Verarbeitung visueller und auditiver Information im Gehirn unter Berücksichtigung des biologischen Hintergrundes


Seminararbeit, 2000

24 Seiten, Note: Sehr gut


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

A. Einleitung

B. Das Nervensystem

C. Aufnahme visueller Reize

D. Aufnahme auditiver Reize

E. Repräsentation der wahrgenommenen Information im Gehirn

F. Kognitive Verarbeitung

G. Zusammenfassung

Literaturverzeichnis

A. Einleitung: Themenstellung

Die Ausarbeitung beschäftigt sich mit einer der grundlegenden kognitiven Funktionen, der Wahrnehmung, wobei der Schwerpunkt auf der Betrachtung ihrer visuellen und auditiven Formen, also Informationen, die unsere Augen und Ohren erreichen, liegt. Eine Definition wie von Roth[19] (1996) kann daher nicht Ausgangspunkt sein:

Wahrnehmung ist primär eine Leistung im Dienste des biologischen Überlebens des Individuums und der Gruppe "

Vielmehr gilt es zu betrachten, wie eine Information aus der Umwelt in unser Gehirn gelangt und wie sie dann weiterverarbeitet wird.

Wie schon Banyard[2] in seinem Buch formuliert, ist der Bereich der Wahrnehmung ein Teil des Gesamtfeldes der menschlichen Kognition:

Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Denken, Gedächtnis und Sprache bilden die Grundlage dafür, wie wir die Welt begreifen. Sie liegen elaborierten kognitiven Funktionen wie Lesen, sozialem Verstehen und gemeinsamen Werthaltungen zugrunde."

Zu Beginn der Ausarbeitung werden grundlegende neuronale Prozesse dargelegt, die eine Basis für die visuelle und auditive Reizweiterleitung bildet. Ferner wird versucht, die Anatomie des menschlichen Gehirns ohne Schaubilder transparent zu machen. Nachdem das Wahrgenommene über die beschriebenen Sinnesorgane einen ersten Eingang in das kognitive System gefunden hat, ist der Fortgang der Verarbeitung aus biologischer Sicht und die damit verbundene Aktivierung psychologischer Prozesse, also die Art und Weise der kognitiven Informationsverarbeitung, dargestellt. Dabei wird Literatur der biologischen Wissenschaft und der kognitiven Psychologie verwendet.

B. Das Nervensystem

Das Nervensystem bezieht sich nicht nur auf das Gehirn. Es ist ein Teil von dem gesamten Informationsverarbeitungskomplex des Menschen. Es umfasst alle sensorischen Systeme, die Informationen aus verschiedenen Bereichen des Körpers aufnehmen und zusammentragen, um die Bewegungskontrolle des motorischen Systems auszuführen.

Nervensysteme leisten drei Hauptaufgaben, die sich teilweise überschneiden: Sensorischer Eingang (Input), Verarbeitung der Information (Integration) und motorischer Ausgang (Output).

Der sensorische Eingang ist die Weiterleitung der Signale der sensorischen Rezeptoren wie zum Beispiel die Lichtrezeptoren der Augen in zentrale Verarbeitungsinstanzen im Nervensystem. Als Integration bezeichnet man den Prozess, durch den die von den sensorischen Rezeptoren aufgenommene Umweltinformation verarbeitet und mit geeigneten Antworten des Körpers versehen wird. Meistens findet diese Integration im Zentralnervsystem (ZNS) statt- im Gehirn und Rückenmark. Motorischer Ausgang ist die Übertragung der Signale aus dem ZNS auf sogenannte Effektorzellen wie z.B. Muskelzellen, die die eigentliche Antwort des Körpers auf die empfangenen Reize ausüben. Die Signale werden durch Nerven übertragen. Diese kabelartigen Bündelungen der langen Fortsätze der Neuronen sind dicht mit Bindegewebe umschlossen.

