Arbeitsblatt: Sinnesorgane & Nervensystem

Das Auge Das nahezu kugelförmige Auge ist aus mehreren Schichten aufgebaut. Die harte Aussenhülle wird von der weissen Lederhaut gebildet. An ihr setzen die Augenmuskeln an, die das Auge in verschiedene Richtungen bewegen können. Dann folgt die Aderhaut. Sie ist von einem dichten Geflecht aus Blutgefässen durchzogen, über die das Auge mit Nährstoffen versorgt wird. Die innerste Schicht ist die Netzhaut. In ihr liegen Millionen von lichtempfindlichen Sehsinneszellen. Durch das auftreffende Licht werden in diesen Sinneszellen Signale erzeugt. Der hinten am Augapfel austretende Sehnerv leitet diese Signale an das Gehirn weiter. Dort erfolgt ihre Verarbeitung. So sehen wir Bilder und erkennen die Dinge in unserer Umwelt. Die glasklare, gewölbte Hornhaut schliesst das Auge nach aussen ab und lässt Lichtstrahlen leicht durch. Hinter ihr liegt ein flüssigkeitsgefüllter Raum, der nach innen durch die Regenbogenhaut oder Iris begrenzt wird. Diese besitzt in der Mitte ein Loch, welches Pupille genannt wird. Die farbige Regenbogenhaut kann sich zusammenziehen oder ausdehnen. Dadurch verändert sich die Grösse der Pupille. Die Lichtmenge, die in das Auge gelangen kann, wird auf diese Weise reguliert. So entsteht auf der Netzhaut ein stets richtig ausgeleuchtetes Bild. Zu grelles Licht schädigt die empfindlichen Sinneszellen, fällt zu wenig Licht auf die Netzhaut, können wir nichts mehr erkennen. Hinter der Pupille befindet sich die Linse. Sie ist elastisch und über Bänder mit einem ringförmigen Muskel verbunden. Durch die Veränderung der Linsenwölbung können wir unser Auge auf verschieden weit entfernte Gegenstände einstellen und diese dadurch scharf sehen. Der Augeninnenraum ist mit einer gallertigen, klaren Masse, dem Glaskörper, ausgefüllt. Er gibt dem Augapfel die Form und lässt das Licht ungehindert auf die Netzhaut gelangen. Die Augen liegen gut geschützt in den knöchernen Augenhöhlen des Schädels. In zusätzliche Fettpolster eingebettet, sind sie gut gegen Stoss und Schlag abgesichert. Um klar sehen zu können muss die Hornhaut ständig sauber sein. Diese Reinigung erfolgt durch die salzige Tränenflüssigkeit aus den Tränendrüsen. Gleichzeitig wird das Auge feucht gehalten. Das Schlagen der Augenlider sorgt für eine gleichmässige Verteilung der Tränenflüssigkeit. Auch schützen die Augenlider vor zu grellem Licht. Die Wimpern und auch die Augenbrauen halten Regentropfen oder Schweisstropfen von den Augen fern. Aufgabe: Erstelle zur Abbildung eine Legende. Färbe die Zeichnung ein. 1. 3. 5. 7. 9. 11. 2. 4. 6. 8. 10. Das Ohr Für den Menschen ist das Gehör nach dem Auge das zweitwichtigste Sinnesorgan. Bei Blinden wird es zum führenden Sinnesorgan mit erstaunlicher Leistungsfähigkeit. Das Gehör ist darüber hinaus eine der wichtigsten Voraussetzungen, damit wir uns untereinander verständigen können. Ohne Gehör gäbe es keine Lautsprache. Am Ohr unterscheidet man drei Teile: das Außen, Mittel und Innenohr. Zum Außenohr gehört der Bereich zwischen Ohrmuschel und Trommelfell. Ankommende Schallwellen werden von den Ohrmuscheln aufgefangen und über den Gehörgang zum Trommelfell geleitet. Dieses gerät dadurch in Schwingung. Am Eingang des Gehörganges sitzen Härchen. Sie halten wie eine Reuse Fremdkörper ab. Eingedrungener Staub wird vom Ohrschmalz verklebt, das aus Drüsen in der Gehörgangwand ausgeschieden wird. Durch die Kieferbewegungen beim Kauen wird das