Allgemeine II
Wahrnehmungspsychologie - Tastsinn
Wahrnehmung
Erlebnisse, die aus der Stimulation der
Sinne resultieren
Die zwei Grundtypen der Sinneszellen
Primäre Sinneszelle
• Vorkommen: somatosensorisches System (Haut),
Geruchssystem
• „Spezialneurone“
• Transduktion & Generierung
eines Aktionspotenzials
→über das eigene Axon
zum ZNS
Sekundäre Sinneszellen
• Vorkommen: visuelles, akustisches, gustatorisches & vestibuläres
(Gleichgewichtsinn) System
• Epithelzellen (Spezialisierte Gewebszellen/keine Neurone)
• Aufgenommene Reizenergie führt
zur Transmitterausschüttung
• Depolarisation/Aktionspotenzial im
nachgeschalteten primären Neuron
→Weiterleitung an ZNS
Überblick: Das somatosensorische System
Allgemeine Eigenschaften u. Aufgaben der Haut
• Schwerstes und auffälligstes Organ
• Hält Körperflüssigkeiten im Körperinneren
• Regulation von Wasserhaushalt und Körpertemperatur
• Schutz des Körpers vor schädlichen Umwelteinflüssen
• Aufnahme von Sinneseindrücken aus der Außenwelt: Berührung, Druck, Temperatur
& Schmerz (Warnfunktion)
,Allgemeine II
Aufbau der Haut u. Sinneszellen
Die Mechanorezeptoren sind Teil von Neuronen = primäre
Sinneszellen: eigenes Axon leitet den Reiz zum zentralen
Nervensystem
Meissner-Körperchen (FA1)
Merkel-Zellen (SA1)
Pacini-Körperchen (FA2)
Ruffini-Körperchen (SA2)
Merkel-Zellen (SA1) Meissner-Körperchen (FA1)
Wahrnehmung: feine Details Wahrnehmung: Steuerung der Greifkraft
Position: nahe der Hautoberfläche Position: nahe der Hautoberfläche der
„Slowly-adapting“: Die mit einer Merkel- unbehaarten Haut
Zelle verbundene Nervenfaser feuert „Fast-adapting“: Die mit einem Meissner-
kontinuierlich solange der Reiz anhält Körperchen verbundene Nervenfaser feuert
bei Einsetzen und Beenden eines Stimulus
→Reizänderung & Beschleunigung (On/Off)
Pacini (FA2) Ruffini-Körperchen (
Wahrnehmung: Vibration & feine Texturen Wahrnehmung: Dehnung
beim Überstreichen mit dem Finger Position: tiefer in der Haut
Position: tiefer in der Haut „Slowly-adapting“: Die mit einem Ruffini-
„Fast-adapting“: Die mit einem Pacini- Körperchen verbundene Nervenfaser feuert
Körperchen verbundene Nervenfaser feuert kontinuierlich
bei Einsetzen und Beenden eines Stimulus
→Reizänderung (On/Off)
Versuch: Taktile Unterscheidungsfähigkeit
• Je nach Körperareal ist die Fähigkeit Reize zu diskriminieren unterschiedlich
• Wie kommt es zu unterschiedlichen Zweipunktschwellen?
Um die Frage klären zu können, müssen wir uns zum einen verschiedene
Mechanismen/Funktionsweisen und Eigenschaften der Rezeptoren
anschauen, zum anderen Mechanismen auf kortikaler Ebene betrachten
Rezeptormechanismen
Rezeptive Felder der Mechanorezeptoren
• Unterschiedliche Größe der rezeptiven Felder
von Mechanorezeptoren
Unterschiedliche Raumauflösung:
Je kleiner ein rezeptives Feld, desto genauer wird
die Information über den Ort einer Reizung
(kutanes rezeptives Feld ≙ Hautfläche, deren
Stimulierung ein bestimmtes Neuron zum Feuern
anregt)
Verteilung d. Mechanorezeptoren
Rezeptoren Dichte
In den Fingerkuppen ist eine hohe Dichte von Mechanorezeptoren mit kleinem
rezeptiven Feld
Die Fingerkuppen haben die höchste Detailempfindlichkeit
,Allgemeine II
Möglichkeit zur Überprüfung: Zweipunktschwelle vs. Linienauflösung
Antwortverhalten der Mechanorezeptoren
Wie kommt es, dass unterschiedliche Körperareale eine unterschiedliche Zweipunktschwelle
haben?
