Die Biologie der menschlichen Sinne und Wahrnehmung

Die Funktion der Beziehung zur Umwelt

Prozesse der Beziehungsfunktion

Bei der Durchführung der Beziehungsfunktion sind drei Gruppen von Prozessen beteiligt: Die Rezeption von Reizen, die Verarbeitung von Informationen für die Entwicklung einer koordinierten Reaktion und die Durchführung von Reaktionen. Zur Durchführung dieser Prozesse haben Menschen spezialisierte Organe: Rezeptororgane, Systeme der Koordinierung und Effektororgane.

Reizaufnahme

Ein Stimulus (Reiz) ist eine Veränderung in unserer Umwelt oder in uns, die wir wahrnehmen und die eine Reaktion unseres Körpers provoziert. Rezeptorzellen sind darauf spezialisiert zu reagieren, wenn sie eine bestimmte Art von Informationen erhalten (Lichtwellen, Schallwellen usw.) und einen Nervenimpuls aussenden. Damit ein Empfänger den Reiz auffängt, muss dieser eine minimale Intensität erreichen; dies wird als Wahrnehmungsschwelle bezeichnet.

Informationsverarbeitung und Koordination

Die Systeme für die Verarbeitung der Nervenimpulse, welche die Rezeptorzellen senden, und für die Entwicklung der Antworten sind das Nervensystem und das endokrine System.

• Nervöse Koordination: Das Nervensystem leitet elektrochemische Impulse weiter, welche die Rezeptoren produzieren. Es interpretiert die Prozesse und entwickelt neue Antworten in Form von elektrochemischen Signalen, die es an die Effektoren leitet und deren Antwort koordiniert.
• Endokrine Koordination: Die Organe der endokrinen Drüsen geben Substanzen in das Blut ab, wenn sie Nervenimpulse und chemische Informationen des inneren Milieus empfangen. Hormone sind chemische Botenstoffe, die langsam durch das interne Umfeld zu einigen Effektororganen reisen und deren Antwort koordinieren.

Ausführung der Reaktionen

Obwohl jedes Organ, das eine Reaktion erzeugt, ein Effektor ist, sind insbesondere die Muskeln und Drüsen hervorzuheben. Koordinierte Reaktionen durch das Nervensystem, die von den Muskeln durchgeführt werden, sind unmittelbar und kurzlebig. Die koordinierten Reaktionen des endokrinen Systems sind hingegen langsam und sehr langlebig.

Rezeptoren und Sinnesorgane

Die Rezeptoren und ihre Typen

Der menschliche Körper verfügt über spezialisierte Systeme für Informationen und deren Umwandlung in Nervenimpulse. Dies sind die Rezeptoren. Es gibt zwei Arten von Rezeptoren:

• Interne Rezeptoren: Sie erfassen interne Veränderungen der Umwelt, wie zum Beispiel einen Anstieg von CO2 im Blut oder eine beschädigte Stelle. Diese Rezeptoren sind im ganzen Körper verteilt.
• Externe Rezeptoren: Sie fangen Reize aus der äußeren Umgebung auf, wie Lichtwellen, Temperaturdifferenzen oder Berührungen. Einige sind in der Haut verteilt, andere in den Sinnesorganen gruppiert.

Die Haut und der Tastsinn

Die Haut enthält eine große Anzahl von verschiedenen Rezeptoren, von denen jeder empfindlich gegenüber einem bestimmten Reiz ist. Die Rezeptoren der Haut sind sehr empfindlich; sie ermöglichen es uns, Formen und Texturen zu erkennen sowie Temperaturänderungen wahrzunehmen. Das gibt uns den Tastsinn. Es gibt Rezeptoren, die bei einer lang anhaltenden Anregung gesättigt werden. Sie antworten zuerst mit großer Intensität, passen sich dann aber an und reagieren nur wieder, wenn die Intensität erhöht wird. Während sich Druckrezeptoren rasch anpassen, gewöhnt man sich an Schmerzen fast nie vollständig.

Die Nase und der Geruchssinn

Der Geruchssinn ist bei uns weniger entwickelt, aber dennoch können wir bis zu 10.000 verschiedene Gerüche erkennen, uns an sie erinnern und sie mit etwas oder jemandem assoziieren. Diese Gerüche werden als Empfindungen wahrgenommen, wenn die folgende Sequenz von Prozessen eintritt:

1. Die flüchtigen Moleküle gelangen in die Nasenlöcher und lösen sich im Schleim auf, der die Nasenhöhle auskleidet.
2. Sie werden von olfaktorischen Zellen erkannt, welche die Chemorezeptoren der oberen Nasenhöhle bilden.
3. Die stimulierten Riechzellen produzieren einen Nervenimpuls, der über Riechkolben-Neuronen und den olfaktorischen Nerv zum Gehirn geleitet wird.

Die Zunge und der Geschmackssinn

Wenn wir etwas in den Mund einführen, erleben wir eine Reihe von Empfindungen durch den Geschmackssinn, den wir Geschmack nennen. Dies geschieht, weil die Oberfläche der Zunge Geschmackszellen besitzt (Chemorezeptoren), die empfindlich auf Chemikalien reagieren, welche sich im Speichel auflösen.