Ohrschmalz zur Gangöffnung transportiert. Hinter dem Trommelfell liegt das Mittelohr, ein etwa 5 mm breiter Spalt. Er ist luftgefüllt und über einen Gang, die Ohrtrompete, mit dem NasenRachenRaum verbunden. Die Ohrtrompete ist wichtig für den Druckausgleich. Im Mittelohr nehmen drei winzige Gehörknöchelchen alle Schwingungen des Trommelfells auf und leiten sie verstärkt zum Innenohr weiter. Das Innenohr ist mit Flüssigkeit gefüllt und liegt gut geschützt in einer Ausbuchtung des Schädelknochens. In der Schnecke befindet sich das eigentliche Hörorgan. Hörsinneszellen in der Schnecke verarbeiten die ankommenden Schallwellen und setzen sie in Nervensignale um. Diese werden über den Hörnerv in das Gehirn geleitet und dort verarbeitet. Jetzt erst hören wir. Es fällt meist nicht schwer, die Richtung anzugeben, aus den Töne und Geräusche kommen. Das ist nur möglich, weil wir zwei Ohren besitzen, die ein Stück weit auseinanderliegen. So treffen Schallwellen in den meisten Fällen das eine Ohr Sekundenbruchteile früher als das andere. Ausserdem sind sie meist an einem Ohr geringfügig stärker als am anderen. Diese feinsten Unterschiede genügen, uns das Richtungshören zu ermöglichen. Ausser dem eigentlichen Hörorgan enthält das Ohr auch Organe für Dreh und Lageempfindungen. In den drei Bogengängen (3 Raumrichtungen!) des Innenohres befinden sich die Sinneszellen des Drehsinnes. In den Bogengängen hat es Flüssigkeit, die bei Bewegungen des Körpers in Bewegung geraten und so die Sinneszellen reizen. Unterhalb der Bogengänge liegt das Organ für den Lagesinn. Aufgabe: Erstelle zur Abbildung eine Legende. Färbe die Zeichnung ein. Färbe in der Legende die Begriffe des Mittelohres rot ein. 1. 3. 5. 7. 9. 2. 4. 6. 8. 10. Das Gehirn Im oberen Schädelbereich liegt das Gehirn. Es ist weich und druckempfindlich. Die Schädelknochen, die es einschließen, bilden jedoch eine schützende Hülle. Starke, ruckartige Gewalteinwirkungen wie Faustschläge führen aber zu einer Erschütterung des Gehirns. Vorübergehende Trübung oder sogar der Verlust des Bewußtseins können die Folge sein. Wichtige Körpervorgänge wie Sinneswahrnehmungen und Muskelarbeit brechen dann zusammen, obwohl die betreffenden Organe selbst nicht verletzt sind. Das zeigt, daß das Gehirn eine wichtige Aufgabe in der Steuerung vieler Lebensvorgänge erfüllt. Die Oberfläche des Grosshirns hat zahlreiche Windungen und Furchen. Die äußere Schicht besteht aus über 10 Milliarden Nervenzellen. Sie bilden die Großhirnrinde. Hier entstehen zum Beispiel alle Sinneseindrücke, werden Erfahrungen und Gelerntes gespeichert sowie Gedanken und Erinnerungen verknüpft. Ob du sprichst oder liest, rechnest oder dich erinnerst, denkst oder bestimmte Bewegungen ausführst was du auch bewußt tust, immer ist das Großhirn beteiligt. Von hier aus werden alle bewußten Handlungen gesteuert. Wissenschaftler haben im Laufe der Zeit herausgefunden, daß bestimmte Bereiche der Großhirnrinde immer nur für ganz bestimmte Leistungen zuständig sind. So gibt es zum Beispiel Hirnfelder für das Sehen, Hören und Schmecken, für das Schmerzempfinden, das Sprechen und das Ausführen von Bewegungen. Wird ein solches Hirnfeld verletzt oder zerstört, fällt auch die entsprechende Fähigkeit aus. Unterhalb des Großhirns im Hinterkopfbereich liegt das Kleinhirn. Es spielt eine wichtige Rolle für unsere Bewegungsfähigkeit. Ein Kind beispielsweise, das gerade Radfahren lernt, muß zuerst jede Bewegung