Wie wird Licht zu visueller Infos?
Licht wird von Objekt reflektiert
Licht zu Auge
über Hornhaut und Linse gelangt transformiertes Bild auf Netzhaut - verkehrt herum
Retina - Umwandlung der Lichtenergie zu Nervenimpulsen (elektrische) = Transduktion
Weiterleitung zu Thalamus
Sammelstelle für Sinneseindrücke (außer Geruch)
Weiterleitung zum primären visuellen Kortex V1
Wo werden die Informationen der linken und rechten Hemisphäre verarbeitet?
Sehnerv
zwei Kanäle, je für links und rechts einen
Chiasma Opticum
Sehnervkreuzung
Corpus Geniculatum Laterale (Thalamus - lateraler Kniehöcker)
erstmalige Umschaltung
dann über Sehstrahlung in V1
=> Infos der linken Hälfte der Retina = von rechter Hemisphäre bearbeitet und umgekert
Welche sind die 4 wichtigsten Bestandteile des visuellen Systems?
Sinnesorgan
nimmt Umweltreize auf
Rezeptoren
Reizinformation zu neuronalen Signalen
Neurone
Verarbeiten der Signale und weiterleiten ans Gehirn
Transduktion
Reizenergie zu Nervenimpulsen
Was ist sichtbares Licht?
= kleiner Teil des elektrisch magnetischen Spektrums
je kürzer die Wellenlänge desto energiereicher ist die Strahlung
Zusammenhang zw. Frequenz und Wellenlänge
Produkt = Ausbreitungsgeschwindigkeit
Licht => Lichtgeschwindigkeit
Welche sind wesentliche Bestandteile der Anatomie des Auges?
Linse: kovex gekrümmt, sorgt für scharfes Bild
Iris: regelt Licheinfall
Ziliarmuskel: Anpassung zu Entfernung
Netzhaut/Retina: Sitz der Lichtrezeptoren
Papilla/blinder Fleck: Austrittsort Sehnerv
Sehnerv: Weiterleitung neuronaler Informationen
Fovea: Zentrum schärfsten Sehens
Was genau ist die Linse?
= klarer, durchsichtiger, konvex geformter Körper
bündelt eintretendes Licht an Hinterseite des Auges, sodass hier ein scharfes Bild entsteht
Emmetropie = normales Sehen
Myopie = Augapfel zu lang
Hyperopie = Augapfel zu kruz
Wie ist die Netzhaut aufgebaut?
Stäbchen und Zapfen vor Aderhaut
wg. Nährstoffversorgung
Horizontalzellen
Bipolarzellen
Amakinzellen
Ganglienzellen
Infos zusammengefasst dann über Nervenfasern zu Gehirn
Wozu dient der Ziliarmuskel?
Zur Akkommodation der Linse - wenn Objekte in der Nähe sind, muss Linse stärker gekrümmt sein um scharf zu sehen. Beim in die Ferne blicken ist der Ziliarmuskel entspannt.
Was ist Altersweitsichtigkeit?
= Presbyopie
Flexibilität der Linse sinkt
Ziliarmuskel wird schwächer
Abnahme der Akkommodationsfähigkeit
Worin unterscheiden sich Zapfen und Stäbchen? Was sind sie?
= Lichtrezeptoren
Stäbchen (Rod) (gerade)
lichtempfindlich
schwarz-weiß sehen (zB bei Dämmerung wichtig)
1 Sorte
Zäpfchen (Cone) (spitz)
Farbe verarbeitend
3 Sorten
S-Typ = Blaurezeptor
M-Typ = Grünrezeptor
L-Typ = Rotrezeptor
Was ist Phototransduktion?
= Umwandlung der Lichtenergie in elektrische Energie, Nervenimpulse
Photon/Lichtteilchen wird von Sehpigment absorbiert
= in außeren Teilen der Lichtrezeptoren
Sehpigment enthält Opsin (Protein)
Opsin ändert seine Struktur durch eintreffendes Licht
=> Enzymkaskade => Aktionspotential
Wie sind die Photorezeptoren auf der Netzhaut verteilt?
= je nach Stelle der Netzhaut
Blinder Fleck = nix
Fovea, Sehgrube, Makula, gelber Fleck = nur Zapfen sehr dicht
(3Typen, Farbblinde 2)
Peripherie = Stäbchen und wenige Zapfen - je weiter nach außen hin umso weniger Rezeptoren
Welche Netzhautkrankheit betrifft die Fovea?
= Alterbedingte Makula Degeneration (AMD)
Zapfen degenerieren (trockene AMD)
Blutgefäßveränderung unter Makula (nasse AMD)
Welche Netzhautkrankheit betrifft die Peripherie?
= Retinitis Pigmentosa
Erbkrankheit
Symptom = Tunnelblick
Stäbchen und Pigmentepithel degenerieren
Wie wird die Sehschärfe des Auges berechnet?
Angegeben in Grad Sehwinkel
tany = Objektgröße/Objektabstand
2 cm bei 60 cm Abstand = ca. 2 Grad Sehwinkel
=> Netzhautbildgröße 0.033 cm
Was sagt die räumliche Frequenz aus?
= wie viele schwarz-weiße Balken es pro Blickwinkel (pro Grad) gibt
je mehr Balken, desto höher Frequenz
Wahrnehmung verschiedener Frequenzen hängt auch vom Kontrast ab
niedrigen und sehr hohen Frequenzen braucht man viel Kontrast zum wahrnehmen.
