälften beiden Augen zur rechten Hrnhälfte projizieren und umgekehrt.
3 = Prätekale Region
Einige Fasern enden in diesem Bereich des MIttelhirns, das die Augenreflexe steuert
4 = rechter Tractus opticus
5 = Colliculi superious
Teil des MIttelrhiins, das Augenbewegungen und komplexe Reflexe im Zusammenwirken mit dem Gehör Koordinaten. Bei tieferen Tierarten der einzige Ort der visuellen Reizverarbeitung.
6 = Corpus geniculatum lateral
Sehnerven Enden hier und werden zum visuellen Cortex weitergeschaltet. Erhält auch Feedback Informationen aus dem visuellen Cortex (genaue Funktion unbekannt, möglicherweise Filterfunktion)
7 = Balken
8 = Radiatio optica
Leitet die Informationen zum visuellen Kortex
9. Visueller Kortex
Verarbeitung der visuellen Information, zunächst nur im visuellen Cortex später auch in anderen Kontextbereichen.
Erklären Sie die Phototransduktion (Umwalndlung von Lichtweellen in neuronalen Impulse) in den Photorezeeptoren ( Stäbchen und Zapfen) der Retina im Detail.
Aktivierung von Rhodopsin durch Licht: Rhodopsin besteht aus Opsin (Protein mit sieben Transmembran-Alpha-Helices) und Retinal (kleines Molekül das aus Vitamin A abgeleitet ist) Retinal durchläuft Konformaionsänderung wenn es Licht absorbiert und aktiviert dabei Opsin
Die lichtinduzierte biochemische Kaskade in Photorezeptoren: In der Dunkeljeit öffnet cGMP den Natriumkanal dadurch wird Einstrom von Na+ und Depolarisation der Zelle ausgelöst, Infolge der Aktivierung von Rhodopsin durch Lichtenergie ersetzt das G-Protein GDP durch GTP, das aktiviert das Enzym Phosphodieserase (PDE), PDE baut cGMP ab und blockiert Dunkelstrom
Was ist der Unterschied zwischen Stäbchen und Zapfen? Wo in der Netzhaut findet man Stäbchen und wo Zapfen?
Stäbchen: Wahrnehmung von Helligekti / Graustufen, stark konvergent verschaltet (kein Detailsehen), in der Peripherie
Zapfen: Farbwahrnehmung, hohe Sehschärfe, benötigen intensive Beleuchtung in er Fovea
Wie ist es zu erklären, dass man in der Foveau die höchste Sehschärfe hat?
Fovea ist der Ort mit den meisten Zapfe und einer 1:1 Verschaltung —> hohe Sensitvität
Ganglienschicht ist in der Fovea ausgedünnt
Wie wird die Wahrnehmung von unterschiedlichen Farben durch die Zapfen realisiert?
Wahrnehmung von verschiedenen Fabn wird durch 3 unterschiedliche Arten von Zapfen realisiert die für unterschiedliche Wellenläne sensitiv sind
Was ist der Unterschied zwischen On-Center und Off-Center Ganglienzellen? Wofür sind diese Arten von Ganglienzellen wichtig?
Verhalten von Gangienzellen in Abhängigkeit von verschiedenen Lichtreizen, die auf die Retina fallen —> Wofür wichtig: Kontrastverstärkung durch seitliche (lateralen) Informationsfluss
On-Center: Zellen, die ein On-Zentrum und eine Off-Umgeebung haben nennt man On-Center-Zellen.
On-Center reagieren auf Licht im Zentrum des rezeptiven Feldes erregen und ims Umfeld des rezeptiven Felds hemmend. Wird das Zentrum beleuchtet, entsteht einer Zunahme von AP´s, durch die Ganglienzellen.
Off-Center: Zellen, die ein On-Center und eine On-Umgebung haben, nennt man Off-Center Zellen. Sie reagieren auf LICht im Zentrum des rezeptiven Felds hemmen und im Umfeld des rezeptiven Feldes erregend.
Nennen Sie die einzelnen Stationen der Sehbahn (das heißt, der Weg der visuellen Informarionen von der Netzhaut durch das Gehrin) ?
Nervus opticus
Die jeweils ca. 1 mIo Axone der Ganglienzellen bilden den Sehnerv
Chiasma opticum
Partielle Überkreuzung der Sehnerven, sodass linken Gesichtshälften beider Augen zur rechten Hirnhälftee projizieren und umgekehrt.
Prätaktale Region
Einige Fasern enden in diesem Bereich des Mittelhirns, das die Augenreflexe steuert
Coliuli superiores
Teil des Mittelhrins, das Augenbewegungen und komplexe Reflexe im Zusammen mit dem Gehör koordiniert. Bei tieferen Tieraren der einige Ort der visuellen Reizverabreitung.
Corpus geniculatum laterale des Thalamus
Sehnerven Ende hier und werden zum visuellen Cortex weitergeschaltet. Erhält auch Feedbakc Informationen aus dem visuellen Cortex (genaue Funktion unbekannt, möglicherweise Filterfunktion)
Radiatio optica
Visueller Kortex
Verarbeitung der visuellen Informationen, zunächst nur im visuellen Cortex später auch in anderen Kontexbereichen.