ganz bewußt ausführen. In diesem Fall steuert das Großhirn noch den Einsatz bestimmter Muskeln. Sobald aber nach ausreichender Übung alle Bewegungen automatisch richtig gemacht werden und alle beteiligten Muskelgruppen sinnvoll aufeinander abgestimmt arbeiten, kommen die Steuerungsbefehle nur vom Kleinhirn. Das Zwischenhirn ist der Bereich, in dem Gefühle wie Freude, Angst, Wut und Enttäuschung entstehen. Es filtert den Informationsfluss von den Sinnesorganen zum Grosshirn. Unwichtiges wird nicht weitergemeldet. Das Zwischenhirn regelt auch die Körpertemperatur, den Wasserhaushalt und weitere lebenswichtige Körperfunktionen. Es ist die Verbindungsstelle zwischen dem Nervensystem und dem Hormonsystem. Das Mittelhirn ist eine Umschaltstelle. Erregungen sensibler Nerven werden zum Grosshirn geschickt oder auf motorische Nerven umgeleitet. So regelt es unter anderem die Augenbewegungen und die Irismuskulatur. Aufgabe: Erstelle zur Abbildung eine Legende. Färbe die Zeichnung ein. 1. 3. 5. 7. 9. 2. 4. 6. 8. 10. Das Rückenmark Die Informationsübertragung zwischen Gehirn und Körper erfolgt durch die Gehirnnerven und das Rückenmark. Dieses bildet zusammen mit dem Gehirn das Zentrale Nervensystem. Das Rückenmark ist 40—50 cm lang, etwa fingerdick und liegt im Wirbelkanal der Wirbelsäule. Im Querschnitt erkennt man mit bloßem Auge zwei gut voneinander unterscheidbare Bereiche. Innen befindet sich die graue Substanz. Sie besteht überwiegend aus Zellkörpern von Nervenzellen sowie zu und ableitenden Nervenfasern. Außen ist die weiße Substanz, die vorwiegend aus Nervenfasern besteht. Vom Rückenmark zweigen 31 Paar Rückenmarksnerven ab. Es sind Bündel von Nervenfasern. Sie verlassen die Wirbelsäule jeweils zwischen zwei Wirbeln und erreichen mit ihren Verästelungen alle Bereiche des Körpers. Jeder Rückenmarksnerv hat eine vordere und eine hintere Wurzel. Die vordere Wurzel enthält motorische Nervenzellen. Sie leiten Erregungen zur Muskulatur. Die sensiblen Nervenzellen der hinteren Wurzel leiten Informationen vom Körper ins Rückenmark. Wird das Rückenmark verletzt, so können Bereiche unterhalb der Verletzungsstelle keine Signale mehr zum Gehirn senden oder vom Gehirn empfangen. Die Folgen sind Lähmung der Muskulatur und Gefühllosigkeit aller Körperbereiche, die von Rückenmarksnerven unterhalb der Verletzungsstelle versorgt werden (Querschnittslähmung). Aufgabe: Erstelle zur Abbildung eine Legende. Färbe die Zeichnung ein. 1. 3. 5. 2. 4. 6. Bewusste und unbewusste Handlungen Unser Körper steht über Sinnesorgane wie Auge, Ohr und Haut mit der Umwelt in Kontakt. Sie nehmen Reize auf, die aus Licht, Geräuschen, Wärme oder Berührungen entstehen. Auch im Inneren unseres Körpers entstehen solche Signale, so beispielsweise dann, wenn ein Organ krank ist oder das Blut zuviel Kohlenstoffdioxid enthält. Diese Reize erregen die Sinneszellen und werden zu Signalen umgewandelt und über Nerven (Empfindungsnerven sensorische Nerven) zum Zentralnervensystem weitergeleitet. Dort werden sie verarbeitet. Erst jetzt kannst du Bilder, Geräusche, Wärme und Kälte, Schmerzen oder etwa Atemnot wahrnehmen. Der Torwart erkennt zum Beispiel den laufenden Spieler als Angreifer, macht das runde Leder als Ball aus, verspürt den Schmerz beim Aufprall und vernimmt das Klatschen der Zuschauer als Beifall. Man sagt: Die Reize aus seiner Umwelt wurden ihm bewusst. Auf bewusst gewordene Vorgänge kann der Mensch mit bewussten Handlungen