Verarbeitung von Signalen im Gehirn

Ohne die Verarbeitung durch das Gehirn wäre das Sehen und Hören unmöglich. Die Sinnesorgane nehmen die Reize aus der Umwelt auf und erzeugen elektrische Signale. Erst, wenn diese Signale ans Gehirn weitergeleitet werden, nimmst Du sie wahr. In der Abbildung siehst Du, in welchen Bereichen im Gehirn die Verarbeitung bestimmter Signale stattfindet.

Biologie; Nerven und Sinne; 1. Sek / Bez / Real; Verarbeitung von Signalen im Gehirn — 1. Riechen
2. Sprechen
3. Körperbewegungen
4. Körperfühlregion
5. Geschmack-, Temperatur-,
Schmerzwahrnehmung
6. Hören
7. Lesen
8. Schreiben
9. Sehen
10. Grosshirnrinde
11. Kleinhirn

Die Verarbeitung der Wahrnehmung von Reizen am Beispiel vom Sehsinn

Im Auge nehmen die Sinneszellen der Netzhaut Lichtreize auf und senden sie als elektrische Signale über den Sehnerv an das Gehirn.

Die Signale des linken Sehfeldes werden zur rechten Gehirnhälfte weitergeleitet und umgekehrt.
Die Verarbeitung der Informationen, wie Farben und Konturen, findet hauptsächlich in der primäre Sehrinde und umliegenden Bereichen statt.

Dein Gehirn nimmt Informationen aus der Umwelt wahr, vergleicht sie mit Deinen Erfahrungen und erstellt daraus ein Bild Deiner Umwelt. In diesem Prozess werden Informationen teilweise von Deinem Gehirn ergänzt, weshalb die Wahrnehmung nicht immer mit der Realität übereinstimmt, wie es zum Beispiel bei optischen Täuschungen vorkommt.

Wahrnehmung und Täuschung

Im Gehirn werden die Sinneseindrücke durch vorhergehende Erfahrungen interpretiert und verglichen. Das Gehirn versucht also immer nach Mustern zu suchen und kann deshalb auch Formen, Gesichter oder Geräusche fälschlich erkennen und sich so täuschen lassen. Manchmal meinst Du vielleicht etwas zu sehen, was in Wirklichkeit anders ist, als Du es wahrnimmst. Solche falschen optischen Eindrücke heissen optische Täuschungen und diese können zum Beispiel Grössentäuschungen oder Formentäuschungen sein, wo schiefe Linien erscheinen, die eigentlich gerade sind, oder Farbtäuschungen, in denen verschiedene Menschen unterschiedliche Farben sehen.

Frage Deine Freunde, was ihr jeweils auf dem folgenden Bild erkennt:

Biologie; Nerven und Sinne; 1. Sek / Bez / Real; Verarbeitung von Signalen im Gehirn — Zwei Gesichter oder ein Kelch?

Zusatzinfo für höhere Klassen:

Optische Täuschung: Wahrnehmung und Täuschung

$1870$ publizierte Ludimar Hermann ( $1838-1914$ ) ein Bild mit dem Namen Hermann Gitter einer optischen Täuschung. Danach dauerte es über $100$ Jahre, bis es erste Erklärungsversuche durch Kontrastverstärkung und rezeptive Felder (Gruppe von Sinneszellen) gab. Rezeptive Felder sind Bereiche mit einem Zentrum und einem kreisförmigen Umfeld, welches viele On-Ganglienzellen hat und wenn nur das Zentrum erregt wird, ist die Erregung stärker als wenn auch das Umfeld erregt wird. Das Zentrum wirkt erregend und das Umfeld wirkt hemmend. Im Gegensatz dazu gibt es auch Off-Ganglienzellen.

Rezeptive Felder und der Prozess der Kontrastverstärkung: laterale Hemmung

Das Zentrum der rezeptiven Felder gibt einen Wert für die Helligkeit weiter und die nachgeschalteten Ganglienzellen beeinflussen diesen Wert mit der Hilfe von Horizontalzellen und Amakrinzellen. So kannst Du den Kontrast zwischen den beiden Farben an der Kante stärker sehen. Dieser Effekt wird veranschaulicht durch das Hermann Gitter: an den Kreuzungen der Gitter gibt es mehr schwarz und deswegen wirken diese Bereiche dunkler als der Rest, und umgekehrt. Das verbesserte Erklärungsmodell besagt, dass die Täuschung nicht allein durch die Effekte der Netzhaut hervorgerufen werden, sondern weitere wichtige Veränderungen und Effekte erst im Gehirn passieren. Die Wahrnehmung des Hermann Gitter wird also im Gehirn durch andere Prozesse der Kontrastverstärkung noch mit beeinflusst und erst durch die primäre Sehrunde können so Kanten und Umrisse der Formen genau erkannt werden.