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In der Neurobiologie spielt das Konzept des rezeptiven Feldes eine zentrale Rolle für das Verständnis, wie das Nervensystem Sinnesreize verarbeitet. Die Struktur und Organisation rezeptiver Felder sind entscheidend für die Fähigkeit, die Umwelt differenziert wahrzunehmen, wie beim Tasten, Sehen, Hören oder Riechen. Dieser Artikel soll die Physiologie und Funktion rezeptiver Felder anhand von Beispielen näher bringen.
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Rezeptives Feld – Definition
Ein rezeptives Feld ist genau das Areal, das von eine Sinneszelle aktiviert wird. Wenn also ein Reiz in einem bestimmten Bereich des Körpers oder der Umgebung auftritt und eine bestimmte Nervenzelle aktiviert, dann ist dieser Bereich das rezeptive Feld dieser Zelle.
Rezeptives Feld – Funktion
Die Funktion rezeptiver Felder besteht darin, die räumliche und qualitative Organisation sensorischer Informationen im Nervensystem zu ermöglichen. Sie helfen dabei, Sinnesreize präzise zu erfassen, zu verarbeiten sowie weiterzuleiten und sind damit zentral für die Wahrnehmung.
Rezeptive Felder ermöglichen es, genau zu bestimmen, wo ein Reiz auftritt. Durch Überlappung und gegenseitige Hemmung benachbarter Felder wird der Kontrast zwischen Reizen verstärkt
Die Größe und Dichte der rezeptiven Felder bestimmen, wie fein Reize unterschieden werden können. Große rezeptive Felder haben ein geringes Auflösungsvermögen, weil viele sensorische Nervenfasern ein zentrales Neuron erreichen und dieses nicht mehr unterscheiden kann, wo genau der Reiz aufgetreten ist. Dagegen haben kleinere rezeptive Felder ein besseres Auflösungsvermögen, da weniger afferente Neurone auf ein zentrales treffen. Das zentrale Neuron kann besser unterscheiden, woher ein Signal kam und welchem Feld der Reiz zugeordnet werden kann.
Rezeptives Feld – Beispiele
Rezeptive Felder sind vor allem bei Sinnen zu betrachten, die eine räumliche Darstellung der Außenwelt erlauben. Dazu gehören in erster Linie der Seh- und der Tastsinn.
Warum spricht man beim Hörsinn nicht über rezeptive Felder?
Ein rezeptives Feld bezeichnet typischerweise einen räumlichen Bereich (z. B. auf der Haut oder Retina), der die Aktivität eines Neurons beeinflusst. Beim Hören geht es nicht um Raum, sondern um Frequenzverarbeitung über die Zeit.
Sehsinn
Die Sinneszellen der Retina (Netzhaut) sind Zapfen und Stäbchen. Sie sind konvergent mit einer nachfolgenden Ganglienzelle verbunden. Alle Zapfen und Stäbchen, die mit genau einer Ganglienzelle verbunden sind, repräsentieren ein rezeptives Feld der Retina. Am genauesten ist die Verschaltung in der Fovea centralis, weil dort eine Sinneszelle direkt mit einer Ganglienzelle verbunden ist. Das ergibt eine sehr genau Auflösung und ist der Grund, warum die Fovea centralis der schärfste Ort des Sehens ist. Peripher der Fovea centralis konvergieren immer mehr Sinneszellen auf eine Ganglienzelle und die Auflösung nimmt dort ab.
Tastsinn
Der Tastsinn ist im weiteren Sinne bezeichnet als somatosensorisches System und beschreibt alles, was mit Fühlen zu tun hat. Diese Qualitäten werden von den verschiedenen Mechanorezeptoren unter der Haut wahrgenommen. Diese besitzen auch unterschiedlich große rezeptive Felder, nicht zuletzt weil die Dichte dieser Rezeptoren in bestimmten Körperregionen variiert.
Das kann man unter anderem durch die Zwei-Punkte-Diskrimination testen: Es wird gemessen, ab welchem Mindestabstand zwei Berührungspunkte nicht mehr als ein einziger Punkt, sondern als zwei getrennte Punkte empfunden werden. Die Fähigkeit zur Zwei-Punkte-Diskrimination ist nicht überall auf der Haut gleich gut. An den Fingerkuppen und Lippen ist sie sehr empfindlich, wohingegen Rücken und Oberschenkel sich als weniger empfindlich darstellen. Die Genauigkeit der Zwei-Punkte-Diskrimination hängt von der Dichte der Tastrezeptoren und deren Repräsentation im Gehirn (somatosensorischer Kortex) ab.
Häufige Fragen
- Was ist ein rezeptives Feld?
- Warum sind kleinere rezeptive Felder wichtig?
- Wie hängen rezeptive Felder mit der Zwei-Punkte-Diskrimination zusammen?
- Wie unterscheiden sich rezeptive Felder in verschiedenen Körperregionen?
Ein rezeptives Feld bezeichnet typischerweise einen räumlichen Bereich (z. B. auf der Haut oder Retina), der die Aktivität eines Neurons beeinflusst.
Je kleiner das rezeptive Feld, desto feiner die sensorische Auflösung.
Das ist entscheidend für präzises Tasten, Lesen mit den Fingern (Blindenschrift), Werkzeuggebrauch, oder auch für Sehschärfe in der Netzhautmitte (Fovea centralis).
Die Zwei-Punkte-Diskrimination beschreibt die Fähigkeit, zwei gleichzeitig gesetzte Reize auf der Haut als zwei getrennte Punkte wahrzunehmen. In Körperregionen mit kleinen und dicht beieinanderliegenden rezeptiven Feldern (z. B. an den Fingerkuppen) reicht ein sehr geringer Abstand, damit zwei Reize verschiedene Neuronen aktivieren und somit als zwei Punkte erkannt werden. In Bereichen mit größeren rezeptiven Feldern (z. B. am Rücken) liegt eine niedrigere Rezeptordichte vor. Hier werden zwei nahe Punkte oft vom gleichen Neuron verarbeitet, wodurch sie als ein einziger Reiz wahrgenommen werden.
In Regionen wie den Fingerkuppen, den Lippen oder der Zungenspitze sind die rezeptiven Felder sehr klein und dicht angeordnet. Dadurch kann das Nervensystem dort Reize besonders präzise lokalisieren und auch sehr nahe beieinanderliegende Reize unterscheiden. Im Gegensatz dazu sind die rezeptiven Felder in Regionen wie dem Rücken, den Oberschenkeln oder dem Oberarm deutlich größer und die Dichte der Tastrezeptoren ist geringer.
- Silbernagel et. al.: Physiologie, Thieme, 8. Auflage, 2018
- Lüllmann-Rauch, Renate: Taschenlehrbuch Histologie, Thieme, 6. Auflage, 2019