reagieren. Ein Torwart beispielsweise kommt durch Überlegung zum Schluss, aus dem Tor herauszulaufen, um den Ball abzufangen. Er hätte es auch unterlassen und den Ball auf der Linie abwehren können. Bei solchen Entschei dungsvorgängen gelangen vom Gehirn Signale über Nervenleitungen (motorische Nerven oder Bewegungsnerven) zu den ausführenden Organen. Das war in diesem Fall die Laufmuskulatur. Die betreffenden Muskeln reagierten so, dass es zu Laufbewegungen kam. Auf diese Weise entstand als Antwort oder Reaktion auf die auslösenden Reize eine Bewegung des Körpers. Nun braucht der Torwart beim Laufen natürlich nicht zu überlegen, welches Bein er zuerst setzt und welches folgt. Als Kind jedoch musste er das Laufen mühsam erlernen. Jetzt führt er alle Bewegungen automatisch richtig aus. Sie laufen ohne Überlegung weitgehend als automatisierte Handlungen ab. Es gibt auch Reaktionen, deren Ablauf man nicht beeinflussen kann. Dazu gehören zum Beispiel Niesen und Schlucken. Solche unbewusste Handlungen, auch Reflexe genannt, sind angeboren. Auch diese Handlungen müssen durch Reize ausgelöst werden. Die Signale, die den Befehl zum Handeln an die ausführenden Organe weitergeben, werden ebenfalls über Nervenbahnen geleitet. Der Unterschied zu den bewusst ablaufenden Handlungen besteht jedoch darin, dass das Gehirn als Entscheidungszentrum keine Rolle spielt. Aufgabe: Beschrifte die Abbildung mit folgenden Begriffen: Ohr, Rückenmark, Rückenmark, Bewegungsnerv, Gehirn, Empfindungsnerv, Musekln, Muskel, Bewegungsnerv Zeichne Pfeile in die ReizReaktionsSchemata. Setze in die grossen Kästchen ein: Bewusste Handlung, unbewusste Handlung Bau einer Nervenzelle Das Nervensystem enthält etwa 25 Milliarden Nervenzellen. Bei vielen Nervenzellen findet man folgende Grundstrukturen: An einem Zellkörper mit Zellkern entspringen viele feinfädige Fortsätze, die sich buschartig verzweigen. Sie heißen Dendriten und stehen mit anderen Nerven oder Sinneszellen in Verbindung. Dendriten nehmen Informationen auf und leiten sie zum Zellkörper weiter. Daneben gibt es einen einzelnen, langen Fortsatz, der als Nervenfaser bezeichnet wird und Informationen zu Nervenzellen, Muskelfasern oder Drüsen weiterleitet. Die Nervenfaser hat eine Länge bis zu 1 m. Im Querschnitt wird erkennbar, daß in ihr ein langer ünner Fortsatz der Nervenzelle, das Axon, verläuft. Hüllzellen bilden die Schwannsche Scheide um das Axon. In regelmässigen Abständen ist sie durch ringartige Einschnürungen unterbrochen. Diese Schnürringe sind immer dort, wo zwei Hüllzellen aneinandergrenzen. Die Nervenfaser ist an ihrem Ende verzweigt und zeigt kleine Verdickungen, die Endknöpfchen. Sie bilden Verbindungsstellen, sogenannte Synapsen, zu anderen Nervenzellen oder Muskelfasern. Die Synapsen an Muskelfasern werden als motorische Endpatten bezeichnet. Zwischen einem Endknöpfchen und einer nachfolgenden Zelle besteht immer ein schmaler synaptischer Spalt. Wird eine motorische Nervenzelle an den Dendriten gereizt, so entstehen am Axonursprung elektrische Impulse. Diese Impulse springen längs des Axons von Schnürring zu Schnürring bis zu den Endknöpfchen. Die Geschwindigkeit kann bis zu 120 m/sec betragen. Die an den Endknöpfchen ankommenden Impulse bewirken dort die Freisetzung eines Überträgerstoffes. Er heißt Acetylcholin und ist in kleinen Bläschen gespeichert. Sie geben jetzt ihren Inhalt in den synaptischen Spalt ab. Der Überträgerstoff wandert