Biologie: sehen und hÖren

1. SEHEN Der Gesichtssinn ist ein sehr wichtiger Sinn des Menschen, deshalb hat er eine faszienerende Entwicklung hinter sich. Das menschliche Auge ist aus wenigen lichtsensiblen Zellen, wie man sie bei primitiven Lebensformen noch heute findet, entstanden. Erst allmählich, als sich höhere Lebensformen entwickelten, erschien eine immmer größere Anzahl von Sehelementen pro Flächeneinheit, ein besonders sensibler zentraler Punkt, komplizierte Nervenbahnen und dazugehöhrige Gehirnareale, die eine genauere Wahrnehmung der Muster möglich machten. Weiters entwickelte das Auge Mechanismen zur Aufnahme geringerer Lichtmengen in der Dunkelheit und wurde somit zu einem vielseitig verwendbaren Sehinstrument. Beim Affen und beim Menschen wanderten die Augen mit der Zeit an die Vorderseite des Kopfes, sodaß zweiäugiges (binoculares) Sehen möglich wurde. Die Entwicklung besserer Verbindungen vom Gehirn zum Auge sorgten dafür, daß der Mensch visuelle Reize besser verarbeiten konnte.

1.1. Sehsysteme
Das menschliche Auge besteht aus zwei verschiedenen optischen Systemen, die zwar kombiniert, aber doch auf verschiedene funktionen spezialisiert sind. Jedes System hat seine eigenen, verschidenartigen Receptorzellen, die einen heißen Zapfen, die anderen Stäbchen. Die Zapfen funktionieren nur bei Tageslicht und sind für die Farbwahrnehmung und die Schärfe des Sehens zuständig. Bei zuwenig Licht können die Zapfen nicht erregt werden und so müssen die Stäbchen alleine arbeiten. Die Stäbchen reagieren auf geringe Beleuchtung schwarz, grau und weiß, aber nicht auf Farben.
Die Zapfen und Stäbchen befinden sich auf der untersten Schicht der Netzhaut. Auf ihr befinden sich ungefär 7000000 Zapfen. Sie befinden sich haupsächlich in der Fovea und ihre Dichte verringert sich nach außen hin. Stäbchen gibt es auf allen Stellen der Netzhaut bis auf der Fovea.
1.1.1 Das Farbsehen

Die Entstehung der Farbwahrnehmung:
Erregungsprozesse in den Zapfen sind für das Zustandekommen von Farbwahr¬nehmungen verantwortlich. Die Schwingungsfrequenz des Lichtes sind für die Art der Farbe zuständig. DasFarbspektrum.,welches wir wahrnehmen können, reicht von Rot (400 Billionen Hertz) bis Violett (800 Billionen Hertz). Andere Lichtarten wie infrarotes oder ultraviolettes liegen unter bezeihunsweise über unserem Farbwahrnehmungsspektrum.
Reflektiert ein Gegenstan alles Licht, das auf ihn trifft so erscheint er uns als weiß. Absorbiert er alles auf sich treffende Licht so erscheint er uns als schwarz. Wenn einige Strahlen reflektiert und andere absobiert werden so kommt es, je nach Schwingungsfrequenz zu einer farbempfindung, die zwischen rot und violett liegt.
Bemmerkung zu schwarz: Absorbiert ein Gegenstand alle elektromagnetischen Schwingungen, die auf ihn treffen, so können diese auch nicht unsere Netzhaut erreichen. Dadurch können dann auch theoretisch keine psychologischen Eregungen entstehen. Trotzdem trifft dieses zu. Die Erklärung ist; daß wenn man die Augen schließt, man die so gennante Farbe "Augengrau" wahrnehmen kann.
Dieses so gennante "Augengrau" wird also nicht von äußeren Reizen verursacht, sondern durch die Eigenproduktion von erregungen der Netzhaut.

