Das IMC WIKI ist umgezogen...

... zur OREC-Library. Um zur OREC-Library zu gelangen klicken sie auf den folgenden Link:


OREC-Library
Abb. 1
Only for registered users
Abb. 2
Only for registered users
Abb. 3
Only for registered users
Abb. 4
Only for registered users
Abb. 5
Only for registered users
Abb. 6
Only for registered users
Abb. 7
Only for registered users
Abb. 8
Only for registered users
Abb. 9
Only for registered users
Abb. 10
Only for registered users

| IMC Wiki | Sensorische Systeme, Grundstrukturen und -funktionen

Sensorische Systeme, Grundstrukturen und -funktionen

  • Start
  • Suche
  • von A bis Z
  • Kategorien

<< zurück



Sensorische Systeme - Sinnesorgane - vermitteln physikalische und chemische Daten aus dem eigenen Körper und der Umwelt von Lebewesen. Diese Information, im Zentralnervensystem analysiert, bestimmen Verhaltensweisen, Reaktionen, ermöglichen die Anpassung und Erhaltung der Art. Dabei spielt die Steuerung der motorischen Systeme eine besondere Rolle (Siehe Stütz- und Bewegungsapparat).
ANZEIGE:
Logo IMC Uni Essen Duisburg
in Kooperation mit
Logo MVZ Kopfzentrum
Zahnimplantate,
Parodontosebehandlungen,
Aesthetische Zahnbehandlungen
zu sehr guten Konditionen
In der Praxis für Zahnmedizin im EKN Duisburg
Weitere Informationen unter www.mvz-kopfzentrum.de

Rezeptoren - Sensoren

#pic#
Rezeptoren für Sinnesreize sind im einfachsten Fall freie Nervenendigungen, wie hier die Sensoren für Schmerz und Temperatur. Sinnesorgane bestehen aus spezifischen Teilsystemen, z. B. für die Bewegung der Augen und dem eigentlichen sensorischen System, dessen Aufbau im Prinzip bei allen Teilsystemen gleich ist, wenn auch unterschiedliche Bauteile (anatomische Gebilde, Gewebe und Zellen) das Ganze bilden und auch auf molekularer Ebene Unterschiede bestehen. Der Zellleib der Nervenzelle - erstes, peripheres Neuron - liegt außerhalb des Zentralnervensystems in einem sensiblen Ganglion. Von hier aus verlaufen Fortsätze, Nervenfasern, gebündelt als periphere Nerven, zum Ort der Reizerfassung. Die Nervenfaserenden sind mit den spezifischen Sensoren ausgestattet.

Verschlüsselung von Reizen

Der aufgenommene Reiz wird verschlüsselt an den Leib des ersten Neurons geleitet, gelangt über Nervenfasern in das Zentralnervensystem, wo er über Synapsen an das zweite, das dritte und weitere Neuronen weitergegeben wird. Die verschlüsselte Information gelangt in definierte Hirnareale (in unserem Beispiel den Thalamuskern, die Großhirnrinde und Assoziationsfelder). Die vom Rezeptor kommenden Potentiale werden in Form unterschiedlicher Frequenzen und Höhen verschlüsselt. So entstehen der Qualität und Quantität entsprechende zentrale Informationen, z. B. rotes oder blaues Licht, große oder geringere Lichtstärke.

#pic#
Alle Reize führen zu gleichartigen Aktionspotentialen, z. B. Licht ebenso wie Schall. Welchen Sinneseindruck diese Aktionspotentiale auslösen, hängt davon ab, in welchen Hirnregionen sie eintreffen. Würde man etwa den Sehnerv operativ in das Hörzentrum leiten, würden Lichteinwirkungen als akustische Signale empfunden. Ein Beispiel hierfür ist, dass Krafteinwirkung auf das geschlossene Auge (z. B. starkes Reiben) zu Lichtblitzen führen kann. Mechanische Energie wird dann demnach als optisches Signal empfunden. Das Aktionspotential wird, wie erwähnt, an bestimmte Sensoren nur durch dafür geeignete Reize ausgelöst (Lichtsensoren ./. Lichteinfall). Voraussetzung ist eine ausreichende Reizenergie. Die geringste Energie, die eben den Aktionsstrom auslösen kann, ist die Reizschwelle der Sinneszelle. Die für die Entstehung des Rezeptorpotentials, des Aktionsstromes und der elektrischen Leitung benötigte Energie stammt nicht aus der meistens extrem geringen Reizenergie. Diese ist lediglich Auslöser. Die darüber hinaus erforderliche Energie stammt aus dem Stoffwechsel der Sinneszelle: Der Reiz steuert die Bildung des Rezeptorpotentials.

