VI. Sinne - Neurophysiologie

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1 VI. Sinne - Neurophysiologie Einleitung 1. 1 Gesichtssinn Im Auge werden optische Reize durch die Netzhaut in neuronale Erregung umgewandelt. Die Erregungsmuster werden über die Sehbahn zum Cortex geleitet und dort analysiert. Ein Teil der Informationen tritt ins Bewusstsein und bildet die Gesichtsempfindungen. Der Gesichtssinn von Probanden und Patienten wird in aller Regel dadurch geprüft, dass einfache Muster oder Objekte (Sehdinge) dargeboten und die dadurch hervorgerufenen Gesichtsempfindungen auf Befragen des Untersuchers subjektiv beurteilt werden. Abb. 1.1: Querschnitt durch das menschliche Auge Der dioptrische Apparat bildet die Sehdinge auf der Netzhaut ab. Der dioptrische Apparat besteht aus brechenden Kugelflächen (Corneavorderfläche, Corneahinterfläche, Linsenvorderfläche, Linsenhinterfläche), die im Mittel eine Brechkraft von 58,6 dpt erzeugen und bei normaler Achsenlänge (Entfernung Corneascheitel - Fovea centralis) weit entfernte Gegenstände scharf abbilden können. Die Güte der Abbildung wird durch die zentrale Sehschärfe (Visus) charakterisiert. Die Betrachtung naher Gegenstände erfordert eine Zunahme der Brechkraft (Akkommodation).

2 1.2 Sehwinkel α Das Bild auf der Retina variiert je nach Größe des Gegenstands und dem Abstand zum Auge. Strahlen, die von zwei Punkten (Grenzpunkte mit dem Abstand d) eines betrachteten Gegenstands ausgehen und sich im Knotenpunkt des Auges schneiden bilden den Sehwinkel α (Abb 3.1). Der kleinste Sehwinkel α 0 ist der Grenzwinkel unter dem zwei Gegenstände gerade noch getrennt wahrgenommen werden können. Der Grenzwinkel ist ein Maß für das Auflösungsvermögen des Auges, das unabhängig von der Entfernung des betrachteten Gegenstands ist. Um eine Gleichung zur Bestimmung des Sehwinkels abzuleiten geht man davon aus, dass der betrachtete Gegenstand auf einem Kreis mit dem Radius r liegt; das Zentrum des Kreises liegt im Knotenpunkt des Auges und der Gegenstand bildet einen Teil des Umfangs. Bei einem kleinen Gegenstand steht die Gegenstandsgröße d im Verhältnis zum Umfang U (mit U = 2 π r) wie der Sehwinkel α zu den 360 eines ganzen Kreises. Daraus ergibt sich: und durch Umformung und aus U = 2 π r: d/u = α/360 α = (d * 360 )/ U α = (d * 360 )/ (2 π r)

3 1.3 Visus Die Sehschärfe (Visus) ist der Kehrwert des räumlichen Auflösungsvermögens des Auges in Winkelminuten. Visus = 1/α (Winkelminuten 1 ) Die normale Sehschärfe (Visus=1) liegt vor, wenn Einzelheiten eines Zeichens erkannt werden, die 1 Winkelminute entsprechen. Die Grundlage der Sehschärfe ist der Abstand der Photorezeptoren in der Retina sowie die Größe und Funktion der rezeptiven Felder. Die Sehschärfe ist vom retinalen Ort und der Helligkeit abhängig, sie verringert sich mit Abstand von der Fovea centralis. Zur Messung der Sehschärfe benutzt man Landolt-Ringe, deren innerer Durchmesser dreimal so groß ist wie die Lücke im Ring, die korrekt lokalisiert werden muss. Wenn eine Lücke (d) im Landolt-Ring unter einem Sehwinkel von 1 Winkelminute von der Netzhaut aufgelöst wird beträgt der Visus 1. Das ist (zufälligerweise) der Wert für die Sehschärfe eines Normalsichtigen. Als Maß für die Sehschärfe bzw. des Auflösungsvermögens im Vergleich zum Emmetropen (Normalsichtigen) gilt: V = α 0 /α VP (oder V = r/r) wobei der Grenzwinkels einer Versuchsperson α VP im Vergleich zu einem Emmetropen (Normalsichtigen) α 0 bestimmt wird (1 Winkelminute).

