Wahrnehmung I

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Stufen im Wahrnehmungsprozess	1. Stimuli: Transformationsprinzip, d.h. Reize und die von ihnen ausgelösten Reaktionen werden transformiert, bevor eine Wahrnehmung entsteht 2. Stimuli: Repräsentationsprinzip: Das, was eine Person wahrnimmt, beruht auf der Repräsentation der Umgebungsreize, die durch die Aktivität der Rezeptoren gegeben ist 3. Rezeptroprozesse der Transduktion, d.h. die Umwandlung einer Energieform in eine andere 4. Neuronale Verarbeitung 5. Wahrnehmung aufgrund von Erfahrung 6. Erkennen aufgrund von Erfahrung 7. Handlung
Bottom-up-Verarbeitung	Verarbeitung, die auf den bei den Rezeptoren eingehenden Reizen basiert
Top-down-Verarbeitung	Verarbeitung, die auf Wissen basiert
psychophysischer Ansatz	Messung des Zusammenhangs zwischen den Reizen (Schritte 1-2) und der Verhaltensreaktion (Schritte 5-7), z.B. Oblique-Effekt, d.h. Menschen sehen horizontale und vertikale Streifen besser als schräg geneigte
physiologischer Ansatz	Zusammenhänge zwischen Reizen (Schritte 1-2) und physiologischen Antworten darauf (Schritte 3-4), z.B. ist die Gehirnantwort, die mit einem Gehirnscanner gemessen wurde, beim Erkennen horizontaler Linien stärker
Beitrag von Fechner zur Messung der Wahrnehmung	Messung der absoluten Schwelle, d.h. um wie viel die Stimulusintensität gerade noch über 0 liegen muss, damit der Stimulus gerade noch wahrgenommen wird klassische psychophysische Methoden: - Grenzmethode: Reize werden in auf- oder absteigender Reihenfolge diskret durch den Versuchsleiter dargeboten; der zweite Versuchsdurchgang beginnt unterhalb der zuvor ermittelten Schwelle; Schwelle als Mittelwert der Übergangspunkte aller Versuchsdurchgänge - Herstellungsmethode (ungenaueste): kontinuierliche Veränderung der Reizintensität durch die Versuchsperson; Schwelle als Durchschnitt der eingestellten Reizintensitäten - Konstanzmethode (genaueste): 5-9 Stimuli verschiedener Intensitäten werden in zufälliger Reihenfolge dargeboten; die Schwelle ist die Intensität, die in 50% der Versuchsdurchgänge zur Entdeckung führt
Beitrag von Weber zur Messung der Wahrnehmung	Unterschiedsschwelle, d.h. der Unterschied, der zwischen zwei verschiedenen Stimuli bestehen muss, damit diese Stimuli gerade noch unterschieden werden können - Weber'sches Gesetz: die Unterschiedsschwelle wird durch die relativen Unterschiede zwischen den Reizen bestimmt; bei einzelnen Sinnesmodalitäten bleibt der Weber-Bruch relativ konstant, aber jede hat ihre eigene Konstante K = Delta S/S Delta S = Reizunterschied
Beitrag von Stevens zur Messung der Wahrnehmung	Methode der direkten Größenschätzung: - langsameres Anwachsen der wahrgenommenen Reizstärke im Vergleich zur tatsächlichen Intensität (Verdichtung der Antwortdimension) - bei einer Zunahme der Schockintensität steigt die wahrgenommene Intensität schneller als die Reizintensität (Spreizung der Antwortdimension) - Stevens'sches Potenzgesetz: W = K*S^n W = wahrgenommene Reizintensität S = Reizintensität wenn n > 1,0 -> Spreizung der Antwortdimension (z.B. Elektroschocks) wenn n < 1,0 -> Verdichtung der Antwortdimension (z.B. Lichtintensität)
weitere Methoden zur Messung von verhaltensbezogenen Antworten auf einen Reiz	- phänomenologische Methode, d.h. beschreiben, wann die Wahrnehmung auftritt - visuelle Suche eines Reizes und Messung der Reaktionszeit
Akkomodation und der Zusammenhang mit Fehlsichtigkeit	- Licht wird von der Hornhaut zu 80% und von der flexiblen Linse zu 20% gebrochen - Formanpassung gelingt der Linse durch Ziliarmuskeln - Kontraktion der Ziliarmuskeln an der Vorderseite des Auges erhöht die Krümmung der Linse, d.h. das Objekt wird scharf gestellt, stärkere Brechung, Bildebene wird nach vorne verlagert (Akkomodation) - Akkomodation ist durch den Nahpunkt begrenzt
Fehlsichtigkeit: Presbyopie	- Altersweitsichtigkeit - Nahpunkt verschiebt sich im Alter nach hinten - Linse verhärtet sich