Das Nervensystem besteht hauptsächlich aus zwei Zelltypen: Neuronen und Gliazellen. Sie sind über Synapsen miteinander verbünden[6].

l. Bausteine des Nervensystems

1.1 Neuronen

Das Neuron ist die funktionelle Grundeinheit des Nervensystems. Die morphologischen Besonderheiten der Nervenzellen sind Ausdruck der Grundfunktion als Einheiten der Signalübertragung von einem Ort des Körpers zum anderen. Das Auffälligste an den meisten Neuronen, neben ihrem großen Zellkörper (Soma), sind ihre langen Fortsätze, wodurch die Distanz erhöht wird, über die sie ihre Signale übertragen können. Bei den Fortsätzen unterscheidet man zwei Typen: Dendriten, die Signale in Richtung des Körpers leiten, und Axone, die Signale zu ihrer Spitze senden[22].

1.2 Gliazellen

Obgleich sie nicht unmittelbar an der Weiterleitung der Nervenimpulse beteiligt sind, sind Gliazellen für die strukturelle Integrität und die Funktionsfähigkeit der Neuronen notwendig. Sie erfüllen im Nervensystem die Aufgabe des Bindegewebes und umhüllen die Nervenzellen. Anders als Neuronen, behalten Gliazellen ihre Teilungsfähigkeit bei. Nach Campbell[6] sollen sich im Nervensystem zehn bis fünfzehn Mal mehr Gliazellen als Neuronen befinden.

1.3 Synaptische Übertragung

Die Axone der Neuronen können sich verzweigen, und jeder Ast kann viele spezialisierte synaptische Endigungen haben, an denen die Reize durch Freisetzung einer Kombination aus elektrischen und chemischen Signale auf die Folgezellen übertragen werden. Der Ort des

Kontakts zwischen einer solche synaptischen Endigung und einer Zielzelle, einem Neuron oder einer Effektorzelle, wird als Synapse bezeichnet[6].

C. Aufnahme visueller Reize

Das Gehirn muss, um Information verarbeiten zu können, sie erst über die Sinnesorgane aufnehmen. Dieses geschieht unter anderem mit dem Auge. Wie bedeutsam das Auge für das Sinnessystem des Menschen ist, beschrieben die Biologen Wehner und Gehring[22]:

Von allen Sinnessorganen liefert das Auge die detailreichsten „Bilder" der Außenwelt: Es ist das räumlich am höchsten auflösende Sinnessystem. Während unser Hörsystem die räumliche Position des Reizes erst über einen Vergleich der Erregungen vom linken und rechten Hörorgan errechnen muss [...], wird im Auge das Bild der Außenwelt unmittelbar auf [...] die Retina projiziert."

2. Das menschliche Auge

Bau und Funktion des Auges

Der Augapfel wird von der Lederhaut (Sklera), einem harten weißen Bindegewebe umgeben. Darunter liegt die Aderhaut (Chorioidea), ein dünnpigmentiertes Gewebe. Die Sklera wird von einer Schleimschicht, der Bindehaut (Cunjunctiva), umgeben, durch die das Auge immer feucht gehalten wird. An der Vorderseite des Auges ist die Sklera durchsichtig und nicht von der Conjunctiva bedeckt. Dieser Bereich der Sklera wird als Hornhaut (Cornea) bezeichnet. Sie bildet eine starre Linse, durch die Licht in das Auge eintreten kann. Im vorderen Bereich bildet die Chorioidea eine Regenbogenhaut (Iris), die dem Auge die Augenfarbe verleiht. Die Iris reguliert die Lichtmenge, die durch die Pupille, die Öffnung in der Mitte der Iris, eintritt. Die Netzhaut (Retina) mit den Photorezeptoren befindet sich auf der Innenseite der Chorioidea und bildet die innerste Zellschicht des Auges. Die Signale, die auf die Photorezeptoren treffen, und die Signale, die die retinalen Zellen senden, werden über den Sehnerv, der an der Pupille aus dem Auge austritt, in das Gehirn weitergeleitet. Da an der Durchtrittsstelle des Nervs keine Photorezeptoren lokalisiert sind, kann dort auf die Retina treffendes Licht nicht wahrgenommen werden, und die Retina besitzt an dieser Stelle einen „blinden Fleck".

Die Linse und Ciliarkörper teilen das Auge in drei Hohlräume. Die vordere und hintere Augenkammer vor beziehungsweise hinter der Iris, und der Glaskörperraum, der das Hauptvolumen des Augapfels ausmacht, hinter der Linse, bilden die drei Hohlräume. Der dritte Hohlraum ist mit gallertartigen Glaskörper ausgefüllt.

