Sinnesphysiologie

Subjektive Sinneswahrnehmung : die durch die Person wahrgenommenen Empfindungen

Objektive Sinneswahrnehmung : Messung bestimmter Funktionen

Mechanorezeptoren :

Phasische Rezeptoren reagieren nur auf Änderung (Differentialquotientenrezeptoren, unLinear)

Tonische Rezeptoren geben sie absolute Reizgröße wieder (Proportionalrezeptoren, Linear)

Die Impulsfrequenz der Mechanorezeptoren ist eine stetige Funktion von der Reizstärke.

Rezeptives Feld :

für peripher gelegene Sensorik : Ein Areal das durch bei einen geeigneten Reiz an einer Rzeptorzelle eine Erregung ausgelöst werden kann für zentrale Sinnessysteme unterscheidet man weiter :

excitatorisches rezeptives Feld (ERF) : Gebiet in dem aus einem Reiz ein excitatorischer Reiz ausgelöst wird (anregend) inhibitorisches rezeptives Feld (IRF) : Gebiet in dem aus einem Reiz ein inhibitorischer Reiz ausgelößt wird (hemmend)

Rezeptoren :

Muskelspindel : Ia+II Afferenzen, tonischer (linearer) Rezeptor ? Sehnenorgan : Ib Afferenzen, tonischer Rezeptor

Geschmackssinn

Geschmacksknospen :Stützzellen mit Sinneszellen ( papillae vallatae, fungiformes, foliatae )

Chorda tympani : süß, sauer, salzig

N. glossopharyngeus :bitter

Geschmacksknospen sind sekundäre Rezeptoren (werden ständig aus Epithelzellen nachgebildet)

Das visuelle System

A. Reflexe am Auge

( Lidschlußreflex (z.B. Cornealreflex), reflektorische Tränenproduktion, Pupillenreflex )

Pupillenreflex: ( Fremdreflex )

Reflexbogen :

Retina> N. opticus> prätectale Region

( bei Pupillenkonstriktion ) :> Nucleus oculomotoris> Ganglion ciliare> M. sphincter pupillae

( bei Pupillendillatation ) :> Ciliospinales Zentrum> Ggl. Cerv. Sup.> M. dilatator pupillae

Adäquate Reize :

direkter Lichteinfall, "konsensueller Reiz" (vom anderen Auge), Fixierung eines Gegenstandes

Erweiterung bei :

Reduktion von Lichteinfall, Fixation eines entfernteren Gegenstandes, Sympatikusaktivierung

Konstriktion bei :

Erhöhung des Lichteinfalls, Fixation eines näheren Gegenstandes, Parasympatikusaktivierung

Cornealreflex : ( Fremdreflex )

Reflexbogen :

Corneale Mechanorezeptoren> N. trigeminus> N. facialis> M. orbicularis oculi

Das Gesichtsfeld & Blickfeld & Gesichtsfeldausfälle (Skotome)

Das Gesichtsfeld eines Auges ist die Summe aller Orte im Sehraum, die monocular bei vorgegebener Fixation wahrgenomen werden.

Das Blickfeld eines Auges ist die Summe aller Orte im Sehraum, die monocular bei unbewegtem Kopf aber freien Fixation wargenommen werden.

Sehbahn :

Nervus opticus>

Chiasma optikum ("linke Hälften gehen nach rechts", "rechte Hälften gehen nach links" )>

Tractus opticus>

Thalamus ( Corpus geniculatum laterale )> Sehstrahlung (Radiation optica)> primäre Sehrinde

Gesichtsfeldausfälle und die zugehörigen Schädigungen :

Ausfall der temporalen Retina rechts ( z.B. Makularblutung ) Schädigung (nicht Ausfall) der temporalen und nasalen Retina links ( parazentrales Skotom ) Läsion des Chiasma optici ( Bitemporale Hemianopie ) Läsion rechter Tracus opticus Infark rechte Gehirnrinde ( homonyme Hemianopsie )

Bestimmug der Sehschärfe und des Visus

Visus c.c. = Visus mit Korrektion (d.h. Visus mit Brille gemessen)

Visus s.c. = Visus ohne Korrektion (d.H. Visus ohne Brille gemessen)

Zapfen (Farbsehen, Tagsehen )

Schärfstes Sehen an der Fovea zentralis da dort die Zapfendichte am höchsten ist. Außerdem nehmen die rezeptiven Felder mit dem Abstand zur Fovea centralis an Größe zu. Zu den Seiten hin fällt die Zapfendicht exponentiell ab.