Fehlsichtigkeit: Myopie	- Kurzsichtigkeit - das Licht wird in einem Punkt vor der Retina gebrochen - im Fernpunkt wird ein Objekt gerade noch auf der Retina fokussiert - refraktive Myopie, d.h. die Lichtbrechung durch Hornhaut und Linse ist zu stark - axiale Myopie, d.h. der Augapfel ist zu lang
Fehlsichtigkeit: Hyperopie	- Weitsichtigkeit - der Fokus für einfallendes Licht liegt hinter der Retina, da meist der Augapfel zu kurz ist - können junge Menschen besser durch Akkomodation ausgleichen
Transformation von Lichtenergie in elektrische Energie über Sehpigmente	- Sehpigmente befinden sich im Außensegment der Rezeptoren - Sehpigmentmoleküle bestehen aus Opsin und Retinal - bei der Absoprtion eines Photons verändert das Sehpigmentmolekül seine Form (Isomerisierung) und löst eine chemische Kettenreaktion aus
Dunkeladaption	- Zunahme der Sensitivität bei Dunkelheit - Zunahme der Konzentration gebleichter Sehpigmente - Purkinje-Effekt: verbesserte Wahrnehmung kurzwelligen Lichts während der Dunkeladaption - drei Absorptionsspektren: kurzwelliges Zapfenpigment bei 419nm, mittelwelliges Zapfenpigment bei 531nm und langwelliges Zapfenpigment bei 558nm
Pigmentregeneration	- nach der Isomerisierung bei Lichteinfall trennt sich das Retinal vom Opsin, wodurch das Sehpigmentmolekül eine hellere Farbe bekommt (Bleichung) - bei der Pigmentregeneration verbinden sich Retinal und Opsin wieder
Makuladegeneration	eine Erkrankung, vorwiegend bei älteren Menschen, die die an Zapfen reiche Fovea und ein kleines Areal herum zerstört, es entsteht ein blinder Bereich
Retinopathis pigmentosa	Degeneration der Retina, die die peripheren Stäbchen betrifft und zu einem schlechteren Sehvermögen im peripheren Gesichtsfeld führt
blinder Fleck	- Stelle, an der es keine Rezeptoren gibt - dort wo der Sehnerv das Auge verlässt - es stehen immer die Signale aus dem anderen Auge zur Verfügung - befindet sich seitlich im Gesichtsfeld - Mechanismus im Gehirn füllt blinden Fleck wieder auf
Eigenschaften der Stäbchen	- mehr Stäbchen als Zapfen in der peripheren Retina - bei Dunkeladaption steigt die Sensitivität der Stäbchen langsamer an als die der Zapfen, aber geht dann über deren Sensitivität hinaus - auch die Pigmentregeneration ist langsamer - Kohlrausch-Knick: der Punkt, an dem die Stäbchen beginnen, den Verlauf der Dunkeladaptionskurve zu bestimmen - höhere Empfindlichkeit für kurzwelliges Licht - beste Absoprtion bei 500nm, d.h. der von einer Substanz absorbierte Lichtanteil als Funktion der Wellenlänge des Lichts - Stäbchen konvergieren stärker als Zapfen
Eigenschaften der Zapfen	- in der Fovea sind nur Zapfen vorhanden - Zapfen befinden sich auch in der peripheren Retina - sind zu Beginn der Dunkeladaption lichtempfindlicher - schnellere Pigmentregeneration als bei den Stäbchen
Aufbau eines Neurons	- dort treten die elektrischen Signale auf - Zellkörper (Soma) - Denriten nehmen elektirsche Signale von anderen Neuronen auf - Axon leitet die elektrischen Signale mithilfe von Elektroden weiter - Spannungsdifferenz beträgt im Axon in Ruhe -70mV (Ruhepotenzial) - Rezeptoren, die auf Umgebungsreize antworten
Eigenschaften des Aktionspotenzials	- Spannungsänderung beim Durchgang eines Signals - fortgeleitete Reaktion - immer gleich stark, unabhängig von der Intensität des Reizes, aber Feuerrate verändert sich - Obergrenze für die Anzahl der Nervenimpulse pro Sekunde aufgrund der Refraktärphase, d.h. das Intervall zwischen dem Zeitpunkt des Auftretens eines Aktionspotenzials und dem Zeitpunkt, zu dem das nächste un dem Axon generiert werden kann - Spontanaktivität, d.h. Feuern in Abwesenheit von Stimuli
chemische Grundlage von Aktionspotenzialen	- Neuronen befinden sich in einer Flüssigkeit mit Ionen - Natriumkanäle öffnen sich und positive Natriumionen strömen ins Innere des Axons, wodurch die selektive Permeabilität ansteigt (Anstiegphase) - nachdem sich die Natriumkanäle geschlossen haben, öffnen sich die Kaliumkanäle, positive Kaliumionen strömen aus dem Axon - Ansammlung der Ionen wird durch die Natrium-Kalium-Pumpe verhindert