durch den Spalt und verbindet sich mit den Rezeptoren an der Zellmembran der Muskelfaser. Dies bewirkt, dass sich die Faser zusammenzieht. Synapsen, die Nervenzellen miteinander koppeln, befinden sich in ungeheurer Anzahl im ZNS. Bis zu 10 000 Synapsen kann es an einer Nervenzelle geben. Sie sitzen, getrennt durch den synaptischen Spalt, an den Dendriten der anderen. Hier eintreffender Überträgerstoff reizt die Nervenzelle. Erreicht dieser Reiz eine Mindestst ärke, so entstehen am Axonhügel elektrische Impulse. Die Nervenfaser leitet sie weiter bis zur nächsten Synapse. Die Informationsübertragung an Synapsen kann nur in eine Richtung verlaufen. Synapsen arbeiten also wie Ventile. Vegetatives Nervensystem Ein Jogger beginnt seinen Dauerlauf. Bereits nach kurzer Zeit treten Veränderungen im Körper auf. Der Herzschlag wird schneller, die Atmung beschleunigt und vertieft, die Haut sondert Schweiss ab. Der Körper wird an die stärkere Belastung angepasst. Dies veranlasst das Vegetative Nervensystem. Es ist kaum willentlich beeinflussbar und passt unabhängig die Tätigkeit der inneren Organe an die momentanen körperlichen Belastungen an. Selbst im Schlaf ist es aktiv. Das Vegetative Nervensystem besteht aus zwei Teilsystemen: dem Sympathicus und dem Parasympathicus. Der Sympathicus besteht aus zwei Nervensträngen, die links und rechts parallel zur Wirbelsäule verlaufen und Verbindung zum Rückenmark haben. Auf der Höhe eines jeden Wirbels ist jeder Strang knotenartig verdickt. Von diesen Ganglien ziehen Nerven zu allen Organen. Der Parasympathicus besteht aus einem Gehirnnervenpaar und einigen Rückenmarksnerven. Die Verzweigungen dieser Nervenstränge erreichen ebenfalls alle inneren Organe, so dass jedes Organ vom Sympathicus und vom Parasympathicus versorgt wird. Die beiden Teilsysteme des Vegetativen Nervensystems wirken als Gegenspieler (Antagonisten): Der Sympathicus aktiviert alle Organe, deren Tätigkeit die körperliche Leistungsfähigkeit steigert, und hemmt zugleich die anderen Organe. Er ist auf augenblickliche Höchstleistung eingestellt. Seine Aufgabe als Alarmsystem des Körpers wird besonders in Schrecksituationen deutlich: Durch plötzlich vermehrte Abgabe von Überträgerstoffen aus seinen Nervenzellen werden Herzschlag und Atmung beschleunigt und gleichzeitig die Aktivität der Verdauungsorgane gehemmt. Der Körper ist z. B. vollständig auf die Auseinandersetzung mit einem Widersacher oder aber auf Flucht eingestellt. War man zuvor hungrig, durstig oder müde, so ist davon in der Alarmsituation nichts mehr bemerkbar. Erst nachdem die Situation ausgestanden ist, stellen sich langsam die alten Verhältnisse wieder ein. Nun ist der Parasympathicus wieder aktiver. Er wirkt aktivierend auf die Organe, die der Erholung, der Energieeinsparung und dem Körperaufbau dienen und hemmt gleichzeitig alle Organe, die die körperliche Leistungsfähigkeit steigern. So hemmt der Parasympathicus den Herzschlag und regt die Verdauungsorgane an Die gemeinsame, jeweils abgestufte Einwirkung von Sympathicus und Parasympathicus auf alle Organe des Körpers sorgt für eine, der jeweiligen Situation angemessene Zusammenarbeit. Trage folgende Begriffe ein: Anspannung, Hemmung, Beschleunigung, Förderung, Verlangsamung, Erweiterung, Entspannung, Absenken, Verengung, Förderung, Hemmung, Förderung Sympathicus Parasympathicus Pu pille Herz tätigkeit Magen tätigkeit Nieren tätigkeit Darm tätigkeit Ringmuskel der Blase