Stäbchen (Schwarzweissehen, Nachtsehen )

An der Fovea centralis kommen sie fast garnicht vor. Die Stäbchenichte steigt dann bis 10° an und fällt dann langsam linear wieder ab.

Erregung wird durch Hyperpolarisation vermittelt !!! (Transmitter : Glutamat)

Der Visus wird berechnet : v = 1/a

a ist die Lücke zwischen zwei Punkten in Winkelminuten, die gerade noch wahrgenommen werden kann.

Ist der Visus < 0.8 dann liegt eine Trübung im dioptrischen Apparat oder eine Schädigung der Netzhaut oder des zentralen visuellen Systems vor. Bei Erkrankungen im Sehbahnverlauf ist die Sehschärfe in diesem Gesichtsfeldgebiet herabgesetzt in dem später die Sehfähigkeit ganz ausfällt.

Visusbestimmung durch Landoltringe :

Bestimmung des Visus mit Hilfe von Sehtafeln: Diese werden im Abstand von 5 Metern vom Prüfling aufgestellt und haben dann eine Zahl unter der Tafel stehen. Die ist die Entfernung bei bei der ein normalsichtiger die Zeichen noch richtig erkennt. z.B. 50m. Der Visus wäre dann folgendermaßen zu berechnen

v = 5m/50m = 0,1 = 10% Visus.

Farbensehen

Farbsehen ist nur am Tag möglich (photopisches Sehen). Es gilt drei Arten von Zapfen. Jeder Zapfen enthält eine Art von Sehfarbstoff dem jeweils ein charakteristisches Absorptionsspektrum zugeordnet werden kann. In der Netzhaut und im Corpus geniculatum laterale gibt es farbspezifische Neurone, die chromatisch antagonistisch organisierte rezeptive Felder haben. (Hell-Dunkel System, Rot-Grün-System, Gelb-Blau-System)

Ausfälle :

Monochromatie : Nur Schwarzweissehen ( der Farbstoff der Stäbchen ist auch in den Zäpfchen)

Protanopsie : Rotblindheit, Deuteranopsie : Grünblindheit, Tritanopsie : Blaublindheit

Der normal Farbtüchtige mischt die Farbe nach dem RotGrünBlau Schema : a*(Rot)+b*(Grün)+c*(Blau) = d*(empfundene Farbe)

Beim partiell Farbblinden ("Dichromaten") wird der empfundene Farbton fällt ein Parameter weg, d.h. er hat deutlich weniger möglichkeiten Farben zu "mischen" und damit zu sehen.

Anomaloskop

Das Anomaloskop macht sich den Sachverhalt zunutze das eine Mischung aus spektralrotem und spektralgrünem Licht das Empfinden vor gelb hervorruft. Das Gerät zeigt einem Zwei Flächen, die eine ist "echt" gelb(Spektralgelb), und die andere muss so eingestellt weden(durch Mischung von mehr oder weniger Grün/Rot -Anteilen), dass sie auch gelb erscheint.

Dabei stellt der Rotschwache(Protanomale) viel mehr Rot,ein Grünschwacher(Deuteranomaler) deutlich mehr grün als ein Normal Farbtüchtiger ein.

Die genetische Determinanten des Farbsehens werden z.T. geschlechtsgebunden rezessiv vererbt

Photopisches sehen ist am empfindlichsten für 550nm, skotopisches für 500nm

E. Binocularsehen

Binokulare Fusion : Fähigkeit des Gehirns aus den zwei Gesichtsfeldern ein Bild zu machen

Querdisparation : horizontale Verschiebung der zu einem Objekt gehörenden Bildpunkte auf der Retina (abhängig vom Augenabstand ). Dabei existieren zwei korrespondierende rezeptive Felder auf den beiden Netzhäuten.