Allein die Dichte der Mechanorezeptoren und die Größe der rezeptiven Felder sind
allerdings noch nicht ausreichend um diese Unterschiede zu erklären
Die Signalverarbeitung erfolgt auch im Gehirn: Bestimmte kortikale Mechanismen
spielen bei der taktilen Unterscheidungsfähigkeit ebenfalls eine Rolle
Unterschiedliche Zweipunktschwelle – zugrundeliegende kortikale Mechanismen
Neuronale Bahnen
vom Rezeptor zum Rückenmark vom Rückenmark zum somatosens. Kortex
Somatosensorischer Kortex
• Signale gelangen zudem zum sekundären somatosensorischen Kortex (S2)
• S1 und S2 sind somatotop organisiert: Benachbarte Hautareale projizieren auf
benachbarte Kortexareale
, Allgemeine II
Primärer somatosensorischer Kortex (S1)
• Befindet sich im Gyrus postcentralis
• Die Tastempfindungen, Schmerz und Temperaturempfindungen gelangen in S1 zu
Bewusstsein
• Läsion (z.B. Schlaganfall) führt zur Herabsetzung der Wahrnehmung von entsprechender
Reizung →Insbesondere feindiskrimitative Wahrnehmung ist nicht möglich
Sekundärer somatosensorischer Kortex (S2)
• Befindet sich hinter S1
• im Gegensatz zu S1 erhält S2 Signale aus beiden Körperhälften
• hier erfolgt die Interpretation der wahrgenommenen Reize
• Signale werden mit früher gespeicherten Signalen verglichen
→Läsion führt zu taktiler Agnosie- dem Verlust der Fähigkeit mit geschlossenen Augen
Gegenstände durch Abtasten zu erkennen
Kortikale Plastizität
• Kortikale Karten sind dynamisch: sie werden in Abhängigkeit von der jeweiligen Menge
an sensorischen Erfahrungen angeglichen
• Beispiel: eine Person, die ein Streichinstrument spielt nutzen kontinuierlich ihre linke
Hand um die Saiten des Musikinstruments zu berühren, während die einzelnen Finger
der anderen, den Bogen haltenden Hand deutlich weniger Berührungsreize empfangen.
funktionelle Bildgebung: Die Kortexregion der Finger der linken Hand ist stark
vergrößert
Wahrscheinlich fortlaufender adaptiver Prozess, der im Gehirn eines jeden Menschen
stattfindet, in Abhängigkeit individueller Erfahrungen
Duplextheorie der Textur Wahrnehmung
Vermutung von Katz (1925)
Bei der Wahrnehmung von Oberflächentextur (physikalische Struktur einer Oberfläche, die
Erhebungen oder Vertiefungen aufweist) spielen zwei Wahrnehmungsmechanismen eine
Rolle
1. Räumliche Oberflächenreize (Größe, Form, Verteilung von Ausbuchtungen /
Einkerbungen)
Bei “stationärem“ Hautkontakt / beim Überstreichen wahrnehmbar
Dient der Wahrnehmung grober Oberflächenstrukturen
2. Zeitliche Oberflächenreize (Frequenz von Vibration)
Beim Überstreichen wahrnehmbar
Wird benötigt bei feinen Oberflächenstrukturen
Hollins & Risner (2000) – Duplextheorie
1. VPN sollten zunächst die Rauigkeit zweier Oberflächenstrukturen
(Korngrößen:10 μm vs 100 μm) durch Berühren beurteilen
→ Unterscheidung kaum möglich!
2. VPN sollten die Rauigkeit dieser Oberflächenstrukturen durch Überstreichen beurteilen
→Unterscheidung möglich!