Das Ohr: Gehör und Gleichgewicht

Das Ohr ist das Organ, das uns mit dem Gehör und dem Gleichgewichtssinn ausstattet.

• Das Gehör: Dieser Sinn erlaubt es uns, Schwingungen (Schallwellen), die durch die Luft übertragen werden, zu erfassen. Sie werden in der äußeren Ohrmuschel aufgefangen, gelangen durch den Gehörgang und lassen das Trommelfell vibrieren. Diese Membran überträgt die Schwingungen auf die Gehörknöchelchen des Mittelohrs, was die Stärke der Bewegung erhöht und wiederum eine kleine Membran der Schnecke im Innenohr in Schwingung versetzt. Die Vibration wird durch die Flüssigkeit in der Cochlea übertragen und reist in Wellen durch die gewundenen Kanäle, in denen sich die Hörzellen des Corti-Organs befinden. Die Stimulation dieser Zellen erzeugt Impulse, die durch den Hörnerv an das Gehirn geleitet und dort als Ton interpretiert werden.
• Das Gleichgewicht: Dieser Sinn ermöglicht es uns, Kurven, Beschleunigungen und die Positionierung unseres Körpers wahrzunehmen. Zu diesem Zweck besteht das Innenohr aus zwei miteinander verbundenen Kammern (Sacculus und Utriculus) sowie drei Bogengängen, die in den drei Ebenen des Raumes orientiert sind. Alle sind mit einer Flüssigkeit gefüllt und enthalten Sinneszellen für die Balance. Wenn sich der Körper bewegt, bewegt sich die Flüssigkeit und regt die Sinneszellen an, Nervenimpulse über den Nervus vestibularis an das Gehirn zu senden. Bei der Analyse der Impulse sendet das Gehirn Anweisungen an die Muskeln, um das Gleichgewicht zu halten.

Das Auge und der Sehsinn

Das Auge gibt uns das Gefühl der Vision, wodurch wir Informationen von außen als Bild wahrnehmen können. Der Prozess ist wie folgt:

• Das Auge empfängt Licht und fokussiert es auf der Netzhaut: Das Auge funktioniert wie eine Kamera mit zwei Objektiven. Die äußerste Schicht, die Hornhaut, leitet das Licht in die Pupille (das Loch in der Mitte des Auges). Die Pupille befindet sich in der Mitte der Iris, einer muskulösen, farbigen Scheibe. Das zweite Objektiv ist die Linse, die automatisch ihre Form durch die Wirkung bestimmter Muskeln anpasst, um das Licht auf den Augenhintergrund zu fokussieren.
• Die Netzhaut wandelt Lichtreize in Nervenimpulse um: In der Netzhaut gibt es Tausende von Sehzellen (Stäbchen und Zapfen). Diese werden durch das eintreffende Licht angeregt und senden einen Nervenimpuls an ein Netzwerk von Neuronen, welches die Information verarbeitet und durch den Sehnerv an das Gehirn leitet. Der Bereich der Netzhaut, an dem der Sehnerv ansetzt, heißt blinder Fleck, da dort keine Rezeptorzellen vorhanden sind und keine Bilder übertragen werden.

Gesundheit der Sinnesorgane

Erkrankungen der Sinne

Aufgrund ihrer Häufigkeit in der Bevölkerung und der Bedeutung einer möglichen Behinderung sind die wichtigsten Krankheiten der Sinne diejenigen, die das Hör- und Sehvermögen beeinträchtigen.

Krankheiten des Gehörs und des Gleichgewichts

• Hörverlust: Die Abnahme oder der Verlust des Hörvermögens, der angeboren sein oder durch Infektionen verursacht werden kann.
• Vertigo: Starker Schwindel aufgrund von Veränderungen im Gleichgewichtssinn. Die Ursachen sind Schäden am Innenohr oder am Nervus vestibularis, zum Beispiel durch Infektionen.

Krankheiten der Vision

Diese beinhalten den Verlust der Sehkraft oder eine Qualitätsminderung und haben verschiedene Ursachen:

• Augenverletzungen: Verletzungen des Auges durch Infektionen oder Unfälle vielfältiger Natur.
• Grauer Star (Katarakt): Eine opake Schicht, die sich auf der Linse entwickelt und das Eindringen von Licht verhindert. Dies kann zur Erblindung führen.
• Refraktionsanomalien (Brechungsfehler): Die häufigsten sind Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit.
  • Myopie (Kurzsichtigkeit): Betroffene sehen Objekte in der Ferne verschwommen. Sie wird durch eine abnorme Dehnung des Augapfels verursacht. Ursachen sind oft genetisch oder eine Überanstrengung der Augen.
  • Hyperopie (Weitsichtigkeit): Betroffene sehen nahe Objekte verschwommen. Sie wird durch eine abnorme Verkürzung des Augapfels verursacht. Die Ursachen sind ähnlich wie bei der Myopie.

Risikofaktoren und Prävention

Bestimmte Umweltfaktoren oder Lebensgewohnheiten erhöhen das Risiko für Erkrankungen der Sinnesorgane. Zur Prävention sollte Folgendes vermieden werden:

• Aufenthalt in extrem lauten Umgebungen
• Intensive Lichteinwirkung ohne Schutz
• Lange Nutzung von Bildschirmen
• Ernährung mit zu wenig Vitamin A