Aufgrund der Querdisparation liefern beide Augen verschiedene Ansichten eines Objektes im Raum. Deshalb ist die Tiefenwahrnehmung mit zwei Augen deutlich besser als mit nur einem.

Horopter : eine gedachte Fläche im Raum, deren Punkte sich auf geometrisch korrespondierende Netzhautstellen abbilden. Wenn das Bild eines Gegenstandes auf nicht korrespondierende Netzhautstellen fällt, so entstehen Doppelbilder.

Biokularer Wettstreit : alle Objekte die nicht auf der Horopter-fläche liegen müssten eigentlich als Doppelbilder wahrgenommen werden. Dieser Effekt wird jedoch durch das ZNS "weggerechnet". Dabei wird der Information eines bestimmten Auges Priorität zugemessen. (Binokularer Wettstreit)

Flimmerfusionsfrequenz : Frequenz bei der man gerade noch an/aus erkennen kann. Ca. 20Hz

Beobachtung des Augenhintergrunds

Fakten :

Beim Augenspiegeln wird die Tatsache der Reflexion des Lichtes am Augenhintergrund ausgenutzt. Hierbei wirkt der dioptrische Apparat wie eine Linse die ca. 15x vergrößert. Im normalen Auge sieht man die Choroidea-Gefäße wegen der Pigmentierung nicht. Durch Atropin kann das Auge weitgetropft werden. Man kann Netzhautveränderung feststellen. Insbesondere die der Netzhaut-Arteriolen. Weiterhin ist die begutachtung der Sehnervenpapille von größter Bedeutung für die Diagnostik entzündlicher Prozesse und raumfordernder Prozesse im Schädel (hervortreten der Papille) oder Multipler Sklerose (Ablassung der Papille).

Registrierung der Augenbewegung durch Elektronystagmographie

Zwischen der Cornea und der Retina des Auges besteht eine Spannugsdifferenz, die ein el. Feld erzeugt. Bei Augenbewegung verändert sich das elektrische Feld. Diesen Sachverhalt macht sich die Elektrooculographie (EOG) zunutze. Es liegen zwei Elektroden im elektrischen Feld die die bei Augenbewegung induzierten Ströme an einen Verstärker weiterleiten. Die entstehende Spannung ist proportional zur Auslenkung des Auges. Hier liegen die Elektroden temporal und nasal vom Augen

Beim ENG (Elektronystagmographie) befinden sich ein Elektrodenpaar jeweils am temporalen Augenrand (registrierung der horizontalen Augenbewegungen) und ein Elektrodenpaar ober und unterhalb des Auges.

Augebfolgebewegungen : langsame Bewegungen

Saccaden : schnelle Rückstellbewegungen

Nystagmus : (Richtung des Nystagmus ist immer die Saccadenrichtung)

optokinetischer : Augenrückstellbewegungen bei der sich die Umwelt bewegt vestibulärer : Augenrückstellbewegung bei der man sich selbst bewegt und einen Punkt fixiert

(Augenbewegung proportional zum Drehwinkel oder ein bißchen kleiner)

perrotatorischer : Nystagmus während einer Drehbewegung (in Richtung der Drehung)

Þ beim Nystagmus fühlt sich der Patient immer in die Richtung des Nystagmus gedreht

postrotatorischer : Nystagmus nach einer Drehbewegung (gegen die Drehrichtung) kalorischer :

Grundlage : der horizontale Bogen ist dem äußeren Gehörgang sehr nahe

Bei Ohrspülung mit warmen und kaltem Wasser kommt es zu einer Dichtevergrößerung innerhalb des Bogens. Abkühlung bedeutet utricofugale Strömung. Erwärmung utricopetale.