Wahrnehmung von Mischfarben:
Unsere Netzhaut wird meist von polychromatischem Licht getroffen. Wir können also die Mischung von mehreren Farben wahrnehmen.
Die Gesetze denen die Mischung von Farben unterliegen wurden von dem Physiker Isaac Newton entdeckt. Die wichtigsten Ergebnisse lauten: Es gibt für jede Farbe eine Komplämentärfarbe. Im Farbenkreis liegen diese Farben gegenüber von einander. Mischt man zwei Komplämentärfarben so ergibt sich daraus die Farbe grau.
Mischt man zwei nicht-komplementäre farben so ergibt diese Mischung eine neue Farbe, die im Farbenkreis zwischen den beiden gemischten Farben liegt. Die Mischung von zwei oder mehreren Farben nennt man "Additive Farbmischung". Im gegensatz dazu gibt es hoch die "Subtraktive Farbmischung". Man spricht von dieser, wenn man das Aussehen von Farben durch Filterung bestimmter Lichtanteile verändert.
Aus den drei Grundfarben rot, grün und violett kann man jede beliebige andere Farbe erzeugen.
Gegenfarben:
Es gibt ingesammt vier Arten von Gegenfarben:
rot erregend, grün hemmend (+R, -G)

rot hemmend, grün erregend (-R, +G)
gelb erregend, blau hemmend (+GE, -B)

gelb hemmend, blau erregend (-GE, +B)


1.1.2 Helligkeitswahrnehmung
Durch die Absorbtion von Photonen auf den Receptoren werden die Stäbchen aktiviert. So wird die Wahrnehmung von Licht möglich. Je größer die Lichtintensität (Zahl der Photonen pro Flächeneinheit) ist, umso größer ist auch die Aktivität, die in der Netzhaut hervorgerufen und an das Gehirn übermittelt wird, und damit auch umso größer die Empfindung der Helligkeit. Der Integrationsvorgang beruht hier auf einer Summation der Information vieler Receptoren. Diese Summation findet in den Ganglienzellen statt, von denen jede ihre Information von vielen Receptoren erhält.
Diese Summation ist verantwortlich für die große Lichtintesität unseres Stäbchensystems. Jedes Stäbchen muß zu diesem Zwecke gleichzeitig von zwei Photonen erregt werden, um eine Ganglien zu aktivieren. So ein gleichzeitiger Vorgang ist allerdings nur bei sehr hoher Helligkeit möglich. Die Summation der Erregung vieler Stäbchen ermöglicht die Erregung einer Ganglienzelle. Dies bedeuted, daß wir auch bei geringer Lichtstärke sehen können. Dadurch geht allerdings ein teil der Sehschärfe verlohren.

Dunkeladaptation:
So nennt man den Vorgang bei dem sich das Auge auf eine geringere Lichtstärke einstellt. Wenn man,zum Beispiel, von einem hellen Raum in einen dünkleren geht so dauert es eine gewisse Zeit bis sich das Auge auf die vorhandene Lichtstärke einstellt. Diesen Vorgang nennt man Adaptation. Mit zunehmender Dunkelheit wird die Farbunterscheidungsmöglichkeit des Auges immer schlechter und verschwindet letzlich ganz, da die Stäbchen den Sehvorgang beherschen und nicht fähig sind Farben zu erkennen.
1.2 Psychologische Wirkung von Farben und Farbsymbolik

Schon seit jeher ist es bekannnt, daß Farben auf das Gemüt eines Menschen wirken. Farbempfindungen wirken über das vegetative Nervensystem auf den Menschen. Die farbsymbolik ist nicht bei allen Völkern gleich in unserem Kulturkreis werden die einzelnen Farben wiefolgt empfunden.
Rot:
Die Farbe rot gilt als erregende Farbe. Rot kann sowohl die Liebe als auch den Haß symbolisieren. Ist jemand wütend, so sagt man: Er ist rot vor Wut. Weiters deuted rotes Licht, an bestiimten Orten auf sexuelle Betätigungsmöglichkeiten hin. Rote Rosen sind ebenfalls ein Symbol für die Liebe. Viele Mahler verwenden die Farbe rot in ihren Bildern um einen dieser beiden effekte zu erziehlen.
Im Christentum gilt diese Farbe als die Farbe der Erleuchtung. Rot gilt auch als die Farbe des Krieges und der Revolutionen.