Informationsübertragung am synaptischen Spalt	- an Synapse wird ein chemischer Prozess in Gang gesetzt, bei dem Neurotransmitter zu Bindungsstellen (Rezeptoren) am postsynaptischen Neuron gelangen (Schlüssel-Schloss-Prinzip) - exzitatorische Antwort: das Innere des Neurons wird positiver (Depolarisation), triggert Aktionspotenziale - inhibitorische Antwort: das Innere des Neurons wird negativer (Hyperpolarisation)
neuronale Konvergenz	- 5 Neuronentypen, die zu neuronalen Schaltkreisen vernetzt sind: Stäbchen- und Zapfenrezeptoren, Horizontalzellen, Bipolarzellen, Amakrinzellen, Ganglienzellen - Konvergenz tritt auf, wenn verschiedene Neuronen mit demselben Neuron synaptisch verbunden sind, also viele Axone in einem einzigen Neuron konvergieren
Konvergenz der Stäbchen und Zapfen	- höhere Lichtempfindlichkeit der Stäbchen aufgrund von Konvergenz, d.h. die Stäbchenrezeptoren summieren ihre Signale durch die Weiterleitung auf - höhere Detailwahrnehmung der Zapfen aufgrund fehlender Konvergenz, d.h.
laterale Inhibition	Hemmung, die sich seitlich über die Retina ausbreitet
Das Hermann-Gitter - dunkle Schatten an weißen Kreuzungen	- bei Bipolarzellen gehen die Rezeptorsignale ein; Antwortstärke Bipolarzellen beträgt 100 (initiale Antwort) - jeder der 4 Bipolarzellen sendet 10 Einheiten laterale Inhibition an Bipolarzelle A am Kreuzungspunkt, deren finale Antwort dann 60 beträgt - die finale Antwortstärke von Bipolarzelle D beträgt 76, weil die Antwortsärken von F und H eine schwächere Antwortstärke haben, da sie unter den schwarzen Quadraten liegen -> dann erscheint der Kreuzungsbereich dunkler
Mach'sche Bänder - Kanten werden schärfer gesehen	- der Schaltkreis arbeitet wie der für das Hermann-Gitter, in dem ebenfalls jede Bipolarzelle Inhibition an die benachbarten Zellen sendet - über die Stärke der initialen Antwort und das Ausmaß der lateralen Inhibition lässt sich der finale Output der Rezeptoren berechnen
Simultankontrast	tritt auf, wenn die Wahrnehmung der Helligkeit oder der Farbe eines Areals durch die Helligkeit oder Farbe eines angrenzenden Areals beeinflusst wird, teilweise durch laterale Inhibition erklärbar; White-Täuschung daneben auch durch Prinzip der Zugehörigkeit erklärbar
rezeptive Felder	- der Bereich von Sinnesrezeptoren, der an ein einziges nachgeschaltetes Neuron Informationen weiterleitet. Sehr häufig wird der Begriff für Bereiche auf der Netzhaut des Auges verwendet. Viele Photorezeptoren konvergieren hier auf wenige Ganglienzellen - es gibt hemmende und erregende Bereiche
Hubels und Wiesels Grundprinzip für die Untersuchung rezeptiver Felder	- Blick auf eine Projektionswand - vom Sehnerv über den corpus geniculatum laterale zum visuellen Kortex - das Signal vom CGL zum Kortex ist schwächer als das beim CGL eingehende Signal - das CGL erhält mehr Signale vom Kortex als von der Retina
Eigenschaften des rezeptiven Felds des Zelltyps Nervenfaser des Sehnervs (Ganglienzelle)	- rezeptives Feld vom Zentrum-Umfeld-Typ - antwortet am stärksten auf kleine Lichtpunkte, jedoch auch auf andere Stimuli
Eigenschaften des rezeptiven Felds des Zelltyps Corpus geniculatum laterale	- rezeptive Felder vom Zentrum-Umfeld-Typ - sehr ähnlich denen der rezeptiven Felder von Ganglienzellen
Eigenschaften des rezeptiven Felds des Zelltyps einfache Kortexzelle (Merkmalsdetektor)	- exzitatorische und inhibitorische Zonen nebeneinander angeordnet - antwortet am stärksten auf Balken einer bestimmten Ausrichtung
Eigenschaften des rezeptiven Felds des Zelltyps komplexe Kortexzelle (Merkmalsdetektor)	- antwortet am stärksten auf Bewegung eines korrekt ausgerichteten Balkens durch das rezeptive Feld - viele Zellen antworten am stärksten auf eine bestimmte Bewegungsrichtung