Sieben Systeme mit Teilsystemen

Die Sensorik des Menschen besteht aus sieben Systemen:
  1. das visuelle System - Sehen
  2. das auditorische System - Hören, Sprechen und Sprache
  3. das vestibuläre System - Registrierung von Beschleunigungen
  4. das gustatorische System - Schmecken
  5. das olfaktorische System - Riechen
  6. das somatoviszerale System - Empfindung von Berührung und Druck, Temperatur und Schmerz, Informationen aus dem Körperinneren, z. B. Harndrang
  7. das motorisch-sensorische Kooperationssystem
#pic#
Die Organe der sensorischen Systeme können Reize erfassen, für die sie Rezeptoren besitzen. Es sind dies Wellen, z. B. Schallwellen, elektromagnetische Strahlung, z. B. Licht, Wärme, mechanische Einwirkungen, z. B. Berührung, Duft- und Geschmacksstoffe, chemische Gewebeveränderungen, z. B. Schmerz, Beschleunigungen. Rezeptoren können nur ganz spezifisch einen bestimmten Reiz aufnehmen und in Form der Rezeptorpotentiale an das Zentralnervensystem weiterleiten (elektrische Potentiale). Dort werden diese in verschiedenen Arealen aufgearbeitet und z. B. im limbischen System gefühlsmäßig eingeordnet. Sinnesphysiologische Rezeptoren werden heute als Sensoren bezeichnet. Im somato-viszeralen System sind dies Dendritenendigungen, nackte Nervenendigungen afferenter Neurone. In anderen Sinnesorganen sind Sensoren spezialisierte Sinneszellen, z. B. Stäbchen und Zapfen der Retina des Auges (Netzhaut). Die Reizung eines Sensors führt zu lokalen Änderungen des Membranpotentials (Sensorpotential); dies nennt man Transduktion des Reizes. Transduktion ist mit einer energetischen Verstärkung verbunden. Die Potentiale sind depolarisierend, es sind nicht-selektive Kationenkanäle. Das Gleichgewichtspotential liegt nahe O mV.

Nervenbahnen

#pic#
Sensorpotentiale sind unterschiedlich hoch und kodieren so die Reizstärke (Die Amplitude entspricht der Reizgröße). Diese Sensorpotentiale werden dann in afferenten Neuronen in Aktionspotentiale umkodiert (Transformation). Rezeptoren oder Sensoren haben jeweils einen bestimmten Arbeitsbereich, unterhalb dessen ein Reiz nicht transformiert und weitergeleitet wird, oberhalb des Bereichs ist eine weitere Steigerung des Potentials nicht möglich. Die Reizqualität, z. B. rotes oder blaues Licht, wird von Sensoren, welche das eine oder andere akzeptieren, an die Nervenzelle vermittelt und hier verschlüsselt. Amplitudenhöhen entsprechen den Reizenergien, Frequenzen den Qualitäten. Voraussetzung für das Funktionieren der Sinnesorgane ist also eine strenge Zuordnung und Verbindung bestimmter Sensoren über Nervenfasen mit dem zuständigen Hirnzentrum. Dieses System ist der Schlüssel zum Verständnis der Krankheiten und Verletzungsfolgen. Sinnesorgane können ganz, teilweise, peripher, auf dem Weg der Nervenleitung oder im Zentralnervensystem lädiert sein.

Sensorische Hirnareale

#pic#
Die sensorischen Systeme werden in primären Zentren der Hirnrinde repräsentiert. Durch Aktivitätsmessungen lassen sie sich exakt lokalisieren.

#pic#
Den sieben Systemen der Sensorik von den Rindenarealen ausgehend oder dorthin leitend sind subkortikale sekundäre Areale zugeordnet. Die Repräsentanz der Körperregionen und Sinnesorgane des Körpers in den primären Rindenfeldern hängt von deren Bedeutung und nervalen Ausstattung ab. Die Sensorik der verschiedenen Körperregionen, in das sensorische Rindenfeld eingezeichnet, ergeben so ein verzerrtes Abbild des Körpers, den "sensorischen Homunculus".

#pic#
Im Bild der "sensorischer Homunculus" oder die Repräsentanz der Körperregionen im sensorischen Rindenfeld des Großhirns (Peripherie rechts: linkes Rindenfeld, Peripherie links: rechtes Rindenfeld - hier hintere Zentralwindung).

#pic#
Über den sensorischen Teilsystemen des gesamten Organismus hinaus sind für die Sinnesorgane eigene Hirnzentren (primäre Rindenzentren, Kerngebiete und Assoziationszentren) angelegt. Diese Rindenzentren kann man neuerdings mit der Methode der Kernspintomographie (MRT) darstellen. Die gemessenen und im Bild dargestellten Stoffwechselumsetzungen entsprechen den Aktivitäten während des Messvorgangs. Im Bild die vordere Zentralwindung links - während einer sprachlichen Aktivierung (rot-gelbe Areale).

#pic#
sensorische Aktivierung im Bereich des Gyrus postzentralis (hintere Zentralwindung) rechts bei sensibler Stimulation des linken Daumens (pneumatisch bei gesunder Versuchsperson)

#pic#
Im Bild sind alle bekannten kortikalen Hirnareale des sensorischen Systems eingezeichnet.