Blau:
Die Farbe blau symbolisiert ein psychologisches und psychisches Grundbedürfniss: Die Ruhe. Blau ist die Farbe der Unendlichkeit und des Himmels. Je tiefer das Blau ist desto mehr weckt es die Sehnsucht im Menschen nach dem Reinen und Übersinnlichen. Je mehr schwarz im blau ist desto trauriger erscheint uns diese Farbe. Blau ist die Erfüllung des Ideals der Einheit, Verbundenheit, Treue und des Vertrauens.

Violett:
Diese Farbe ist die Mischung aus rot und blau. Im Christentum gilt Sie als die Farbe der Demut, Bußgesinnung, Bescheidenheit und Abgeschiedenheit. In der Glasmahlerei wirkt blau geheimnisssvoll.

Grün:
Diese Farbe ist die Mischung aus gelb und blau. Grün gilt als die Farbe der Natur, der Hoffnung und der jungen Liebe.

Gelb:
Diese Farbe gilt als die Farbe des Neides, des Hasses, des Hungers und der Angst. Früher verwendete man diese Farbe um "schlechte" Menschen zu kennzeichnen. (Ketzer, Bettler, in der Ehe betrogene, Henkersfrauen und Juden. ) Bemerkung: Juden sind keine schlechten Menschen.
Weiters hat gelb noch eine positive Seite: Diese Farbe trägt etwas heiteres in sich. Die Sonne ist ein gutes beispiel dafür, da sie unser Leben ermöglicht. Viele Herrscher übernahmen diese Farbe als Symbol ihrer Herrschaft, von den Byzantienern angefangen, bis zu den Habsburgern.
Schwarz und Weiß:
Diese beiden "Farben" bilden ebenfalls ein Gegensatzpaar. Früher wurden sie mit dem Mond in Zusammenhang gebracht. ( Neumond = schwarz, Vollmond = weiß ) Der Mond wurde ebenfalls als weiblich angesehen da er den biologischen Rhytmus der Frau beeinflußt: So wurden bestimmten Göttinen Farben zugeordnet. Diana war weiß, Hekate galt als schwarz.
Weiß:
Diese Farbe stellt die Unschuld und die Reinheit dar. Daher tragen Bräute meist weißes Gewand und Schleier. Sie ist auch die Farbe der Mutter Gottes und der Engel.


Schwarz:
Diese Farbe symbolisiert den Tod. Sie stellt das Gefühl der Trauer und Hoffnugslosigkeit dar. Weiters wird sie in der Mahlerei mit der Pest, Dämonen, Begräbnissen und Totenzügen in Verbindung gebracht.

1.3 Tiefenwahrnehmung
Durch sie hat der Mensch die Möglichkeit Dinge im Raum dreidimensional zu sehen. Dies ist durch die Tatsache, daß der Mensch zwei Augen besitzt, erklärbar. Die beiden Augen arbeiten eng zusammen. Für die Tiefenwahrnehmung sind zwei Dinge notwendig:
 . Die Fähigkeit zur Kovergenz, das heißt, beim Betrachten von einem weit entfernten Gegenstand drehen sich die Augen nach außen, bei näher liegenden dingen nach innen. Der dadurch entstehende "Konvergenzwinkel" ermöglicht unserem Gehirn den Abstand zu diesem Objekt zu errechnen.
 . Der Abstand zwischen den menschlichen Augen beträgt ungefähr sieben Zentimeter. Dadurch erreichen unser Gehirn zwei unterschiedliche Bilder. Der Unterschied zwischen den Bildern nennt man Disperation. Die Disperation errmöglicht uns das sogenannte "stereoskopische Sehen".
Die Verbindung dieser beiden Mechanismen ermöglicht uns eine gleichbleibende, sich der Entfernung anpassende Tiefenwahrnehmung. In der Mahlerei kann man durch die Perspektive Räume darstellen.
1.3.1Entwicklung der Raumwahrnehmung:
Der Empirismus behauptet, daß die Raumauffassung aus der Erfahrung entstehe. Die Nativisten ( Kant ) behaupten dieser sinn sei angebohren. So weiß man heute noch nicht genau wann sich bei Kleinkindern die Raumwahrnehmung entwickelt, möglicherweise ist sie auch angebohren da sich kleine Kinder fürchtenüber eine visuelle klippe zu gehen obwohl sie ihre Mutter anlockt. Experiment: glasplatte über Abgrund.
1.4 Das Bewegungssehen
Das Bewegungssehen wird von drei Faktoren Beeinflußt:
Retinale Gegebenheiten:
Gegenstände werden dann als bewegt wahrgenommen, wenn derselbe Reiz nacheinander mehrere Stellen auf der Netzhaut reizt. Die meisten Bewegungswahrnehmungen entstehen auf diese Weise.
Körperempfindungen:
Wenn wir uns selbst bewegen werden auch Stellen auf der Netzhaut, durch sich nicht bewegende Dinge gereizt. Trotzdem erleben wir diese Dinge nicht als bewegt, da wir wegen unserer Körperempfindungen wissen,daß wir uns selbst bewegen.
Die Erfahrung:
Auch unsere Erfahrung sagt uns, daß sich bestimmte Dinge nicht bewegen können wie zum Beispiel Häuser. Dazu gibt es ein bekanntes Beispiel: Man bat Versuchspersonen sich auf eine Schaukel zu setzten, die sich in einem Haus befand. Nun ließ man das Haus um seine Querachse rotieren. Den auf der Schaukel sitztenden Leuten wurde fürchterlich schlecht, da ihnen ihre Erfahrung sagte, daß sich Häuser nicht um ihre Querachse drehen. Dadurch nahmen sie an,daß sich die Schaukel bewegt und so wurde ihnen schlecht obwohl die Schaukel stillstand.
Einer weiteren Bewegungstäaschung bediehnt sich die Zeichentrickindustie. Hier werden dem Betrachter mehr Bilder als er wahrnehmen kann dargeboten. ( 24 Bilder pro Sekunde ) So glaubt der Betrachter eine echte Bewegung zu sehen.

