Zusammenhang zwischen Reizintensität und Rezeptorpotenzial: logarithmisch, d.h. die Amplitude des Rezeptorpotenzials steigt proportional zum log der Reizstärke.
Zusammenhang zwischen Rezeptorpotenzial und Impulsfrequenz: linear, d.h. die Impulsfrequenz auf dem ableitenden Axon ist proportional der Amplitude des Rezeptorpotenzials.
Zusammenhang zwischen Reizstärke und Impulsfrequenz: Die Impulsfrequenz ist proportional zum Logarithmus der Reizintensität.
Bei stärkerer Reizintensität geht der Zusammenhang immer mehr in Richtung Logarithmus: 10fache Reizstärke (von 100 nach 1000) bewirkt ca. eine Verdopplung der Impulsrate (von 41 nach 100).
zu 2b) Bei geringer Reizstärke muss die Sinneszelle empfindlicher sein für Änderungen, deshalb die direkte Proportionalität zwischen Reizstärke und Impulsfrequenz. Um sehr starke Reize noch codieren zu können, darf die Impulsfrequenz nicht mehr direkt proportional zunehmen, sonst würde sehr schnell die maximal mögliche Impulsfrequenz erreicht werden und noch stärkere Reize könnten nicht mehr codiert werden.
Überlegung: Wenn ein AP an einer Axonstelle ca. eine msec dauert, dann ist die Maximalfrequenz der APs 1000Hz d.h. 1000 Impulse pro Sekunde. Wenn lt.Tabelle Reizstärke 3 bereits 1,5 APs pro Sekunde auslöst, dann müsste Reizstärke 3000 bereits die max. mögliche Impulsfrequenz übersteigen.
zu 2c)
Biologische Bedeutung: Diese Sinneszelle soll besonders Umweltänderungen melden.
Die Reizänderung (größere Helligkeit) wird exakt als sprunghafter Anstieg der Impulsfrequenz codiert
> empfindliche Wahrnehmung einer Umweltänderung z.B. Verschwinden eines Schattens. Bei konstantem Reiz wird die Lichtempfindlichkeit geringer =Adaptation ("Gewöhnung") (siehe Lichtsinneszelle: biochemische Adaptation)
zu 3b)
Erregungszustand B: keine Reizung
Diese Sinneszelle ist in unerregtem Zustand depolarisiert und schüttet ständig erregenden Transmitter aus. Deshalb ist das PSP (postsynaptisches Potenzial) der nachgeschalteten Nervenzelle überschwellig und eine bestimmte Impulsfrequenz ist die Folge.
Erregungszustand A: Reizung durch Abbiegen der Sinneshärchen nach links
Die Sinneszelle antwortet mit einer Hyperpolarisierung (= Rezeptorpotenzial) > die Transmitter-Ausschüttung geht zurück (geringere Transmitter-Konzentration) > die Amplitude des PSPs der nachgeschalteten Nervenzelle wird geringer > die Impulsfrequenz wird geringer.
Erregungszustand C: Reizung durch Abbiegen der Sinneshärchen nach rechts
Die Sinneszelle antwortet mit einer verstärkten Depolarisierung (= Rezeptorpotenzial) > verstärkte Transmitterausschüttung > die Amplitude des PSPs der nachgeschalteten Nervenzelle wird größer > die (Codierung am Axonhügel als) Impulsfrequenz wird größer als im unerregten Zustand.