4 Die Sehschärfe ist in der Fovea centralis am höchsten, da hier die Dichte der Photorezeptoren am höchsten ist. Die Zapfen haben hier etwa einen Abstand von 2,5µm. Das Auflösungsvermögen von 1 Winkelminute entspricht einem Abstand auf der Retina von ca. 5µm. Zwei Punkte können also gerade noch als getrennt aufgelöst werden, wenn zwei Rezeptoren erregt werden, denen ein zweiter unerregter Rezeptor zwischengelagert ist.

5 2. Gehör/Gleichgewichtssinn 2.1 Gehör Anatomisch und funktionell gliedert man das Ohr in drei Abschnitte: äußeres Ohr, Mittelund Innenohr. Das äußere Ohr mit Ohrmuschel und Gehörgang ist durch die Trichterform geeignet, Schallwellen zu sammeln und dem Gehörgang zuzuleiten. Das Mittelohr liegt im Schläfenbein zwischen Gehörgang und Innenohr und ist durch das Trommelfell vom äußeren Ohr getrennt. Der lufthaltige, trommelförmige Raum (Paukenhöhle) ist mit Schleimhaut ausgekleidet und steht über die Tube (Ohrtrompete, Eustachische Röhre) mit dem Rachenraum in Verbindung. Die Schallübertragung erfolgt im Mittelohr über die Gehörknöchelkette aus Hammer, Amboss und Steigbügel. Die Schwingungen des Trommelfells bewegen den langen Griff des Hammers, so dass der Hammer Drehschwingungen ausführt. Diese werden über den Amboss auf den Steigbügel übertragen, der mit seiner Fußplatte im ovalen Fenster befestigt ist. Die Schwingungen setzen sich dann in der Schneckenflüssigkeit fort. Bei der Übertragung der Schwingungen über das Mittelohr auf das ovale Fenster wird der niedrige Schallwellenwiderstand der Luft auf den hohen der Schneckenflüssigkeit angepasst. Die dazu notwendige Druckverstärkung um den Faktor db entsteht aus dem Flächenverhältnis des Trommelfells zum Fuß des Steigbügels und den Hebelarmverhältnissen der Gehörknöchelchen. Das Innenohr besteht aus Vestibularapparat und Schnecke (Cochlea). Beide zusammen werden als Labyrinth bezeichnet. Die Cochlea besteht aus einem knöchernen Kanal, der spiralig um eine kegelförmige Achse (Modiolus) gewunden ist und vermittelt die Gehörempfindung. Der knöcherne Kanal enthält ein System von 3 flüssigkeitsgefüllten Gängen: Die Scala vestibuli und die Scala tympani sind mit Perilymphe gefüllt. Die Scala vestibuli grenzt an die Membran des ovalen Fensters (Steigbügelfuß) und die Scala tympani an die Membran des runden Fensters. Beide Gänge kommunizieren an der Spitze der Schnecke. Der dritte Gang, die Scala media, liegt zwischen den anderen und ist mit Endolymphe gefüllt. Die Scala media enthält die Haarzellen, die der elastischen Basilarmembran aufsitzen und das Corti-Organ bilden. Die Basilarmembran liegt aufgespannt zwischen den Seitenwänden der Schnecke und teilt diese in 2 Kanäle. Die Scala media endet an der Schneckenspitze und an der Schneckenbasis, steht aber mit den Endolymphräumen des Vestibularapparates in Verbindung (Ductus reuniens). Die Sinneszellen des Corti-Organs sind mit den bipolaren Nervenzellen des Hörnerven synaptisch verbunden. Die Anzahl der wahrnehmbaren Töne in verschiedener Lautstärke (Hörfläche) ist sehr groß, aber nicht unendlich, denn das Ohr hat für Tonhöhen und Lautstärken ein endliches Auflösungsvermögen. In mittleren Tonhöhen ist dieses Auflösungsvermögen am größten und trainierbar. Schwerhörigkeit liegt vor, wenn das Auflösungsvermögen für bestimmte Frequenzen oder den gesamten Frequenzbereich nachgelassen hat. Die Hörschwelle ist dann in Richtung höherer Schalldrücke hin verschoben. Die Abweichung der Hörschwelle von einer Normhörschwelle wird mit dem Audiometer gemessen. Die Ursache des Hörverlusts kann durch zentrale Schädigungen oder durch Schäden am Mittelohr oder am Innenohr zu Stande kommen. Durch die einfachen Stimmgabeltests nach Weber und Rinne lassen sich Art der Schädigung und das stärker betroffene Ohr leicht ermitteln.

