Grundlagen der Allgemeinen Psychologie: Wahrnehmungspsychologie

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1 Grundlagen der Allgemeinen Psychologie: Wahrnehmungspsychologie Herbstsemester (aktualisiert) Prof. Dr. Adrian Schwaninger Universität Zürich & Fachhochschule Nordwestschweiz Visual Cognition Research Group Überblick Wahrnehmung: Sinnesorgane Prozesse und Grundprinzipien Sehen Hören Tastsinn Geschmackssinn Geruchssinn Propriozeption Wahrnehmung: Organisation und Interpretation Selektive Aufmerksamkeit Wahrnehmungstäuschungen Wahrnehmungsorganisation Wahrnehmungsinterpretation Prof. Dr. Adrian Schwaninger 2 1

2 Geruchssinn Moleküle von Geruchsstoffen gelangen mit dem Luftstrom in die Nase und kommen mit der Riechschleimhaut in Kontakt, in der sich die olfaktorische Rezeptorzellen (Riechsinneszellen) befinden. Die Zilien der Riechsinneszellen, die in den Luftstrom hinausragen, enthalten die Geruchsrezeptoren. Der Kontakt von Geruchsstoffen mit den Geruchsrezeptoren führt zur Transduktion, die elektrische Signale in den Riechsinneszellen hervorruft. Die elektrischen Signale werden durch zusammenlaufende Axone im Bulbus olfactorius (Riechkolben) weitergeleitet, der ein Teil des Gehirns ist. Von dort werden die Signale über die Riechbahn in den primären olfaktorischen Kortex (piriformer Kortex) und den sekundären olfaktorischen Kortex (orbitofrontal Kortex) weitergeleitet. Olfaktorische Signale gelangen auch an die Amygdala, eine Struktur tief im Kortex, die an der Steuerung emotionaler Reaktionen beteiligt ist. Prof. Dr. Adrian Schwaninger 3 Geruchssinn Nächste Folie Prof. Dr. Adrian Schwaninger 4 2

3 Prof. Dr. Adrian Schwaninger 5 vorne hinten (Aus Goldstein, 2008) Prof. Dr. Adrian Schwaninger 6 3

4 Kodierung von Gerüchen Der Mensch besitzt ca. 350 verschiedene Arten von Geruchsrezeptoren. Eine Riechsinneszelle enthält nur eine Art von Geruchsrezeptoren. Der Mensch kann Tausende von Gerüchen unterscheiden. Ein Geruch wird vermutlich durch das Aktivierungsmuster von Geruchsrezeptoren der Riechsinneszellen kodiert. (Aus Goldstein, 2008) Prof. Dr. Adrian Schwaninger 7 Kodierung von Gerüchen Molekülstruktur (Nach Goldstein, 2008) Prof. Dr. Adrian Schwaninger 8 4

5 Kodierung von Gerüchen Veranschaulichung des kombinatorischen Kodes für Gerüche wie von Malnic et al. (1999) vorgeschlagen. Die farbig dargestellten Rezeptoren sind diejenigen, die auf den jeweils links abgebildeten Geruchsstoff antworten. Beachten Sie, dass jeder Geruchsstoff ein unterschiedliches Muster von Rezeptoraktivitäten hervorruft, ein bestimmter Rezeptor jedoch auf mehrere Gerüche antwortet. (Nach Goldstein, 2008) Geruchsstoffe Rezeptoren Prof. Dr. Adrian Schwaninger 9 Weitere Merkmale des Geruchssinns Gerüche können zwar relativ gut unterschieden werden aber man kann sie schlecht beschreiben. Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass wir uns schwer an Namen und Bezeichnungen von Gerüchen erinnern können. Aber lange vergessene Gerüche und damit assoziierte persönliche Erlebnisse können gut wiedererkannt werden. Gerüche können intensive Erinnerungen und Gefühle hervorrufen (durch Verbindungen zum limbischen System). Ähnlich wie bei den Geschmackssinneszellen gilt auch für die Riechsinneszellen, dass sie einen ständigen Zyklus des Entstehens, Reifens und Absterbens durchlaufen. Bei den Riechsinneszellen dauert dieser Zyklus ca. 5-7 Wochen. Riechsinneszellen des Menschen sind nicht weniger empfindlich als die irgendeiner Tierart. Allerdings sind z.b. Hunde viel empfindlicher für Gerüche als Menschen weil sie viel mehr Geruchsrezeptoren besitzen. Menschen haben ca. 10 Mio Riechsinneszellen, während Hunde etwa 500 Mio besitzen. Prof. Dr. Adrian Schwaninger

6 Alter, Geschlecht und Geruchssinn Ergebnisse eines Riechtests mit 1.2 Mio Personen, bei welchem 6 Geruchsproben identifiziert werden mussten. Frauen schnitten besser als Männer ab. Mit zunehmenden Alter, sowie bei Rauchern und regelmässigen Alkoholkonsumenten war der Geruchssinn herabgesetzt. Prof. Dr. Adrian Schwaninger 11 Überblick Wahrnehmung: Sinnesorgane Prozesse und Grundprinzipien Sehen Hören Tastsinn Geschmackssinn Geruchssinn Propriozeption Wahrnehmung: Organisation und Interpretation Selektive Aufmerksamkeit Wahrnehmungstäuschungen Wahrnehmungsorganisation Wahrnehmungsinterpretation Prof. Dr. Adrian Schwaninger