Es tritt dann ein Nystagmus in Richtung des Warmgespülten bzw. gegen das kaltgerichtete Ohr auf.

Visuelle Bewegungsnacheffekt : Scheinbewegung eines staionären Musters gegen die vorrausgegangene Bewegungsrichtung

Sonstiges wissenswertes

Beteilige Hirnabschnitte (Sehbahnen) :

Corpus geniculatum laterale, Colliculi superiores, Area 8 (frontales Augenfeld), medio-superiorer temporaler Kern, Area 5 (mittlere temporale Region), Nuclei pontis, Vestibulariskern, parapontine formatio retikularis, Prätektum, rostraler interstitieller Kern des medialen longitudinales Fasciculus, Kern d. Nervus occulomotorius [Edinger Westphal], Kern des N. trochlearis, Kern des N. abducens, Area 17 (primäre Sehrinde), Area 18(sekundäre Sehrinde)

Schichtung in der Retina (Rechenwerk) :

Pigmentepithelzellen, Photorezeptoren, äußere Nucleäre Schicht, äußere Plexiforme Schicht, innere nucleäre Schicht, innere plexiforme Schicht, innerste Schicht Retinaler Ganglienzellen

Presbyopie = Alterssichtigkeit (eingeschränke Akkommodationsfähikeit)

Objektagnosie = unfähigkeit Objekt visuell Wahrzunehmen (taktische Erkennung funktionert)

Gesichtsagnosie (Prospoagnosie) = unfähigkeit Menschen am Gesicht zu erkennen (Area 20/21)

Homunculus : Verrechnung zweier Körperansichten im gyrus postcentralis

Gleichgewichtssinn

Der adäquate Reiz für die Cupula-Rezeptoren im Vestibulärorgan ist die Drehbeschleunigung in der Ebene des jeweiligen Bogenganges. (horizontal, sagital, vertikal). Das vestibuläre System hat direkten Einfluß auf die Steuerung der Augenbewegungen. Diese können durch die Messung der Zahl der Nystagmusschläge und der Dauer des Nystagmus zur Diagnostik beitragen.

Schwelle der Wahrnehmung : 0,2 und 1°/s2

Die Cupula - Rezeptoren sind sekundäre Sinneszellen, da sie selbst efferent innerviert werden.

Verbindung zum optischen System über das Längsbündel (Fasciculus longitudinalis medialis) Verbindung zu verschiedenen Muskeln über die Nuclei vestibulari inf. + lat.+ med. + sup., Tractuus vestibulaspinales medialis et lateris

Macula sacculi Schwerkraftmesser

Macula utriculi lineare Horizontalbeschleunigung

Utricofugal ???

Utricopetal ???

Utricofugale Reizung bedeutet Hemmung der Basiserregung

Utricopetale Reizung bedeutet Steigerung der Basiserregung

Bis auf die Macula sacculi sind alle Rezeptoren spiegelbildlich angeordnet, d.h. eine Erregung auf der einen Seite bedeutet gleichzeitig eine Hemmung auf der anderen Seite.

Wichtige Areale der vestibulären Systems :

Retroinsulärer Bereich, Area 3aV, Area 2v

Gehörsinn

Physikalische Grundlagen :

Schalldruck L = 20*log (Peff / PBezugsschalldruck ) PBezugsscahlldruck ist immer 2*10-5 N/m2 10 dyn/cm2 = 1 N/m2 Eine Oktave bedeutet Frequenzverdoppelung Bei einer Frequenz von 1000Hz entspricht die dB - Skala der Phon-Skala (Definition). Sonst stellt die dB Skala den absoluten Schalldruck, dir Phon-Skala den empfundenen Schalldruck wieder. Eine Isophone ist eine Kurve gleicher subjektiv empfundener Lautstärke bei verschiedenen Frequenzen. Untere Hörschwelle : Der Schalldruck bei dem ein Ton einer bestimmten Frequenz gerade noch wahrgenommen werden kann.