Wahrnehmungspsychologie - Tastsinn
Wahrnehmung
Erlebnisse, die aus der Stimulation der
Sinne resultieren
Die zwei Grundtypen der Sinneszellen
Primäre Sinneszelle
• Vorkommen: somatosensorisches System (Haut),
Geruchssystem
• „Spezialneurone“
• Transduktion & Generierung
eines Aktionspotenzials
→über das eigene Axon
zum ZNS
Sekundäre Sinneszellen
• Vorkommen: visuelles, akustisches, gustatorisches & vestibuläres
(Gleichgewichtsinn) System
• Epithelzellen (Spezialisierte Gewebszellen/keine Neurone)
• Aufgenommene Reizenergie führt
zur Transmitterausschüttung
• Depolarisation/Aktionspotenzial im
nachgeschalteten primären Neuron
→Weiterleitung an ZNS
Überblick: Das somatosensorische System
Allgemeine Eigenschaften u. Aufgaben der Haut
• Schwerstes und auffälligstes Organ
• Hält Körperflüssigkeiten im Körperinneren
• Regulation von Wasserhaushalt und Körpertemperatur
• Schutz des Körpers vor schädlichen Umwelteinflüssen
• Aufnahme von Sinneseindrücken aus der Außenwelt: Berührung, Druck, Temperatur
& Schmerz (Warnfunktion)
,Allgemeine II
Aufbau der Haut u. Sinneszellen
Die Mechanorezeptoren sind Teil von Neuronen = primäre
Sinneszellen: eigenes Axon leitet den Reiz zum zentralen
Nervensystem
Meissner-Körperchen (FA1)
Merkel-Zellen (SA1)
Pacini-Körperchen (FA2)
Ruffini-Körperchen (SA2)
Merkel-Zellen (SA1) Meissner-Körperchen (FA1)
Wahrnehmung: feine Details Wahrnehmung: Steuerung der Greifkraft
Position: nahe der Hautoberfläche Position: nahe der Hautoberfläche der
„Slowly-adapting“: Die mit einer Merkel- unbehaarten Haut
Zelle verbundene Nervenfaser feuert „Fast-adapting“: Die mit einem Meissner-
kontinuierlich solange der Reiz anhält Körperchen verbundene Nervenfaser feuert
bei Einsetzen und Beenden eines Stimulus
→Reizänderung & Beschleunigung (On/Off)
Pacini (FA2) Ruffini-Körperchen (
Wahrnehmung: Vibration & feine Texturen Wahrnehmung: Dehnung
beim Überstreichen mit dem Finger Position: tiefer in der Haut
Position: tiefer in der Haut „Slowly-adapting“: Die mit einem Ruffini-
„Fast-adapting“: Die mit einem Pacini- Körperchen verbundene Nervenfaser feuert
Körperchen verbundene Nervenfaser feuert kontinuierlich
bei Einsetzen und Beenden eines Stimulus
→Reizänderung (On/Off)
Versuch: Taktile Unterscheidungsfähigkeit
• Je nach Körperareal ist die Fähigkeit Reize zu diskriminieren unterschiedlich
• Wie kommt es zu unterschiedlichen Zweipunktschwellen?
Um die Frage klären zu können, müssen wir uns zum einen verschiedene
Mechanismen/Funktionsweisen und Eigenschaften der Rezeptoren
anschauen, zum anderen Mechanismen auf kortikaler Ebene betrachten
Rezeptormechanismen
Rezeptive Felder der Mechanorezeptoren
• Unterschiedliche Größe der rezeptiven Felder
von Mechanorezeptoren
Unterschiedliche Raumauflösung:
Je kleiner ein rezeptives Feld, desto genauer wird
die Information über den Ort einer Reizung
(kutanes rezeptives Feld ≙ Hautfläche, deren
Stimulierung ein bestimmtes Neuron zum Feuern
anregt)
Verteilung d. Mechanorezeptoren
Rezeptoren Dichte
In den Fingerkuppen ist eine hohe Dichte von Mechanorezeptoren mit kleinem
rezeptiven Feld
Die Fingerkuppen haben die höchste Detailempfindlichkeit
,Allgemeine II
Möglichkeit zur Überprüfung: Zweipunktschwelle vs. Linienauflösung
Antwortverhalten der Mechanorezeptoren
Wie kommt es, dass unterschiedliche Körperareale eine unterschiedliche Zweipunktschwelle
haben?