Eigenschaften des rezeptiven Felds des Zelltyps endinhibierte Kortexzelle (Merkmalsdetektor)	antwortet auf Ecken, Winkel oder Balken einer bestimmten Länge und einer bestimmten Ausrichtung
Merkmalsdetektoren und Wahrnehmung	- bei Betrachtung eines Stimulus kommt es zur selektiven Adaption, d.h. die Neuronen ermüden durch das Feuern und adaptieren - dies führt dazu, dass die Feuerrate abnimmt und das Neuron bei erneuter Darbietung des Stimulus weniger feuert - die Adaption ist selektiv, da nur Neuronen adaptieren, die auf den Stimulus antworten - Übereinstimmung der Orientierungsspezifizität und dem Einfluss der selektiven Adaption
Merkmalsdetektoren und selektive Aufzucht	- überwiegend solche Neuronen werden vorgefunden, die an die dargebotenen Stimuli angepasst sind (neuronale Plastizität) - Antworteigenschaften von Neuronen können durch die Wahrnehmungserfahrungen verändert werden
Neuronen auf höheren Ebenen des visuellen Systems	- im inferotemporalen Kortex befinden sich spezifische Neuronen, die auf Gesichter und andere komplexe Objekte ansprechen - fusiformes Gesichtsareal an der Unterseite des Temporallappens
sensorische Codierung	Repräsentation der verschiedenen Merkmale der Umgebung durch das Feuern der Neuronen
Einzelzellcodierung: Repräsentation durch Aktivität eines einzelnen Neurons	- ein bestimmtes Objekt wird durch das Feuern eines einzelnen Neurons repräsentiert - das Neuron spricht nur auf dieses Objekt an - es muss Großmutterzellen geben, die nur auf einen spezifischen Reiz reagieren
Ensemblecodierung: Repräsentation durch große Gruppen von Neuronen	- ein bestimmtes Objekt wird durch das Aktivitätsmuster einer großen Zahl von feuernden Neuronen repräsentiert
sparsame Codierung: Repräsentation durch kleine Gruppen von Neuronen	- ein bestimmtes Objekt wird durch eine kleine Gruppe von Neuronen repräsentiert, wobei die Mehrheit der Neuronen stumm bleibt
Leib-Seele-Problem	- einfaches Bewusstseinsproblem, d.h. wie korrelieren die physiologischen Prozesse mit der Erfahrung? - hartes Bewusstseinsproblem, d.h. wie werden die physiologischen Prozesse in Erfahrung transformiert?
räumliche Organisation	die Art, wie Reize an verschiedenen Orten in der Umgebung durch Aktivität an verschiedenen Orten im Gehirn repräsentiert werden
retinotope Karte	die Kartierung der Orte auf der Retina, von denen elektrische Signale ausgehen, und den korrespondierenden Orten im Kortex
kortikaler Vergrößerungsfaktor	- überproportionale Raumzuweisung für die Fovea - Fovea nimmt nur 0,01% der Gesamtfläche der Netzhaut ein, aber belegt mit ihren Signalen 8-10% der retinotopen Karte
Positionssäulen	- der Kortex ist in Positionssäulen organisiert, die senkrecht zur Oberfläche des Kortex verlaufen - Neuronen innerhalb einer Positionssäule weisen rezeptive Felder an demselben Ort auf der Netzhaut auf - eine Positionssäule enthält Platz für viele Orientierungssäulen; eine Positionssäule mit einem vollständigen Satz von Orientierungssäulen für alle möglichen Orientierungen nennt man Hypersäule
Orientierungssäulen	- der Kortex ist in Orientierungssäulen organisiert - jede Säule enthält Zellen, die am stärksten auf eine bestimmte Orientierung reagieren - benachbarte Säulen besitzen Zellen mit leicht unterschiedlichen bevorzugten Orientierungen
Verarbeitungsströme: Was-Strom (ventraler Strom)	- Strom vom striären Kortex zum Temporallappen - Strom verantwortlich für die Bestimmung der Identität eines Objekts - bei Schädigung können statische Orientierungsaufgaben, d.h. die Beurteilung visueller Orientierungen, nicht ausgeführt werden
Verarbeitungsströme: Wo-Strom bzw. Wie-Strom (dorsaler Strom)	- Strom vom striären Kortex zum Parietallappen - Strom verantwortlich für die Bestimmung der Position eines Objekts in Bezug auf eine reizbezogene Handlung - bei Schädigung können handlungsorientierte Aufgaben, d.h. Koordinierung von Sehen und Handlung, nicht ausgeführt werden

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