Physiologische Daten :

Frequenzbereich des Sprechens : 100-5000Hz (15-55 Phon) Schmerzgrenze : 120dB Frequenzgang des jungen Menschen : 16-20000Hz (entspricht ca. 10 Oktaven) Frequenzgang des alten Menschen : 16-13000Hz Sensibelste Frequenz : ca. 3500Hz (= Resonanzfrequenz) Spannungen gegen die Masse : Perilymphe 0mV, Endolymphe +85mV (viele K+-Ionen), Haarzellen Intrazellulär -70mV Erregung : Abbiegung des "Haare", Öffnung von Ca/K Kanalproteinen,

Anatomie :

Schwingung>Trommelfell>Gehörknöchelchen>Innenohr>Haarzellen im cortisches Organ

zentrale Verarbeitung:

Spiralganglion> ventraler + dorsaler Cochlearis Kern> mediale und laterale Olive> Trapezkörper> lateraler Schleifenkern (Nucleus leminisci laterale)> unterer Vierhügel (Colliculus inferior)> Corpus geniculatum mediale> primäre Hörrinde ( Area A1 = Herschl'sche Querwindung)

Audiometrie

Hier wird der Patient mit bei Luft und Knochenleitung beider Ohren getestet (nacheinander).

Er wird z.B. bei jeweils 10 Frequenzen auf seine untere Hörschwelle untersucht. Dabei zeichnet der Audiograph jeweils den absoluten unteren Schwellenwert in dB der Frequenz auf einem Papier ein, bei dem 0dB dem normalen unteren Schwellenwert entsprechen. Jedes dB darüber geht mit einem Hörverlust einher der in einer Prozentskala auch dem Papier gleich abzulesen ist.

Beim normal hörenden ist die Luft-Schalleitung besser als die Knochenschalleitung. Die Schwelle ist also bei der Luftleitung niedriger.

Versuch nach Rinne

Er dient der Feststellung ob die Luft-Schalleitung noch intakt ist. Dazu wird eine Stimmgabel auf dem Mastoid angesetzt. Ist der Ton nicht mehr hörbar, so wird die Stimmgabel ans Ohr gesetzt. Normal wird der Ton dann wieder gehört. Ist dies nicht der Fall ist der Luftleitungsweg gestört.

Versuch nach Weber

Die Stimmgabel wird auf der Mitte des Schädels aufgesetzt. Normalerweise muss der Ton auf beiden Ohren gleich laut empfunden werden. Ist dies nicht der Fall, wird der Schall bei einem Mittelohrschaden auf die kranke Seite (da weniger Schall nach außen verloren geht), bei einem Innenohrschaden auf die gesunde Seite "lateralisiert".

Räumliches Hören (binaurales hören)

Hier macht sich das Gehirn die Zeitverzögerung zunutze mit dem der Schall erst das eine und dann das andere Ohr erreicht (und mit verschiedenem Schalldruck).

Zeitunterschiede bis weit unter 1ms können noch registriert werden.

Mögliche Formen :

Intensitätsstereophonie : durch verschiedene Intensitäten auf beiden Ohren werden viruelle Schallquellen im Raum vorgetäuscht. Laufzeitstereophonie : durch geringe Unterschiede in der Abfolge der Geräusche wird dem ZNS eine virtuelle Schallquelle im Raum suggeriert. "trading" : Mischung aus beidem

verantwortlich für binaurales Hören sind Strukturen ab dem Olivenkomplex (med. + lat.)

Sprachverständlichkeit

Das Frequenzband der normalen Sprache liegt zwischen 100Hz-5000Hz. Die Schalldruck zwischen 10 und 50 Phon. Alle Laute haben Obertöne, die z.T. sehr hohe Frequenzen aufweisen(z.B. Zischlaute). Sinkt z.B. bei einer Presbyakusis (Altersschwerhörigkeit) die Hörfähigkeit für höhere Frequenzen, so fehlen diese bei dem Prozeß der Spracherkennung und somit treten Spracherkennungsstörungen auf.

Verlußt von Area 22 = sensorische Aphasie (sinnentleerte Sprache)

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