7 Propriozeption Propriozeption beinhaltet folgende Sinne: Kraftsinn: Kraftaufwendung bzw. Gewicht. Positionssinn: Stellung einzelner Körperteile. Kinästhesie: Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung einzelner Gliedmassen. Vestibulärer Sinn: Bewegung und Lage des Körpers im Raum, Gleichgewichtsfunktion. Propriozeption basiert auf Signalen von Muskeln, Sehnen- und Gelenkmechanosensoren sowie auf Signalen vom Vestibularogan. Der Kraftsinn erlaubt es uns, z. B. die Schwere gehobener Gewichte mit etwa 3% Genauigkeit abzuschätzen. Hautsensoren scheinen bei dieser Sinnesleistung eine geringe Rolle zu spielen, da die Schätzung schlechter wird, wenn man die Gewichte auf die Hand legt, während sie auf einer Unterlage ruht. Prof. Dr. Adrian Schwaninger 13 Propriozeption Sensoren aus den Gelenken selbst melden nur extreme Gelenkstellungen und gehören zum überwiegenden Teil zur Gruppe der Nozizeptoren (Schmerzsensoren). Injektion eines Lokalanästhetikums in ein Gelenk beeinflusst den Positionssinn kaum. Auch die Implantation künstlicher Hüftgelenke verändert die Wahrnehmung der Position des Beines nur wenig. Für die Kinästhesie wichtig sind v.a. Signale von Sensoren in den Sehnen und den Muskeln. Hautsensoren sind für die Kinästhesie nicht wichtig, da Lokalanästhesie der Haut über den Gelenken diesen Sinn kaum beeinflusst. Prof. Dr. Adrian Schwaninger

8 Vestibulärer Sinn Der Gesunde ist sich der normalen Funktion der Vestibularorgane normalerweise nicht bewusst und bemerkt sie im täglichen Leben nicht. Funktionsstörungen hingegen werden z. T. sehr dramatisch wahrgenommen. Zumeist äussern sie sich als Schwindel oder Gangunsicherheit bis hin zur Unfähigkeit zu stehen. Die wichtigste Aufgabe der Vestibularorgane ist die Gewährleistung der Gleichgewichtsfunktion. Sie erlaubt uns Menschen den aufrechten Gang. Dazu finden sich in jedem Innenohr 3 Bogengangsorgane sowie 2 Maculaorgane (Utriculus und Sacculus). Diese 5 Organe einer jeden Seite sind hochspezialisierte Sinnesorgane, um Translations- und Drehbeschleunigungen zu messen. Prof. Dr. Adrian Schwaninger 15 Vestibularorgane Utriculus Sacculus (Nach Schmidt & Schaible, 2006) Prof. Dr. Adrian Schwaninger

9 Translations- und Drehbeschleunigungen Mithilfe der jeweils 2 Maculaorgane (Utriculus und Sacculus) jedes Ohres können wir Translationsbeschleunigungen empfinden. Beispiele: Beschleunigen oder Bremsen (negative Beschleunigung) eines Autos oder Flugzeuges Anfahren oder Bremsen eines Liftes Auf- oder Abstieg eines Flugzeuges Sprünge und Stürze Die Bogengänge dienen der Empfindung von Drehbeschleunigungen. Die 3 Bogengänge jedes Innenohres sind dreidimensional angeordnet, sodass für jede Raumrichtung gewissermassen ein Bogengang»zuständig«ist. Jede beliebige Winkelbeschleunigung in diesen Raumdimensionen produziert dadurch ein spezifisches Aktivitätsmuster, das aus einer jeweiligen spezifischen Kombination von Aktivitätssteigerungen und Aktivitätshemmungen der jeweils zugehörigen Nervenfasern besteht. Prof. Dr. Adrian Schwaninger 17 Drehbeschleunigungen Eine Kopfdrehung bewirkt eine Drehung der Bogengänge. Die Flüssigkeit der Bogengänge (Endolymphe) und die Cupula bleiben zurück. Dadurch werden Haarzellen ausgelenkt, was zu elektrischen Signalen im Nervus vestibularis führt. Demonstration: Drehen Sie sich schnell im Kreis und bleiben Sie dann plötzlich stehen. Die Endolymphe dreht noch eine Weile weiter, was zur Empfindung führt, man würde sich noch weiter drehen. Cupula Bogengang mit Endolymphe (Nach Schmidt & Schaible, 2006) Prof. Dr. Adrian Schwaninger

10 Gleichgewicht Neben den Informationen der insgesamt 10 Vestibularorgane erreichen auch andere propriozeptive Informationen und visuelle Informationen das Gehirn. Aufgrund all dieser Informationen wird die Aktivität von Skelett- und Augenmuskulatur mittels Reflexen so gesteuert, dass sich der Körper im Gleichgewicht hält. Prof. Dr. Adrian Schwaninger