6 Abb. 2.1 Querschnitt durch Mittelohr und Innenohr Schallempfindung Das menschliche Ohr kann Schallwellen in einem Frequenzbereich von Hz wahrnehmen, wobei die obere Grenze im Alter absinkt (ca Hz beim 70-jährigen). Einzelne Druckstöße werden als Knall, Knacken oder Klicken empfunden; sinusförmige Druckschwankungen (Stimmgabel) erzeugen reine Tonempfindungen, deren Tonhöhe mit zunehmender Frequenz ansteigt und mit wachsender Amplitude zunehmend laut empfunden wird. Nach der Wanderwellentheorie gibt der Steigbügel Druckstöße an die Schneckenflüssigkeit der Scala vestibuli ab, die an die Basilarmembran anstoßen. Von dort läuft eine Oberflächenwelle in die Schnecke. Dabei wird Energie an die Flüssigkeit weitergegeben. Da die Flüssigkeit inkompressibel ist, muss sie irgendwohin ausweichen. Dies geschieht über das runde Fenster in die Paukenhöhle. Die Elastizität E der Membran und die bewegte Masse m der Schneckenflüssigkeit bestimmen gemäß α = (E/m) 1/2 die Eigenfrequenz α des Membranabschnitts, an dem die Energie aus der Scala vestibuli in die Scala tympani übertritt. Das Corti-Organ wird dort maximal bewegt. Da die Masse der bewegten Schneckenflüssigkeit zwischen Steigbügel und dem Anfang der Basilarmembran klein ist, ergibt sich eine hohe Eigenfrequenz. Am Ende der Membran nahe der Schneckenspitze ist die Eigenfrequenz aufgrund der großen bewegten Masse niedrig. Hohe Töne (hohe Frequenz) werden somit am Schneckeneingang und tiefe Töne (niedrige Frequenz) nahe der Schneckenspitze abgebildet.