Allein die Dichte der Mechanorezeptoren und die Größe der rezeptiven Felder sind
allerdings noch nicht ausreichend um diese Unterschiede zu erklären
Die Signalverarbeitung erfolgt auch im Gehirn: Bestimmte kortikale Mechanismen
spielen bei der taktilen Unterscheidungsfähigkeit ebenfalls eine Rolle
Unterschiedliche Zweipunktschwelle – zugrundeliegende kortikale Mechanismen
Neuronale Bahnen
vom Rezeptor zum Rückenmark vom Rückenmark zum somatosens. Kortex
Somatosensorischer Kortex
• Signale gelangen zudem zum sekundären somatosensorischen Kortex (S2)
• S1 und S2 sind somatotop organisiert: Benachbarte Hautareale projizieren auf
benachbarte Kortexareale
, Allgemeine II
Primärer somatosensorischer Kortex (S1)
• Befindet sich im Gyrus postcentralis
• Die Tastempfindungen, Schmerz und Temperaturempfindungen gelangen in S1 zu
Bewusstsein
• Läsion (z.B. Schlaganfall) führt zur Herabsetzung der Wahrnehmung von entsprechender
Reizung →Insbesondere feindiskrimitative Wahrnehmung ist nicht möglich
Sekundärer somatosensorischer Kortex (S2)
• Befindet sich hinter S1
• im Gegensatz zu S1 erhält S2 Signale aus beiden Körperhälften
• hier erfolgt die Interpretation der wahrgenommenen Reize
• Signale werden mit früher gespeicherten Signalen verglichen
→Läsion führt zu taktiler Agnosie- dem Verlust der Fähigkeit mit geschlossenen Augen
Gegenstände durch Abtasten zu erkennen
Kortikale Plastizität
• Kortikale Karten sind dynamisch: sie werden in Abhängigkeit von der jeweiligen Menge
an sensorischen Erfahrungen angeglichen
• Beispiel: eine Person, die ein Streichinstrument spielt nutzen kontinuierlich ihre linke
Hand um die Saiten des Musikinstruments zu berühren, während die einzelnen Finger
der anderen, den Bogen haltenden Hand deutlich weniger Berührungsreize empfangen.
funktionelle Bildgebung: Die Kortexregion der Finger der linken Hand ist stark
vergrößert
Wahrscheinlich fortlaufender adaptiver Prozess, der im Gehirn eines jeden Menschen
stattfindet, in Abhängigkeit individueller Erfahrungen
Duplextheorie der Textur Wahrnehmung
Vermutung von Katz (1925)
Bei der Wahrnehmung von Oberflächentextur (physikalische Struktur einer Oberfläche, die
Erhebungen oder Vertiefungen aufweist) spielen zwei Wahrnehmungsmechanismen eine
Rolle
1. Räumliche Oberflächenreize (Größe, Form, Verteilung von Ausbuchtungen /
Einkerbungen)
Bei “stationärem“ Hautkontakt / beim Überstreichen wahrnehmbar
Dient der Wahrnehmung grober Oberflächenstrukturen
2. Zeitliche Oberflächenreize (Frequenz von Vibration)
Beim Überstreichen wahrnehmbar
Wird benötigt bei feinen Oberflächenstrukturen
Hollins & Risner (2000) – Duplextheorie
1. VPN sollten zunächst die Rauigkeit zweier Oberflächenstrukturen
(Korngrößen:10 μm vs 100 μm) durch Berühren beurteilen
→ Unterscheidung kaum möglich!
2. VPN sollten die Rauigkeit dieser Oberflächenstrukturen durch Überstreichen beurteilen
→Unterscheidung möglich!
