Sie behandelt Fragen, wie das Verhalten zentralnervös koordiniert und gesteuert wird. So sucht sie z.B. neurophysiologische Grundlagen für AAM, Erbkoordination und Motivation
Aufgaben des ZNS
- Erkennen der Reizkonstellation
- Auswahl des entsprechenden Verhaltensprogrammes
- Bestimmung des zeitl. Rhythmus
- Bestimmung der Aktivierung der Muskelzellen
- Überwachung des räumlichen und zeitlichen Zusammenspiels
Methoden der Neuroethologie
Ausschalten von Hirnteilen = ist nur beschränkt aussagefähig, da dies eine starke Schädigung des Organismus darstellt.
Elektrische Reizung (Simmulierung von Erregung)
Chemische Reizung (Simmulierung von Erregung)
Ableitung von AP's (dazu müssen aber einzelne Neurone identifiziert worden sein)
Untersuchung von Ausfallerscheinungen
Bsp.: Wird das Feld für Feindverhalten
leicht gereizt = Kampf
stark gereizt = Flucht
Bei der gleichzeitigen Reizung von unterschiedlichen Gebieten im Gehirn:
gegenseitige Hemmung
gegenseitige Verstärkung
Alternierendes Verhalten (z.B. Fressen und Ausschauhalten)
Untersuchung an Wirbellosen
Die Schwimmschnecke hat nur drei Ganglien. Die Reizung kann auf chem. Weg durch
Auftropfen von NaCl erfolgen.
Phonotaxis
Durch Phonotaxis finden Grillenmännchen das Weibchen.
Die Lockrufe können durch
Silbenabstand
Tonhöhe
Lautstärk
modifiziert werden.
Das Tympanal-Organ ist das Gehörorgan der Grille und befindet sich im Kopfbereich. Über dieses Organ kann die Grille auch Töne aufnehmen, die für sie nicht von Bedeutung sind. Es besteht aus:
Hochpaßzellen = reagieren auf kurze Silbenfolgen
Tiefpaßzellen = reagieren auf lange Silbenfolgen
Diese geben die Erregung an die Bandpaßzelle weiter. Diese reagieren aber nur, wenn von beiden Zellen die gleiche Reizstärke kommt (also im mittleren Frequenzbereich). Es handelt sich dabei um eine sog. Und-Schaltung, d.h. beide Zellen müssen gereizt werden.
Grillen haben auf beiden Seiten ein solchen Tympanal-Organ. Von diesen wird die Erregung an die Omega-Zellen weitergegeben, die ebenfalls auf beiden Seiten vorhanden sind.
Die beiden Omega-Zellen hemmen sich bei Reizung gegenseitig.
Nur wenn die Grille direkt auf das Weibchen zugeht, werden beide Omega-Zellen gleich stark gereizt. Kommt sie vom direkten Weg ab, so ist die Hemmung auf der einen Seite stärker und es erfolgt eine Richtungskorrektur. Die Kontrolle der Bewegung erfolgt also durch sensorische Rückkopplung.
Visuelle Wahrnehmung
Aufbau der Netzhaut
In der Netzhaut liegen die Sinneszellen auf der dem Licht abgewandten Seite. Die Sehzellen geben die Erregung über Bipolarzellen an Ganglienzellen weiter. Dabei sind mehrere Sehzellen mit einer Bipolarzelle verbunden. Mehrere dieser Bipolarzellen werden wiederum von einer Ganglienzelle zusammengefaßt.
Auf der Ebene der Sinneszellen bestehen über die sog. Horizontalzellen Querverbindungen. Solche Querverbindungen bestehen über amakrine Zellen auch zwischen Ganglienzellen.
Rezeptive Felder: Größe des Bereichs von Sehzellen, der auf eine Ganglienzelle zusammengefaßt wird.
Die R.F. sind in der Peripherie groß, im gelben Fleck (Bereich des schärfsten Sehens) sehr klein (dort 1:1 Verschaltung)
In Rezeptiven Feldern werden hemmende und erregende Synapsen verschaltet.
Der visuelle Reiz: Beute bei Kröten
Das Auge der Kröte kann keine statischen Bilder wahrnehmen.
Die Entscheidung, daß es sich bei einem Objekt um Beute handelt, trifft die Kröte immer dann, wenn die Zunahme der Größe in Längsrichtung größer ist als in Querrichtung (Objekt muß also länglich sein).
Die Reize werden von der Retina auf das Tectum optikum und die Prätectale Region des Thalamus verteilt.
Ausschalten des Tectum opticum = Kein Beutefangverhalten
Ausschalten der Prätectalen Region = Differenzierung des Wahrgenommenen ist nicht mehr möglich. Die Kröte schnappt nach allem, was sich bewegt.
Funktion der Rezeptiven Felder:
Die R.F. sind bei Kröten unterschiedlich groß. Werden mehrer dieser Felder gleichzeitig gereizt, wird Fluchtverhalten ausgelöst.
Neurophysiologisches Korrelat zur Motivation
Bei der elektrischen Reizung von Bereichen des Stammhirns bei Hühnern konnte festgestellt werden, daß dadurch nicht Motorprogramme direkt aktiviert werden, sonder motivierende Mechanismen (d.h. die Handlungsbereitschaft durch elektrische Reizung gesteigert wird)
Von demselben Reizpunkten aus können, in Abhängigkeit von den verfügbaren Objekten der Umwelt, verschiedene Verhaltensweisen abgerufen werden. (z.B. Aggressionsreiz und Faust gezeigt als Auslösereiz = schwaches Drohen / Aggressionsreiz und Freßfeind = Angriff)
Fehlten solche Außenreize konnte man Appetenzverhalten beobachten.
Durch Hirnreize kann ebenso ein Umstimmen erfolgen. (z.B. Huhn gackert erst und schläft dann = Rückgang der Handlungsbereitschaft)
Durch gleichzeitige Reizung in verschiedenen Bereichen konnten sogar unterschiedliche Handlungsbereitschaften aktiviert werden. Es kam dabei zur:
gegenseitige Hemmung
gegenseitige Verstärkung
Auftreten von beiden Verhaltensweisen
(z.B.: Fluchtbereitschaft unterdrückt schon bei sehr geringen Stromstärken das Fressen, nicht hingegen das Brüten)
Folgende Phänomene konnten beobachtet werden:
Mitteln = Verminderte Intensität beim gleichzeitigen Reizen von Handlungsbereitschaft zum Sichern und Aufmerken.
Verhindern = Gleichzeitiges Reizen von Handlungsbereitschaft zum Brüten und zur Flucht führt zum Unterdrücken des Fliehens
Motivationszentren bei Säugetieren
Lateraler Hypothalamus = Hungerzentrum
Zentrale Areale des Hypothalamus = Sättigungszentrum
Latenter Hypothalamus = Durstzentrum
Amygdala = Sexualsteuerzentrum
Zellen im Hungerzentrum sprechen außer auf Reize aus dem NS auch auf eine Veränderung der Glukosekonzentration im Blut an, Zellen im Durstzentrum auf Veränderungen im Flüssigkeitshaushalt.
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