1.5 Formen,
Bei den Formen sind folgende Faktoren wichtig:

Nähe:
Dinge die näher bei einander liegen werden als mehr zusammengehörig aufgefasst als gleiche, aber weiter auseinander liegende.

Gleichheit:
Ähnliche Dinge werden als zusammengehöhrig empfunden, im Vergleich zu anderen Dingen, deren Entfernung von einander gleich groß ist, die aber, die aber weniger Ähnlich sind.

Kontinuität:
Wir betrachten Dinge als zusammengehöhrig, wenn sie eine Vortsetzung voraus gehender Dinge zu sein scheinen.

Geschlossenheit:
Nicht abgeschlossene Figuren werden zu vollendeten Figuren ergänzt.

Gute Gestalt:
Für den Ausdruck einer Figur ist die " Gute Gestalt " besonders wichtig: Nur durch sie entsteht ein Eindruck von Ausgewogenheit, Schonheit und Harmonie.Dies kam besonders in der griechischen Kunst und später in der Renaissance zum Außdruck.

1.6 Optische Täuschungen
Außer den Bewegungstäoschungen gibt es noch die Optischentäuschungen. Hier gibt es mehrere Gruppen: Im allgemeinen arbeiten sie damit, daß unsere Erfahrung und Einstellung stärker ist als unser Wissen und der Reiz.

Geometrische Täuschungen:
Sie zeigen,daß retinale Reize keineswegs für die gesehene Größe und Form ausschlaggebend sein müssen. Beispiele:Müller-Lyersche Täuschung, Flächen und Größentäuschungen.

Perspektivische Zeichnungen:
Dies sind Zeichnungen, die uns einen dreidimensionalen Raum vortäuschen, in dem dann gleich große Dinge aufgrund der Perspektive unterschiedlich groß erscheinen.

Umspringbilder:
Hier sind auf einem Bild zwei verschiedene Dinge dargestellt, die unser Gehirn nicht gleichzitig wahrnehmen kann. So springt das Bild immerwieder von der einen Erscheinung in die andere um.

Unmögliche Figuren:
Hier wird dem Betrachter ebenfalls eine dreidimensionale Welt vorgespiegelt. So können durch bestimmte Techniken ( Schatierungen, Perspektieve...) Gebilde geschaffen werden, die es in der Realität nicht gibt. In der Kunst beschäftigten sich Meschen, wie Gödel,Escher und Bach mit diesen Täuschungen. Beispiele: Tri-bar, der Wasserfall, Stiegen und Männer..