7 Abb. 2.2 Schwingende Basilarmembran Knochenleitung. Hochfrequente Schallwellen werden über Knochenleitung zum Innenohr übertragen. Infolge einer schallsynchronen Kompression und Dekompression des Schädels werden auch die Innenohrschnecken komprimiert. Dabei kommt es zu einer Verschiebung der Basilarmembran, da die Fenster zum Mittelohrraum verschieden dehnbar sind. Am ovalen Fenster hängt dort das Gehörknöchelsystem. Es liegt also eine Asymmetrie vor, die eine Bewegung der Basilarmembran erlaubt. Dieser Effekt verstärkt sich weiter, wenn man das Ohr zuhält, so dass die Schallwellen der Knochenleitung im zugehaltenen Ohr lauter klingen als im offenen Ohr. 2.2 Gleichgewichtssinn Vertebraten brauchen das Gleichgewichtsorgan, um Veränderungen der Gravitations- oder Beschleunigungskraft oder der Rotationsbeschleunigung aufzunehmen und durch entsprechende motorische Reaktionen zu kompensieren. Hauptaufgabe ist die Beibehaltung der Lage des Körpers im Raum. Innenohr und Gleichgewichtsorgan entwickeln sich sehr ähnlich und werden beide vom Nervus vestibulocochlearis versorgt. Daher ist bei einer Reihe von Ohrerkrankungen auch das Gleichgewichtsorgan mit betroffen. Zwei Teilorgane des Vestibularapparates lassen sich unterscheiden: die Bogengangsorgane und die Makulaorgane (Statolithenorgane) mit Utriculus und Sacculus (Abb 2.1). Wird der Kopf eines Menschen gedreht, bewegen sich die knöchernen Bestandteile des Gleichgewichtsorgans mit. Die Endolymphe bleibt dabei wegen ihrer geringen inneren Reibung hinter der Bewegung zurück, bzw. bleibt stehen. Dadurch bewegt sich auch die Cupula wie ein Pflug durch die Flüssigkeit und wird dabei verbogen. Je nachdem, in welche Richtung diese Auslenkung führt, werden die Sinneszellen erregt oder gehemmt. Bei fortgesetzter gleichmäßiger Drehung wird die Endolymphe aufgrund der zwar geringen, aber vorhandenen inneren Reibung doch mitbewegt, es wird dann kein Reiz mehr auf die Sinneszellen ausgeübt. Die Veränderung der Drehung bzw. Drehbeschleunigung ist demnach der adäquate Reiz für das Bogengangsystem. Vestibulo-spinale und vestibulo-okuläre Reflexe Die vestibulären Reflexe beeinflussen Stütz- und Blickmotorik, wobei erstere vornehmlich von den Makulaorganen und letztere mehr von den Bogengängen ausgehen. Die

8 Stützmotorik ist am Gang und Stand beteiligt und korrigiert bewegungsbedingte Abweichungen vom Bewegungsprogramm und verhindert zu starke Verschiebungen des Schwerpunktes und damit das Umfallen. Die Überprüfung der Haltungs- und Stellreflexe wird bei geschlossenen Augen z.b. im Fallversuch nach Romberg und im Tretversuch nach Unterberger überprüft. Die Blicksteuerung sichert den Blickkontakt mit der Umwelt bei schneller Bewegung. Die einfache Augenbewegung bei horizontaler Drehbeschleunigung wird Nystagmus genannt. Beim statokinetischen Reflex wird der Blick rhytmisch nachgeführt, wenn sich die Umwelt relativ zum Körper bewegt. Beim vestibulären Nystagmus verfolgt das Auge bei Drehung einen Fixpunkt in der Umgebung und bewegt sich dabei entgegen der Drehrichtung. Bevor das Auge die maximale Auslenkung erreicht, kommt es zur schnellen Rückführung des Blickes. Die Richtung des Nystagmus wird nach der schnellen Komponente der Augendrehung benannt. Der postrotatorische Nystagmus kommt infolge der Trägheit der Endolymphe zustande, die sich nach Beendigung einer Drehung weiter bewegt. Dabei lenkt sie die Cupula in entgegengesetzter Richtung (in Richtung der ursprünglichen Drehung) aus, so dass ein Nystagmus entsteht, dessen schnelle Komponente der ursprünglichen Drehrichtung entgegengesetzt ist. Der Nystagmus lässt sich auch durch kaltes (30 C) oder warmes (42 C) Wasser auslösen, das in das Ohr gespült wird. Durch Volumenveränderung wird im Bogengang Lymphbewegung ausgelöst, die zum kalorischen Nystagmus führt. Allgemeine Anmerkung: Das Beherrschen der in dieser Einleitung beschriebenen Grundlagen ist Grundvoraussetzung für das Praktikum!

