Natur und Technik für den Pflichtschulabschluss: Die fünf Sinnesorgane

Die fünf Sinnen beziehen sich auf die fünf Sinnesorganen des Menschen: Das Auge fürs Licht, das Ohr für den Schall, die Nase fürs Riechen, die Zunge für den Geschmack, die Haut für die Berührung. In der Tat gibt es bei Menschen mehrere unterschiedliche Reize. Das Ohr ist das Sinnesorgan für noch einen anderen Reiz, nämlich fürs Gleichgewicht und die Wahrnehmung der Position des Körpers. Die Haut reagiert auf viele Reize: Temperatur, Druck, Berührung, chemische Reize, Vibrationen. Das Auge, das Ohr und die Haut haben wir an anderen Stellen beschrieben. Es bleiben noch die Zunge (allgemein einige Stellen im Mundbereich) und die Nase. Beide reagieren auf chemische Reize, der entstehende Sinn ist allerdings völlig unterschiedlich. Es gibt aber schon eine Verbindung zwischen Riechen und Schmecken, diese zwei Sinnen wirken oft ergänzend und beeinflussen manchmal einander.

Die fünf Sinnesorgane
Haut
Nase
Zunge
Ohr
Auge

Algorithmen

Algorithmus ist eine Art von Anleitung fürs Lösen eines Problems. Hier wird der Begriff benutzt, um die Gemeinsamkeiten der Sinnesorgane zu Beschreiben. Bei der Wahrnehmung durch die Sinnesorgane ist die Idee relativ einfach: für jeden Sinn gibt es ein Phänomen in der Natur, das durch ein Organ (Rezeptor) zu einem elektrischen Signal umgewandelt wird, um dann über einen Nerv an eine bestimmte Region des Gehirns zu gelangen. Der Algorithmus einer Sinneswahrnehmung besteht daher in diesem Fall aus vier Schritten: Reiz, Organ, Nerv, Gehirnregion.

Der Reiz ist ein Phänomen in der Natur.
Das Sinnesorgan wandlet diesen Reiz in kodierten elektrischen Signal um.
Der Nerv leitet dieses Signal zu einer bestimmten Region ins Gehirn.
Im Gehirn beobachten wir die Lokalisation. Es gibt Hirnregionen, die eine Wahrnehmung erzeugen, wenn sie angeregt werden (egal woher die Anregung kommt).

Sinn:	Geschmackssinn	Geruchssinn	Tasten	Sehen	Hören
Reiz:	Moleküle (chem. Reiz)	Moleküle (chem. Reiz)	Verschiedenes	Licht (EM Welle)	Schall (Druckwelle)
Organ:	Zunge	Nase	Haut	Auge	Ohr
Nerv:	VII IX X Hirnnerven	Riechnerv	Verschiedenes	Sehnerv	Hörnerv
Hirnregion:	Operculum, Inselrinde	Verschiedenes	primär-sensiblen Areale	Primäre visuelle Cortex	Primäre auditive Kortex

Wellenwahrnehmung

Das Ohr

Siehe hier

Das Auge

Siehe hier

Chemische Rezeptoren

Geschmacksrezeptoren

An der Zunge (und anderen Stellen im Mund) wurden bisher fünf (eventuell sechs) unterschiedliche Geschmacksrezeptoren für die entsprechenden Geschmacksrichtungen entdeckt: Rezeptoren für Süßstoffen, für Salze, für Säure, für Bitterstoffe, für „würzige“ Stoffe und vielleicht auch für Fett.

Die Geschmacksinformationen werden zuerst zu Regionen in der Mitte des Gehirns weitergeleitet, wo sie für Grundreaktionen sorgen. Dann landen sie wie bei jedem Sinnesorgan in bestimmten Regionen im Großhirn, die in diesem Fall zuständig fürs Geschmacksgefühl sind.

Geruchsrezeptoren

Am mittleren oberen Bereich der Nase gibt es die Riechschleimhaut, wo sich vor allem die Geruchsrezeptoren befinden. Das Geruchsgefühl ist extrem kompliziert. Bis heute wurden ca. 350 unterschiedliche Geruchsrezeptoren entdeckt, die auf verschiedene Duftmolekülgruppen reagieren.

Es gibt einige Reaktionen auf Gerüche, die unbewusst stattfinden. Charakteristisch und viel stärker als bei anderen Sinnen ist beim Geruch die Angleichung, die Adaptierung an einen Geruch. Das bedeutet: Wenn wir einen Geruch lang riechen, nehmen wir ihn bald nicht mehr wahr. Andererseits reichen oft ganz geringe Menge einer Substanz in der Luft, um sie riechen zu können und etwas größere aber noch geringe Mengen, um sie zu erkennen.

Die Geruchsinformation werden zuerst zu Regionen in der Mitte des Gehirns weitergeleitet, wo sie für Grundreaktionen sorgen. Sie werden dann zum Großhirn geschickt, es gibt aber anscheinend keine Region da, die aufs Riechen spezialisiert ist.

Die Haut

Die Haut ist ein Organ (wenn auch so ausgebreitet) und besteht aus verschiedenen Schichten. Die äußerste, die Hornschicht, ist hart und besteht aus mehrerer Schichten ausgestorbener Zellen. Sie dient zum Schutz von Verletzungen und Austrocknung. Darunter gibt es unterschiedlichen Zellen. Es gibt u.a. Wahrnehmungsstrukturen, mit denen Druck, Temperatur, Schmerz und Berührung registriert werden. Andere Zellen (Melanozyten) schützen den Körper vor der UV-Strahlung. Die Schweißdrüsen schützen vor Überhitzung durch Verdunstung. Die äußerste Schicht der Haut ist ein Epithelgewebe, die Wahrnehmungsstrukturen sind Teil des Nervensystems und es gibt in der Haut auch Binde- und Muskelgewebe, also die Haut, wie fast jedes Organ, besteht aus alle vier Geweben.