Wo liegt die Grenze der Auflösungsfähigkeit (Unterschiedbarkeit feiner Strukturen) des Auges?
= bei 1 Winkelminute (bei optimalen Bedingungen)
kann gemssen werden durch graues Gitter und Graue Fläche
wenn Unterschied nicht mehr erkannt wird = Grenze
Snellen E = auch zur Messung der visuellen Auflösung
Balken des Es formen Gitter, welches auf einer Seite geöffnet ist
Probanden werden gefragt auf welcher Seite offen
E wird dann immer kleiner bis man nicht mehr sagen kann wo offen
Was ist Parafoveales Sehen, was ist dabei visual Crowding?
= Sehen der Peripherie = geringere Sehschärfe
Visual Crowding:
Stimuli, die erkannt werden können, wenn sie alleine stehen, werden nciht mehr erkannt, in der Menge ähnlicher Objekte
Was passiert, wenn man einem Kleinkind einen grauen Fleck und ein Gitter mit hoher räumlicher Frequenz präsentiert?
wenn Kind Unterschied erkennt, wendet es sich dem neuen Reiz länger hin
man testet so ab welcher Frequenz Kinder unterschiede sehen
Was sind visuell evozierte Potentiale (VEP)?
= Bestimmte Art von EKPs (Ereigniskorrelierte Potentiale)
Kann bei Kindern gemessen werden
zeigen von Flächen mit verschiedenen Grauflächen mit Gittern unterschiedlicher Frequenzen
ermitteln der EEG Epochen
erstellen eines VEP
niedrige Frequenz - VEP hohe Amplitude
je höher Frequenz - desto geringer Amplitude
Grenze der Auflösung bei 27,6 Zyklen pro Grad Sehwinkel
Wie unterscheidet sich die Auflösungsfähigkeit zwischen Erwachsenen und Kindern?
Erwachsene haben höhere Kontrastsensitivität
Foveaentwicklung in 1. 4 Monaten bis 4 Jahre
Zapfendichte steigt
Zapfen werden dünner und länger (außensegment)
Peripheres Sehen Entwickelt sich früher
Kontrastsensitivität hängt von Frequenz ab
optimal bei mittleren räumlichen Frequenzen
Wie funktioniert die Dunkeladaption?
Wenn Dunkel:
Iris weitet sich auf 8mm (hell 2mm)
Sinneszellen werden empfindlicher mit Zeit im Dunkeln
Anfang Zapfen sensitiver, dann Stäbchen
Kohlrauschknick:
wenn Stäbchen empfindlicher werden als Zapfen
Stäbchensehen
nach gewisser Zeit
=> Knick in Dunkeladaptionskurve
Zapfen adaptieren sich schneller als Stäbchen
Was ist photopisches und was skotopisches Sehen?
Photopisch = Tagsehen = Zapfen
Skotopisch = Dunkelsehen = Stäbchen
Wie genau ist das Retinale Netzwerk aufgebaut?
Zelltypen: Photorezeptoren, Bipolarzellen, Horzitontalzellen, Amakrinzellen, Ganglienzellen
Wie sieht die Vorverarbeitung der Informationen im retinalen Netzwerk aus?
Infos von Photorezeptoren werden im retinalen Netzwerk vorbereitet
Konvergenz
Ergebnis der Vorverarbeitung endet dann in Ganglienzellen
dort werden sie gesammelt und dann zum Gehirngeleitet
Was genau ist die Konvergenz als Schritt der Vorverarbeitung im retinalen Netzwerk?
= Zusammenfassen der Infos von vielen Stäbchen und Zapfen für weniger Ganglienzelen
eine Ganglienzelle verarbeitet Infos von 100 Rezeptoren
Stäbchen konvergieren stärker als Zapfen
je stärker Konvergenz desto geringer die Auflösung
Funktinonen der Konvergenz:
Reduktion der Masse an Infos
Höhere Empfindlichkeit der - Eingehendes Lichtsignal kann durch Konvergenz verstärkt werden
Spezifität - Durch Konvergenz werden nachgeschaltete Neurone nur aktiviert, wenn das Signal benachbarte Neurone erreicht
Was sind rezeptive Felder?
= Zone an Rezeptoren, die von einem Neuron verarbeitet wird
Was sind On-Center, Off-Surround Felder?
= bestimmte Art an rezeptiven Feld
Lichtpunkt in zentrum des Feldes = neuronale Antwort der Ganglienzelle maximal
Lichtpunkt in Peripherie = inhibitorische Wirkung
Off-Center On - Surround Felder funktionieren ebenso, nur andersrum
Was sind Mach´sche Bänder?
Ernst Mach lehrte an Uni Graz
= Kontrasphänomen
bei allmählichem Übergang von hell nach dunkel
an Enden des Übergangbereichs erscheinen die Kanten an hellere Seite heller und an dunklerer Dunkel
man sieht andere Helligkeit, als physikalisch gegeben
Was ist laterale Inhibition?
Damit können die Machschen Bänder erklärt werden.
Neuron hemmt Aktivität seiner Nachbarneuronen
Kontraste werden stärker wahrgenommen
hilft Kanten und Konturen in Umwelt besser zu sehen
Was ist also die Funktion rezeptiver Felder?
Kanten und Punkte schärfen
Sehschärfe - in Fovea (mehr Zapfen) hoch, mit Peripherie abnehmend weil größere rezeptive Felder
Spezifität - Neurone werden aktiviert nur, wenn gewisser Teil des rezeptiven Feldes gereizt
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