Farbensehen. Wahrnehmung verschiedener Wellenlängen des Lichtes. nm

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1 Farbensehen

2 Farbensehen Wahrnehmung verschiedener Wellenlängen des Lichtes nm Farben entstehen durch unterschiedliche Absorptions- und Reflektionseigenschaften von Objekten und bieten damit wichtige Information über die Oberflächen von Objekten. Um Farben wahrnehmen zu können, sind wenigsten zwei Typen von Photorezeptoren mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit nötig Spektrale Empfindlichkeit hängt vor allem von unterschiedlichen Opsin-Komponenten des Sehpigmentes ab

3 Sehpigmente - Mensch: Spektrale Empfindlichkeitsprofile S M L Zapfen Dowling 1987

4 Peichl Aufblick auf Zapfen und Stäbchen in der Retina

5 Farb-Sehpigmente verschiedener Tierspecies Retinal S M L Dudel 17.15

6 Auch manche Säuger sehen UV Glossophaga soricina Sensitivität des Photorezeptors UV grün UV-Reflektionen von Blüten?

7 Farbensehen - Evolution Peichl

8 Primaten: Gene für M und L Pigment auf X-Chromosom Hybrid Deletion Rot-Grün blind Duplikation

9

10 Zusammenfassung: Farbensehen Licht unterschiedlicher Wellenlänge wird als verschiedene Farben wahrgenommen Hierzu werden mindestens 2 Photopigmente mit unterschiedlichen Absorptionsspektren benötigt. Ausserdem muss die Ausgangsaktivität der beiden Photorezeptoren neuronal verglichen werden. Mensch hat 3 Zapfentypen: S (blau) M (grün) L (rot) Trichromatie

11 Retina

12 Retina Morphologie Photorezeptoren:: Stäbchen Zapfen Horizontalzellen Bipolarzellen Amakrinzellen Ganglienzellen Licht Tartuferi (1887) Peichl

13 Retina: 2 Verarbeitungsebenen vertikal - laterale Hemmung on-kanal off-kanal horizontal Dudel 17.16

14 Rezeptives Feld Photorezeptor Zentrum Antagonistisches Umfeld Horizontalzelle Bipolarzelle Bear 9.22

15 Retina: laterale Hemmung h h Schmidt 10-10

16 Konzentrische Rezeptive Felder von Ganglienzellen On-center off-center Lichtpunkt im Zentrum Zentrale Belichtung Umfeld Belichtung Kandel 22-7 Diffuse Belichtung T (ms)

17 Bessere Kodierung von Ab- und Zunahmen der Helligkeit durch Kombination von ON und OFF Zellen Dudel 17.17

18 Unterschiedliche Ganglionzelltypen Dendritenfeld Rezeptives Reizantwort Feldzentrum Magnozellulär (Y) phasisch Bewegungsensitiv Parvozellulär (X) W-On/Off tonisch Form, Detail, Farbe On/Off W-Richtung Bewegungsrichtungsensitiv Dudel 18-3

19 Fovea: Stelle schärfsten Sehens Stäbchen Zapfen photopisches Sehen (Tageslicht) skotopisches Sehen (Dämmerung) Fovea Schmidt 10-11

20 Klinke Silbernagel

21 Blutversorgung der Fovea Vene Rodieck p.25 Arterie

22 Erhöhte Ganglionzelldichte in der Fovea area centralis = Fovea Horizontalstreifen Neuweiler 9.35

23 Zusammenfassung: Retina Vertikale Verschaltung: Rezeptorzelle Bipolarzelle Ganglionzelle Horizontale Verschaltung: Horizontalzellen, Amakrinzellen Off-Kanal (erregende RZ-BiPol Synapse) On-Kanal (Hemmende glutaminerge Synapse, mglur6) Rezeptives Feld mit antagonistischer Verschaltung Zentrum/Peripherie (z.b. on/off) aufgrund von Inhibition durch Horizontalzellen X, Y, W Ganglionzellen Fovea und Horizontalstreifen

24 Zentrale Sehverarbeitung

25 Sehbahn Retina laterales Geniculatum (Zwischenhirn) Prätectum (Zwischenhirn) Colliculus superior (Tectum, Mittelhirn) primärer Sehcortex (Endhirn) Perzeption Pupillenreflex Augenbewegung circad. Rhyth.

26 Sehbahn Nervus opticus Tractus opticus Corpus geniculatum Laterale (LGN) Bear 10.4 Primärer visueller Cortex

27 Defizite bei Läsionen Linker Nervus opticus Linker Tractus opticus Chiasma opticum 1. Linker Nervus opticus: Sehverlust im linken Auge 2. Linker Tractus opticus: Ausfall rechtes Gesichtsfeld beider Augen 3. Chiasma opticum: kreuzende Fasern, peripheres Gesichtsfeld beider Augen. Tunnelsicht Bear 10.5

28 Corpus geniculatum laterale Magnozellular Parvo- Zellular Bear 10-8

29 Cortex: 6 Schichten (Neocortex) Verarbeitung senkrecht zu den Schichten Ausgang zu anderen Cortexarealen Sehcortex Bear Eingang vom Thalamus in Schicht IV Ausgang zum Mittelhirn Ausgang zum Thalamus

30 Aufrechterhaltung der Retinotopie Bear 10.14; Kandel 27-9

31 Antwortcharakteristik einer Simple cell Rezeptives Feld: On off Bear Bevorzugte Antwort auf Lichtbalken Bestimmter Orientierung

32 Retina + LGN Konstruktion der simple cell rez.felder durch Konvergenz von LGN-eingängen mit konzentrischen rez. Feldern Simple cells V1 Concentric cells Simple cell Kandel 27-12

33 Orientierungssensitiv Positionsunabhängig Complex cells: Rez.Felder groß; keine Klaren On-Off Regionen; Konvergenz von Simple cells Simple cell complex cell Kandel 27-13

34 Optical recording Zigmond 28.13

35 Kandel Orientierungssäulen

36 Bear 10.17

37 Okulardominanzsäulen im Visuellen Cortex (Autoradiographie) Eingänge vom LGN in Schicht Ivc sind räumlich segregiert Bear 10.18

38 Okulardominanzsäulen, Orientierungssäulen und Blobs Wie fügt sich das Puzzle zusammen? Kandel 27-17

39 Cortikaler Modul (Hypercolumn) 1 mm 2 Cortexgewebe: Verantwortlich für die Analyse eines kleinen Ausschnitts des Gesichtsfelds = elementarer Verarbeitungsmodul. 2 Sets Okulardominanzsäulen,16 blobs und kompletes Muster an Orientierungssäulen Bear 10.25

40 Höhere visuelle Areale Primärer visueller Cortex Posner 3.12

41 Höhere visuelle Areale Parietal lobe Stream Wo? V1 Bear Temporal lobe stream Was?

42 WAS-Bahn Gesichtsspezifische Neurone im Inferior temporalen Cortex Kandel 23.19

43

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