9 3 Praktikumsaufgaben (VI) Sinne 3.1 Gesichtssinn Visusbestimmung Versuch a) Bestimmung des Grenzwinkels mit den Pflügerhaken: Der Grenzwinkel soll mit Hilfe von Pflügerhaken ( E ) bestimmt werden. Hierbei kommt es darauf an, einen Spalt von der Breite d = 1,5 mm im Pflügerhaken zu erkennen. Im Versuch wird die Spaltbreite konstant gehalten, d.h. nur die Reihe mit dem Visuswert 1 gelesen und der Abstand r variiert. Man beginnt mit großen Abständen, bei denen die Öffnungsrichtung der Pflügerhaken nicht zu erkennen ist und verkleinert den Abstand, bis die Öffnungsrichtung eben wahrnehmbar ist. Für den Normalsichtigen ist der Grenzabstand r 0 etwa = 5 m. Dabei ist ein normaler Brechungszustand der Linse bzw. eine Korrektur etwaiger Brechungsanomalien vorausgesetzt (Brille/Kontaktlinse). Führen Sie den Versuch monokular durch indem Sie ein Auge mit der Hohlhand oder einer Augenklappe abdecken. Beachten Sie bei der Rechnung: 5m = 5000mm! Der Grenzwinkel berechnet sich aus: bei r 0 = 5 m α 0 = (d/r) x (360 /2π) = (1,5mm/r) x (360 /2π) α 0 = 0,0172 = 1 Winkelminute Versuch b) Bestimmung des Visus mit Sehtafeln Führen Sie den Versuch monokular durch indem Sie ein Auge mit der Hohlhand oder einer Augenklappe abdecken. Die Versuchsperson in vorgeschriebener Entfernung (5m) aufstellen. Ermittlung der Reihe, in der alle Zeichen noch korrekt beurteilt werden können. V = r/r V Visus, r Prüfentfernung, bei der die Lage der Öffnung im Landolt-Ring bzw. ein Zeichen auf der Visustafel richtig erkannt wird, R Sollentfernung, bei der die Öffnung im Landoltring von einem Emmetropen (Normalsichtigen) erkannt wird.

10 Das zu dieser Reihe gehörige r ergibt den neben dieser Reihe bereits berechneten Visus (Beispiel: r = 3 m ergibt zusammen mit der Sollentfernung R = 5 m einen Visus von 3/5 = 0.6). Der entsprechende Visus ist auf den Tafeln auch direkt angegeben! Berechnen Sie den Grenzwinkel und tragen Sie alle ermittelten Werte in die Tabelle ein. Sollabstand R (mm) Ist-Abstand r (mm) Ermittelter Grenzwinkel Ermittelter Visus (Versuch a) Visus (Versuch b) Rechtes Auge Linkes Auge

11 3.1.2 Akkomodationsbreite Bestimmung von Nah- und Fernpunkt mittels Optometer Das Optometer besteht aus einem Maßstabrahmen (a), auf dem eine Nadel (b) verschoben werden kann. Die Entfernung der Nadel vom Auge des Beobachters wird auf einem Maßstab abgelesen. Die Nadel wird durch zwei feine Löcher einer Lochblende (c) beobachtet, deren Distanz kleiner ist als die Pupillenweite. Solange die abbildenden Strahlenbüschel auf der Retina zusammenfallen, entsteht ein scharfes Bild. Schiebt man die Nadel langsam auf das Auge zu, so wird ein Punkt erreicht (Nahpunkt), von dem an die Brechkraft des Auges (Akkommodation der Linse) nicht mehr ausreicht, die beiden divergierenden Strahlenbüschel in einem Punkt zu vereinigen; es entsteht ein Doppelbild der Nadel. Unter dem Fernpunkt versteht man denjenigen Punkt, für den das Auge gerade noch in der Lage ist, von ihm ausgehende Lichtstrahlen auf der Retina zu einem Bild zu vereinigen (er liegt beim Normalsichtigen, nicht akkommodierten Auge im Unendlichen, beim Kurzsichtigen im Endlichen). Die Bestimmung des Fernpunktes F mit dem Optometer gelingt durch Vorsetzen einer Linse (e), die das Auge kurzsichtig macht. Dann liegt der Fernpunkt F' beim normalen Auge im Brennpunkt der Linse, beim Kurzsichtigen näher, beim Weitsichtigen entfernter. f nah Fadenkreuz Abb. 3.2 Optometer. f fern Das Messprinzip beruht auf der Überschreitung der oberen oder Unterschreitung der unteren Brechkraftgrenzen des abbildenden Systems des Auges, was sich bei der dargestellten Versuchsanordnung durch den Übergang vom Einfachsehen zum Doppeltsehen oder vom Scharfsehen zum Unscharfsehen ausdrückt. Ein Beispiel für die Abbildung bei der Bestimmung des Nahpunktes mit der Doppellochblende sehen Sie in Abb. 3.3.

