In Kürze

Wissenschaftliche Betrachtung der Sinnesorgane
Unsere Sinnesorgane erfassen einen kleinen Ausschnitt aller Umweltreize. Die wissenschaftliche Betrachtung ihrer Leistungen umfasst:

• Die objektive Sinnesphysiologie, die mit den gleichen Methoden beobachtet und analysiert wird, wie bei der Erforschung anderer Körperorgane. Sie verfolgt insbesondere, in welcher Weise die Sinnesreize im peripheren und zentralen Nervensystem kodiert, d. h. in elektrische Signale umgesetzt, werden.
• Die Wahrnehmungspsychologie (subjektive Sinnesphysiologie), welche die Empfindungen und Wahrnehmungen analysiert, die durch Reizung der Sinnesorgane ausgelöst werden. Die Beziehungen zwischen beiden Gebieten werden durch die Psychophysik untersucht.

Modalitäten
Beim Studium der Leistungen der einzelnen Sinne oder Sinnesmodalitäten, kurz Modalitäten (von denen es neben den 5 »klassischen« zahlreiche gibt), sind zu unterscheiden:

• deren Qualitäten (z. B. beim Auge Grauwert und Farbe);
• Räumlichkeit (Lokalisation eines Lichtpunkts);
• Zeitlichkeit (Dauer eines Lichtsignals);
• Quantität oder Intensität (z. B. Helligkeit).

Sensoren
Die Aufnahme von Reizen erfolgt durch spezielle Nervenzellen, die Sinnesrezeptoren, Sinnesfühler oder Sensoren genannt werden. Der für sie optimale Reiz wird adäquater Reiz genannt. Wir unterscheiden:

• Exterozeptoren, die Reize aus der Umwelt aufnehmen,
• Propriozeptoren, die Lage und Bewegung des Körpers registrieren, und
• Enterozeptoren, die Vorgänge in den Eingeweiden vermitteln.

Periphere Aufnahme von Sinnesreizen
Die periphere Aufnahme von Sinnesreizen durch die verschiedenen Modalitäten ist durch 2 Prozesse gekennzeichnet, nämlich

• die Transduktion, das ist die Umwandlung des Reizes in ein elektrisches Potenzial, das Generatorpotenzial, dessen molekularer Mechanismus (meist das Öffnen von Ionenkanälen) vielfach bekannt ist,
• die Transformation, das ist die Umwandlung des Generatorpotenzials in Aktionspotenziale, die durch ihre Frequenz und Dauer ihrer Impulssalven die Reizstärke kodieren, wobei neben linearen besonders nichtlineare, nämlich Potenzfunktionen, vorherrschen.

Zentrale Verarbeitung von Sinnesreizen
Die anschließende zentrale Verarbeitung von Sinnesreizen ist gekennzeichnet durch

• divergente und konvergente Erregungsausbreitung (beide gewährleisten die Weitergabe schwacher Signale),
• ausgeprägte Hemmvorgänge, z. B. laterale Hemmung durch negative Rückkopplung (Umfeldhemmung), die der Kontrastverschärfung dienen und an der funktionellen Organisation der rezeptiven Felder teilnehmen,
• Übertragungsfunktionen, die, wie in der Peripherie, durch Potenzfunktionen am besten beschrieben werden können,
• modalitätsspezifische Weiterleitung, z. B. der somatosensorischen Modalität im Hinter- oder Vorderseitenstrang des Rückenmarks, und, für den Kopfbereich, im N. trigeminus,
• absteigende Kontrolle des afferenten Zuflusses zur Empfindlichkeitskontrolle und Bereichseinstellung, auch unter Beteiligung des motorischen Systems.

Subkortikale und kortikale Verarbeitung sensorischer Signale
Bei der supraspinalen subkortikalen und kortikalen Verarbeitung sensorischer Signale sind zu beachten:

• der Thalamus, in dem alle sensorischen Signale auf dem Weg zur Großhirnrinde umgeschaltet werden müssen; er bildet nach den Hinterstrangkernen die 2. und vorletzte Synapse des spezifischen lemniskalen Systems (Basis v.a. für Tastsinn und Tiefensensibilität);
• die kortikalen Areale der Somatosensorik (sensorische Hirnrinde, v. a. Gyrus postcentralis), die somatotopisch organisiert sind (sensorischer Homunculus). Zusammen mit dem unspezifischen System der Formatio reticularis sind sie für bewusste Wahrnehmungen verantwortlich.

Wahrnehmungspsychologie und Psychophysik
Die Wahrnehmungspsychologie samt der Psychophysik misst an Mensch und an Tieren (dort mit Verhaltensversuchen) die Leistungsfähigkeit der Sinnesorgane durch die Bestimmung

• der sensorischen Schwellen, auch Reizlimen, RL, genannt, die mit verschiedenen Methoden gemessen werden können (Grenzmethode, Konstantreizmethode, Sensorische Entscheidungstheorie),
• der Unterschiedsschwellen, auch Differenzlimen, DL, genannt, die weitgehend der Weber-Regel folgen und deren Untersuchung - unter Einbeziehung der Beziehungen zwischen Reiz- und Empfindungsintensität - zum Weber-Fechner-»Gesetz« und zur Stevens-Potenzfunktion geführt haben,
• des intermodalen Intensitätsvergleichs, als der Beziehungen zwischen verschiedenen Sinnesorganen, was ergab, dass sich die Intensität einer Empfindung auch als Intensität einer anderen ausdrücken lässt,
• des zeitlichen Auflösungsvermögens, was bei allen Sinnesorganen recht schlecht ist und
• von Adaptation und Deadaptation, die die Sinnesorgane für dynamische Vorgänge empfindlicher machen als für langanhaltende Reize.