In der Retina des Menschen befinden sich zwei unterschiedliche Rezeptortypen, Stäbchen und Zapfen. Die Stäbchen und Zapfen haben unterschiedliche Funktionen beim Sehen. Stäbchen sind lichtempfindlicher als Zapfen, aber farbenblind. Sie ermöglichen es, bei wenig Licht (Dämmerung) und sogar Nachts zu sehen, allerdings da nur in Schwarz und Weiß. Zapfen werden erst durch stärkeres Licht erregt und spielen daher beim Sehen in der Dunkelheit keine Rolle. Erst bei größeren Lichtstärken, also bei hellem Tageslicht ermöglichen Zapfen Farben zu unterscheiden[22].

2.2 Sehnervenkreuzung

Das Zentralnervsystem des Menschen besitzt eine Eigenart, die man auch bei allen Wirbeltieren findet, also eine Eigenschaft, die in der Natur weitverbreitet ist: Reize, die von links kommen, werden mit der rechten Hälfte des Gehirns verarbeitet und umgekehrt. Die rechten Arme und Beine werden von der linken Gehirnhälfte versorgt und die linken Extremitäten von der rechten Hirnhemisphäre.

Auch das visuelle System enthält eine solche Kreuzung, eine sogenannte Sehnervenkreuzung unmittelbar hinter den Augen. Die optischen Nerven beider Augen treffen sich im chiasma opticum. Die linke Hälfte des Gesichtsfeldes wird in der rechten Hirnhemisphäre ausgewertet und die rechte Hälfte in der linken Hemisphäre des Gehirns. Jedes Auge für sich ist funktional in zwei Hälften geteilt, eine rechte und eine linke. Wenn sich jetzt eine Reizquelle, z.B. ein Licht, sich in der linken Hälfte des Gesichtsfeldes befindet, wird es auf der rechten Netzhauthälfte abgebildet und in der rechten Hirnhemisphäre verarbeitet[3].

2.3 Farbensehen

Farbensehen basiert auf drei unterschiedlichen Zapfentypen, einem Zapfensystem, das beim Menschen aus Blau-, Grün- und Rot/apfen, d.h. aus Rezeptoren, die bei 440, 535 und 570 nm maximal absorbieren, besteht. Diese Zapfen erbringen eine hohe Auflösung und Schärfe. Eine hohe Dichte an Zapfen findet man vor allem in einem kleinen Bereich der Netzhaut, der „gelber Fleck" (Fovea) genannt wird. Die Fovea ist der Bereich des schärfsten Sehen beim Menschen. Die Absorptionsspektren der Sehpigmente überlappen sich teilweise und die Wahrnehmung der unterschiedlichen starken Erregung von zwei oder drei Zapfentypen. Werden zum Beispiel sowohl die Rot- als auch die Grün- Zapfen stimuliert, sieht man entweder Gelb oder Orange, je nachdem welcher der beiden Zapfentypen stärker erregt wird. Farbenblindheit resultiert aus einem oder mehreren defekten oder fehlenden Zapfentypen[22].

[...]

Ende der Leseprobe aus 24 Seiten

Details

Titel
Verarbeitung visueller und auditiver Information im Gehirn unter Berücksichtigung des biologischen Hintergrundes
Hochschule
Universität zu Köln  (Institut für Padagogik)
Veranstaltung
Kognitive Psychologie
Note
Sehr gut
Autor
Jahr
2000
Seiten
24
Katalognummer
V48762
ISBN (eBook)
9783638453639
Dateigröße
562 KB
Sprache
Deutsch
Anmerkungen
Bewertungskommentar:"Ihnen ist es gut gelungen, biologische und psychologische Aspekte der Informationsverarbeitung zu interpretieren."
Schlagworte
Verarbeitung, Information, Gehirn, Berücksichtigung, Hintergrundes, Kognitive, Psychologie
Arbeit zitieren
René Jungbluth (Autor), 2000, Verarbeitung visueller und auditiver Information im Gehirn unter Berücksichtigung des biologischen Hintergrundes, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/48762

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