12 Abb. 3.3: Strahlengang und Wahrnehmung bei der Nahpunktbestimmung mit der Doppellochblende. Aufgabe: Bestimmung der Akkomodationsbreite mit dem Optometer. Der Proband blickt mit dem zu untersuchenden Auge durch die horizontal angeordneten Löcher der Lochblende. Er bemüht sich, einen möglichst geringen Abstand zwischen Corneascheitel und Lochblende einzuhalten. Der Proband nimmt zwei runde helle Flächen wahr, in deren Überschneidungszone sich die Nadel/das Fadenkreuz befindet. a) Fernpunktbestimmung: Der Untersucher führt die Nadel/das Fadenkreuz vom Probanden weg. Der Proband gibt an, bei welcher Entfernung er das Kreuz erstmals als doppelt empfindet. Sollte der Maßstab nicht ausreichen, wird eine Vorsatzlinse (+5 dpt oder +10 dpt) benutzt. Die Messung wird mehrmals durchgeführt und die gemittelte Entfernung beim Übergang von einfacher zu doppelter Wahrnehmung als Fernpunkt des Auges protokolliert. f fern = 1/f fern = F = Anmerkung: Beachten Sie, dass Sie gegebenenfalls die Brechkraft der Linse mit einrechnen müssen! (F= F -D L ), mit F = Fernpunkt in dpt mit Vorsatzlinse und D L = Brechkraft der Linse in dpt.

13 b) Nahpunktbestimmung: Der Untersucher bewegt den Reiter mit der Nadel/dem Fadenkreuz von einem Punkt, an dem der Proband das Objekt einfach sieht auf den Probanden zu, bis dieser ein Doppelbild wahrnimmt. Eine Vorsatzlinse ist hier nicht notwendig. Bestimmen Sie die Nahpunkte für zwei Stellungen der Doppellochblende: 1. Löcher horizontal 2. Löcher vertikal f nah = 1/f nah = N horizontal = f nah = 1/f nah = N vertikal = Führen Sie mit jedem Auge mindestens 3 Messungen durch und berechnen Sie den Mittelwert. Rechnen Sie die gefundenen Nah- und Fernpunktabstände in Dioptrien um und tragen Sie die Werte in die Tabelle ein. Die Dioptrie ist ein reziprokes Längenmaß. Eine Dioptrie (dpt) ist der Kehrwert eines Meters. Brechkraft im Nahpunkt: Brechkraft im Fernpunkt: D N = D 0 + 1/f nah D F = D 0 + 1/f fern Akkommodationsbreite A = 1/f nah 1/f fern = N - F = N - (F' D L ) N = 1/f nah Nahpunktabstand (dpt); F' = 1/f fern = Fernpunktabstand (dpt) bei Vorsatz einer Linse mit einer Brechkraft von D L Dioptrien: Fernpunktabstand F = F' D L ; D 0 = 58,6 dpt; f nah = Nahpunktabstand; f fern = Fernpunktabstand Anmerkung: Bei Astigmatismus wird die Akkommodationsbreite mit Hilfe des Mittelwerts aus N vertikal - N horizontal berechnet. Bestimmung von Astigmatismus: Astigmatismus = N vertikal - N horizontal