Nennen Sie die Inn der Vorlesung besprochen besprochene Eigenschaften des primär visuellen Kortex, d.h. Welche Art der Informationsverarbeitung findet man im V1
ist retinotop organisiert (benachbarte Puhnkte auf der Retina werden auf benachbarte Areale im V1 abgebildet)
Okulare Dominanzsäule: Die Inputs aus dem linken unnd rechten Auge werden in getrennten Zellverbänden / Bereichen verarbeitet
Orientieerunngssäulen: Neurone die selektiv auf verschiedenartig ausgerichtete blkenförmige Stimuli im visuellen Feldregaieren
Gegenfarbenkanäle (Blobs): Gurppe von Zellen die auf Farbinformationen und Kontraste auf verschiedenste Weisen reagieren, keine Orientierungsspezifität.
Welche Apekte der visuellen Stimuli werden in ventralen Pfad verarbeitet und welche Apsekte der visuellen Stimuli werden im dorsalen Pfad verarbeitet? Welce der folgenden Areale befinden sich in welchem Pfad und welche Funnktionen haben diese ?
A) V4 - Ventral
B) FFA - Ventral
C) IT - Ventral
D) MT - Dosal
Ventraler Pfad: Was Pfad, Analyse von Farben, Identifikation / Kategoriserung der Stimuli (Farbverarbeitung in V4: Hohe PET Aktivitäten wenn Person Mondrian Bild sieht im VErgleiich zu farblosen Bild, Farbverarbeitung nicht die einzige Aufgabe von V4, Läsion führt zu kortikaler Hemiachromatopsie: Kontralateral zur Läsion gelegene Gesichtshälfte wird nur noch in Hell-Dunkel-Tönen wahrgenommen.
Fusiform Face Are (FFA): Betrachtung von Gesichtern ruft Aktivität in FFA hervor im Vergleich zu Bildern von Objekten, Läsion der FFA führt zu Propagnosie, Unfähigkeit Gesichter wieder zu erkennen
Inferior temporal Cortex (Area IT): Zellen mit speziellen Reaktionen aufgestemmte Stimuluseigenschaften, umso weiter man sich im ventralen Pfad nach vorne bewegt desto komplexer werden Stimuli kodiert
Dorsaler Pfad: (wo Pfad) Area Mt / V5 middle temporal Area) Richtungsselektivität
Zelleninhalt Area MT sind sensible für Stimuli die sich in bestimmte Richtung bewegen, Zellen feuert besonders stark wenn isch Stimuli in die präferierten Richtung bewegt.
Geschwindigkeitsselektivität: Zellen in Area MT sind sensibel für Stimuli die sich bei präferierter Geschwindigkeit in bestimmte Richtung bewegt, Neuronen feuern bei präferierter Geschwindigekit besonders stark, Läsion: Akintopsie, Unfähigkeit, Bewegungen wahrzunehmen.
Was versteht man unter dm Bindungsproblem? Welche Theorien wurden hinsichtlich dessen entwickelt?
Im Rahmen der visuellen Verarbeitung von Sinnesinformationen werden Infos zunehmend parallel in verschiedenen kortikalen Regionen prozessiert, daraus resultiert die Frage wie ein subjektiv empfundenes Wahrnehmungserlebnis auf neuronaler Ebene zustande kommt = Bindungsproblem
Wie wird die neuronale Aktivität in vielen einzelnen Bereichen des Gehirns kombiniert um die Wahrnehmung eines kohärenten Objekts hervorzubringen
Vorschlag 1 Großmuttererzellen: Eigenschaften eines Objektes werden von verschiedenen Zellen kodiert die dann alle in einer Zelle zusammenlaufen, wurden solche Zellen bei Menschen im Temporallappen gefunden, Problem: Was wenn Großmutterzelle abstirbt?
Vorschlag 2 Synchrone Aktivität von Zellverbänden: ein Objekt wird durch synchrone feuern der Nervenzellen repräsentiert die verschiedenen EigenschaAen des Objekts codieren, Verschiedene Objekte werden durch verschiedene Zellverbände dargestellt, innerhalb eines Zellverbandes besteht synchrones Feuern, verschiedene Zellverbände feuern nicht synchron, im EGG lässt sich im Falle von Objektwahrnehmung eine synchrone Aktivierung in Form des induzierten Gammaband Response (iGBR) beobachten
Was versteht man unter einem visuellen Neglect? Wie kommt ein visueller Neglect auf biologischer Ebene zustande?
—> man vernachlässigt eine Hälfte des Wahrnehmungsfeldes, Patient nimmt Einschränkung nicht wahr
—> Hirnschäden die zu einem Neglect Syndrom führen können sind oft Folge von Schlaganfällen oder Kopfverletzungen, visuelle Neglect geht nicht auf eine Schädigung des primären Sehsystems zurück eher durch eine Läsion im Parietallappen des Cortex (wichttige Rolle bei der Aufmerksamkeitssteuerung, vor allem rechte parietale Hemisphäre daher meisten Patienten einen linksseitigem Neglect), Bei Schädigung des linken Parietalcortex meist nur leichten Neglect auf der rechten Gesichtshälfte.
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