14 3.1.3 Augenfunktionsmodell Am Augenfunktionsmodell können Sie verschiedene physiologische Funktionen des Auges und Fehlfunktionen simulieren und verstehen. Notieren Sie ihre Beobachtungen und beantworten Sie die gestellten Fragen. Bitte stellen sie vor den Versuchen den Augapfel mit Hilfe der Stellschraube auf Größe2 Welche Bereiche des Auges werden durch den gelben und den schwarzen Kreis dargestellt? a) Akkommodation Stellen Sie die Projektionstafel in 1 m Entfernung vom Augenmodel auf. Installieren Sie eine Lampe direkt hinter die Projektionstafel und projizieren Sie ein Bild auf die Retina. Verändern Sie die Linse mit Hilfe der Spritzen, so dass auf der Retina ein scharfes Bild erscheint. Fernakkomodation Bewegen Sie jetzt das Augenmodell 50 cm von der Projektionstafel weg. Verändern Sie die Linse mit Hilfe der Spritzen so, dass das Bild auf der Retina wieder scharf abgebildet wird. Wie verändert sich die Linsenkrümmung und welchen Einfluss hat dies auf die Brechkraft der Linse? Nahakkomodation Bewegen Sie danach das Augenmodell in Richtung der Projektionstafel, bis auf 50 cm Entfernung. Verändern Sie wiederum die Linse bis zur scharfen Abbildung auf der Retina. Wie sieht die Linse jetzt im Vergleich zur Einstellung in weiter Entfernung aus?

15 Akkomodationsbreite. Geben Sie eine kurze Definition des Begriffs Akkomodationsbreite! Bestimmen Sie die Akkomodationsbreite des Augenmodells. Beachten sie bitte dass es sich hierbei um eine fiktive Bestimmung der Akkomodationsbreite handelt! Bei der Nahpunkteinstellung bitte in der Linse keinen übermäßigen Druck erzeugen, da sie sonst platzen könnte. Nahpunkt (f nah ): Fernpunkt (f fern ): Akkomodationsbreite (1/f nah 1/ f fern ): b) Fehlsichtigkeit Stellen Sie die Projektionstafel in 1 m Entfernung vom Augenmodell auf und stellen Sie auf der Retina ein scharfes Bild ein. Mit der Stellschraube können Sie den Augapfel auf Position 1 verlängern oder auf Position 3 verkürzen. Stellen Sie die Stellschraube auf Position 1. Nehmen Sie die Vorsatzlinsen A und B und versuchen Sie die Unschärfe zu korrigieren. Was müssen Sie tun, damit bei unveränderter Linseneinstellung und ohne Vorsatzlinse wieder ein scharfes Bild auf der Retina entsteht? Wie müssen Sie die Linse verändern, damit bei einem Abstand von 1 m bei verlängertem Augapfel ein scharfes Bild entsteht? Welche Form der Fehlsichtigkeit liegt also in der Position 1 vor?

16 Nachdem Sie das Modell wieder in der Ausgangsposition (1 m Entfernung, Position 2) eingestellt haben, verändern Sie die Stellschraube auf Position 3. Versuchen Sie wieder, die Unschärfe mit den Linsen zu korrigieren. Was müssen Sie jetzt tun, um ohne Veränderung der Linse und ohne Vorsatzlinse ein scharfes Bild zu erhalten? Wie müssen Sie die Linse verändern, damit beim Abstand von 1 m bei verkürztem Augapfel ein scharfes Bild entsteht? Welche Form der Fehlsichtigkeit wird hier simuliert? c) Presbyopie (Alterssichtigkeit) Stellen Sie die Projektionstafel in 1 m Entfernung vom Augenmodell auf und stellen Sie auf der Retina ein scharfes Bild ein. Stellen Sie sich vor, das 1 m der Nahpunkt des Auges ist, d.h. die Linse kann Objekte näher als 1 m nicht mehr scharf abbilden. Bewegen sie jetzt das Augenmodell 50 cm in Richtung der Projektionstafel. Was sehen Sie auf der Retina? Mit welcher Vorsatzlinse (A oder B) können Sie diese Fehlsichtigkeit korrigieren? Welche Brechkraft hat diese Linse?

17 3.2 Gehör Ohrfunktionsmodell, Schallwellensimulation. Schauen Sie sich das Ohrfunktionsmodell an und benennen Sie die einzelnen Komponenten. Drehen Sie an der Kurbel erst langsam, dann schneller. Wechseln Sie auch die Übersetzung des Gummirings, um schnellere Drehungen auf die Membran zu übertragen. Verändern Sie auch die Position der Übersetzungsnadel vor dem Trommelfell (Assistenten fragen!) und wiederholen Sie den Versuch. Beschreiben Sie Ihre Beobachtungen! 1. Welche Teile der Membran bewegen sich bei langsamer Hebeldrehung bzw. bei geringer Übersetzung? Welche Teile der Membran bewegen sich bei schneller Hebeldrehung bzw. hoher Übersetzung der Drehung? 2. Welchen Tönen entsprechen die verschiedenen Drehgeschwindigkeiten und wo werden diese Töne in der 'Cochlea' abgebildet? 3. Welche Veränderung stellen Sie nach der Umstellung an der Übersetzungsnadel vor dem Trommelfell fest? Was bedeutet dieser Effekt beim Hören?

18 3.2.2 Audiometrie a) Audiometer Bestimmung der Hörschwelle Stellen Sie das Audiometer auf die niedrigste Frequenz und auf die niedrigste Lautstärke ein. Steigern Sie stufenweise die Lautstärke und bestimmen Sie die Hörschwelle des rechten bzw. linken Ohrs für die eingestellte Frequenz. Wiederholen Sie den Test für die verschiedenen Frequenzen und tragen Sie die Hörschwelle in Dezibel (db) in die Tabelle ein. Lautstärke (db) Frequenz (Hz) Linkes Ohr Rechtes Ohr Stellen Sie die Hörschwelle in Abhängigkeit von der Frequenz auch grafisch dar. Benutzen Sie verschiedene Farben für das rechte bzw. das linke Ohr. Was fällt hier auf?

19 Hörschwelle (db) Frequenz (Hz)

20 b) Hörtest nach Weber Schlagen Sie die Stimmgabel an und setzen Sie sie mit dem Stiel (kräftig) in der Mitte der Schädeldecke auf. Ist der Ton in beiden Ohren gleich laut? Wiederholen Sie den Test, wobei Sie jetzt den Gehörgang des rechten Ohres mit dem kleinen Finger verschließen. Was bemerken sie jetzt? Erläutern Sie das Phänomen! Protokoll Hörtest nach Weber:: c) Hörtest nach Rinne Schlagen Sie die Stimmgabel wie oben leicht an und setzen Sie sie mit dem Stiel auf den Processus masteoideus (Knochen hinter dem Ohr) auf, wobei der entsprechende Gehörgang verschlossen wird. Sobald der Proband den Ton nicht mehr hört, wird die Stimmgabel vor den äußeren, jetzt offenen Gehörgang gebracht. Können Sie den Ton wieder vernehmen? Erläutern Sie das Phänomen. Protokoll Hörtest nach Rinne:

21 3.3 Gleichgewichtssinn Rotationsnystagmus. Die Versuchsperson setzt sich auf einen Drehstuhl und setzt die Frenzelbrile auf. Diese beleuchtete Brille soll die willkürliche Fixation erschweren und macht Augenbewegungen für den Beobachter sichtbar. Der Raum sollte abgedunkelt sein. Beobachten Sie die Augenbewegungen beim plötzlichen Andrehen und Weiterbewegen mit mittlerer Drehgeschwindigkeit (360 /2s). Bremsen Sie die Bewegung nach 1 min plötzlich ab. Beobachten Sie die Augen unmittelbar nach dem Anhalten! Vorsicht! Gleichgewichtsverlust! Die Untersucher achten bitte unbedingt darauf, dass der Proband nicht vom Stuhl fällt! Notieren sie ihre Beobachtungen. Welche Empfindungen äußert die Versuchsperson in der postrotatorischen Phase? Wie verhalten sich rotatorische und postrotatorische Nystagmus-Richtung zur Drehrichtung? Erklären Sie die entsprechenden Beobachtungen. Protokoll: