Note: Intro -- Transduction Channels in Sensory Cells -- Table of Contents -- Preface -- List of Contributers -- 1 The Molecular Basis of Touch Sensation as Modeled in Caenorhabditis elegans -- Abstract -- 1.1 Introduction -- 1.2 Features of the C. elegans Model System -- 1.3 Mechanosensation Is a Major Mechanism by Which C. elegans Senses Its Environment -- 1.4 Gentle Body Touch -- 1.4.1 The Touch Receptor Neurons -- 1.4.2 Ultrastructural Features of the Touch Receptor Neurons -- 1.4.2.1 Touch Cell-specific Microtubules -- 1.4.2.2 The Extracellular Mantle -- 1.4.3 Genetic and Molecular Analysis of Body Touch -- 1.4.3.1 mec-4 and mec-10 Ion Channel Subunits Form Na(+) Channels -- 1.4.3.2 MEC-4 at the Molecular Level -- 1.4.4 The Candidate Mechanotransducing Channel is a Heteromultimeric Complex -- 1.4.4.1 MEC-4 and MEC-10 Form a Functional Ion Channel -- 1.4.4.2 MEC-2 Is a Stomatin-like Protein That May Help Tether the MEC-4/MEC-10 Channel to the Membrane Bilayer and/or the Cytoskeleton -- 1.4.4.3 MEC-6 Is a Transmembrane Paraoxonase-like Protein That Controls MEC Channel Activity -- 1.4.5 Intracellular Proteins Needed for Touch Transduction -- 1.4.6 Extracellular Proteins Needed for Touch Transduction -- 1.4.6.1 MEC-1 -- 1.4.6.2 MEC-5 -- 1.4.6.3 MEC-9 -- 1.4.7 The MEC Channel Functions Specifically in Neuronal Responses to Gentle Touch -- 1.4.7.1 Test of a Key Hypothesis -- 1.4.7.2 Additional Insights Revealed by Imaging In Vivo Ca(2+) Changes in Responding Touch Neurons -- 1.4.8 Summary: A Molecular Model for Gentle-touch Sensation -- 1.4.8.1 How Touch Is Sensed to Elicit a Specific Behavioral Response -- 1.4.8.2 Notes on the Working Model -- 1.5 The C. elegans Degenerin Family: A Global Role of Degenerin Channels in Mechanotransduction? -- 1.5.1 unc-105 -- 1.5.2 unc-8 and del-1. , 1.5.2.1 A Stomatin Partner for the UNC-8 Channel Suggests a Common Composition of Degenerin Channels -- 1.5.2.2 Trp Channels May Also Contribute to Mechanosensory Functions in C. elegans -- 1.5.2.3 Fly and Mouse Neuronal DEG/ENaCs Influence Mechanotransduction, Supporting Conserved Roles for This Family of Proteins -- 1.6 Concluding Remarks -- Acknowledgments -- References -- 2 Transduction Channels in Hair Cells -- 2.1 Introduction -- 2.2 Gating Mechanism: Channel Kinetics -- 2.2.1 Tip Links and Gating Springs -- 2.2.2 Gating Compliance -- 2.2.3 Three-state Channel Schemes -- 2.3 Ionic Selectivity -- 2.3.1 Blocking Compounds -- 2.4 MET Channel Adaptation -- 2.4.1 Ca(2+) Regulation of Adaptation -- 2.4.2 The Function of Adaptation -- 2.5 Single-channel Conductance -- 2.5.1 Number of MET Channels Per Stereocilium -- 2.6 The MET Channel as a Member of the TRP Family -- 2.6.1 Properties of TRPV Channels -- 2.7 Conclusions -- Acknowledgments -- References -- 3 Acid-sensing Ion Channels -- 3.1 Introduction -- 3.2 ASICs and the DEG/ENaC Superfamily -- 3.3 Amino Acid Structure -- 3.4 Assembly Into Channels -- 3.5 Pharmacology -- 3.6 Gating -- 3.7 Proposed Sensory Functions -- 3.7.1 Pain/Nociception -- 3.7.2 Mechanosensation -- 3.7.3 Taste -- 3.8 CNS ASICs -- 3.9 Stroke -- 3.10 Other pH-activated Channels -- References -- 4 Chemosensory Transduction in Caenorhabditis elegans -- 4.1 Introduction -- 4.1.1 The organism C. elegans -- 4.1.2 Introduction to the Channels -- 4.2 The Chemosensory Organs -- 4.2.1 The Amphid Organ -- 4.2.2 Phasmid Organ -- 4.2.3 Inner Labial -- 4.2.4 The Sensory Signaling Circuit -- 4.3 Behavioral Assays -- 4.3.1 Chemotaxis -- 4.3.2 Repulsion -- 4.3.3 Thermotaxis -- 4.3.4 Social Feeding or Bordering -- 4.4 How Is The Response to Each Stimulus Generated? -- 4.4.1 The Chemotaxis Olfactory Response. , 4.4.2 Chemotaxis to Water-soluble Compounds -- 4.4.3 Repellents -- 4.4.3.1 The ASH Polymodal Sensory Neuron -- 4.4.4 Thermotaxis -- 4.4.5 Feeding Behavior -- 4.5 Structure of the TAX, Cyclic Nucleotide-gated Channels of the Worm -- 4.6 Channel Regulation -- References -- 5 Vertebrate Olfactory Signal Transduction and the Interplay of Excitatory Anionic and Cationic Currents -- Abstract -- 5.1 Introduction -- 5.1.1 Tissue -- 5.1.2 Olfactory Receptor Neurons -- 5.1.3 Sustentacular Cells -- 5.1.4 Basal Cells -- 5.2 Recording Odor-induced Electrical Activity -- 5.2.1 The Electroolfactogram -- 5.3 Odorant Responses of Single Isolated Olfactory Receptor Neurons -- 5.4 Components of the Transduction Pathway -- 5.5 Cloning of G Proteins Expressed in the OE -- 5.5.1 Gαolf -- 5.5.2 Adenylyl Cyclase -- 5.6 Odorant Receptors -- 5.7 Cyclic Nucleotide-gated Channel in OE -- 5.8 Cloning of a CNG Channel Expressed in the OE -- 5.9 Negative Feedback by Ca(2+) on the CNG Channel -- 5.10 The Olfactory Ca(2+)-activated Cl(-) Channel -- 5.11 Activation of the Cl(-) Conductance -- 5.12 Single Channel Properties and Channel Densities -- 5.13 Regulation of Cl(-) Channel Activity -- 5.14 Amplification of the CNG Current and Generation of the Cl(-) Current -- 5.15 Open Questions -- References -- 6 Transduction Channels in the Vomeronasal Organ -- 6.1 Introduction -- 6.2 Anatomy of the Vomeronasal System -- 6.3 Sensory Responses Involve Generation of Action Potentials and Ca(2+) Entry -- 6.4 Two Families of G-protein-coupled Receptors Mediate VNO Transduction -- 6.5 Signaling Downstream of G Proteins May Involve a PLC -- 6.6 Second Messengers for VNO Transduction: Functional Studies -- 6.7 Identification of the TRPC2 Ion Channel as a Candidate Transduction Channel for VNO Sensory Signaling -- 6.8 TRPC2 Is Essential for Pheromone Transduction. , 6.9 Mechanism of TRPC2 Activation -- 6.10 TRPC2 Knockout Mice: Behavioral Defects -- 6.11 Loss of VNO Signaling Components in Human Evolution -- 6.12 Summary: Is TRPC2 the VNO Transduction Channel? -- Acknowledgements -- 7 Transduction Mechanisms in Taste Cells -- 7.1 Introduction -- 7.2 Ionic Stimuli -- 7.2.1 Salt -- 7.2.1.1 Epithelial Sodium Channel -- 7.2.1.2 Amiloride-insensitive Pathway -- 7.2.2 Sour -- 7.2.2.1 Proton-permeable Channels -- 7.2.2.2 Proton-gated Channels -- 7.2.2.3 Proton-blocked Channels -- 7.3 Complex Stimuli -- 7.3.1 GPCR Signaling in Taste Cells -- 7.3.2 Store-operated Channels and TRPM5 -- 7.3.3 Cyclic Nucleotide-regulated Channels -- 7.3.4 Ligand-gated Channels -- 7.3.5 Miscellaneous Channels -- 7.3.5.1 Fat-modulated Channels -- 7.3.5.2 Water-activated channels -- 7.4 Conclusions -- 8 Invertebrate Phototransduction: Multimolecular Signaling Complexes and the Role of TRP and TRPL Channels -- Abstract -- 8.1 Introduction -- 8.2 Structure of the Drosophila Compound Eye and Its Visual Pigments -- 8.3 The Drosophila Phototransduction Cascade Is a Prototypical G-protein-coupled Signaling Pathway -- 8.4 Essential Components of the Transduction Pathway Are Organized into a Multimolecular Signaling Complex -- 8.5 TRP and TRPL, the Transduction Channels of Drosophila Photoreceptors -- 8.5.1 Identification and Characterization of TRP and TRPL -- 8.5.2 Possible Gating Mechanism -- 8.5.3 Transduction Channels in the Visual Systems of Other Invertebrates -- 8.5.4 Drosophila TRP Is the Founding Member of the TRP Family of Ion Channels -- 8.6 Light-dependent Relocation of TRPL Alters the Properties of the Photoreceptive Membrane -- 8.7 Concluding Remarks and Outlook -- Acknowledgments -- 9 The Transduction Channels of Rod and Cone Photoreceptors -- 9.1 Introduction -- 9.2 Brief Overview -- 9.2.1 Ligand Sensitivity -- 9.2.2 Ion selectivity. , 9.2.3 Modulation -- 9.3 Function of CNG Channels in Phototransduction and Adaptation -- 9.3.1 Rod and Cone Photoreceptors -- 9.3.2 CNG Channels in Pinealocyte Photoreceptors -- 9.3.3 CNG Channels in Parietal Eye Photoreceptors -- 9.3.4 CNG Channels in Hyperpolarizing Photoreceptors of Invertebrates -- 9.4 Structure of Subunits -- 9.5 Transmembrane Topology and Subunit Stoichiometry -- 9.6 Interaction of CNG Channels With Other Proteins -- 9.6.1 The Glutamic Acid-rich Part (GARP) of B1 -- 9.6.2 Interaction with the Na(+)/Ca(2+)-K(+) Exchanger -- 9.7 Modulation -- 9.7.1 Modulation by Ca(2+) -- 9.8 Phosphorylation -- 9.8.1 Retinal -- 9.9 Visual Dysfunction Caused by Mutant CNG Channel Genes -- 9.9.1 Mutations Associated with Retinitis Pigmentosa -- 9.9.2 Mutations Associated with Achromatopsia or Cone Dystrophy -- Appendix -- 10 Ion Channels and Thermotransduction -- 10.1 Introduction -- 10.2 Physiological Studies Provide Evidence for the Existence of Thermally Gated Ion Channels -- 10.3 Molecular Characterization of a Heat-gated Ion Channel, TRPV1 -- 10.4 TRPV2 Is an Ion Channel Activated by Extremely Hot Temperatures -- 10.5 TRPV3 and TRPV4 Are Warmth-activated Channels -- 10.6 TRPM8 and ANKTM1 Are Activated by Cool and Cold Temperatures, Respectively -- 10.7 Non-TRP Channels Implicated in Mammalian Temperature Sensation -- 10.8 Temperature-sensing Proteins in Non-mammalian Species -- 10.9 Mechanisms of Temperature Transduction -- 10.10 Conclusions -- 11 Pain Transduction: Gating and Modulation of Ion Channels -- 11.1 Introduction -- 11.2 Ion Channels Gated by Noxious Stimuli -- 11.2.1 Ion Channels Gated by Noxious Heat -- 11.2.2 Ion Channels Gated by Noxious Cold -- 11.2.3 Ion Channels Gated by Acid -- 11.2.4 ATP-gated Ion Channels -- 11.2.5 Ion Channels Gated by Mechanical Stimuli -- 11.2.6 Initiation of Action Potentials by Noxious Stimuli. , 11.2.7 Summary Diagram of a Nociceptive Terminal.

Note: Intro -- Inhaltsverzeichnis -- 1: Die Sinne - unsere Fenster zur Welt -- 1.1 Wahrnehmung findet im Gehirn statt -- 1.1.1 Gefangen in der Maskenwelt -- 1.1.2 Das Gehirn, das rätselhafte Organ der Wahrnehmung -- 1.2 Wie kommt die Welt in unseren Kopf? -- 1.2.1 Von der Sinneszelle zur Wahrnehmung -- 1.2.2 Wahrnehmung ist ein Urteilsakt des Gehirns -- 1.3 Sinneswelten -- 1.3.1 Sinneswelt, die erste! -- 1.3.2 Sinneswelt, die zweite! -- 1.3.3 Sinneswelt, die dritte! -- 1.4 Vom Sinn der Sinne -- 2: Die Evolution der Sinne -- 2.1 Die Sinne des Menschen und wie er dazu kam -- 2.1.1 Wie viele Sinne hat der Mensch? -- 2.2 Die Evolution der Sinne -- 2.2.1 Die Evolution ist der Motor für die Weiterentwicklung des Lebens -- 2.2.2 Das Prinzip der Zucht - die künstliche Auswahl -- 2.2.3 Das Prinzip der Evolution - die natürliche Auslese -- 2.2.4 Die Eigenschaften unserer Sinnessysteme und die Verarbeitungsstrategien unseres Gehirns sind ein Produkt der Evolution -- 2.2.5 Kinder der Evolution -- 2.2.6 „Wer hat's erfunden?" -- 2.3 Jeder auf seine Art - die Leistungen unserer Sinne sind höchst unterschiedlich -- 2.3.1 Zwei Sinne im Vergleich -- 2.3.2 Vom Sinnesreiz zum Verhalten -- Weiterführende Literatur -- 3: Die Sprache der Nervenzellen - und wie man sie versteht -- 3.1 Labor eines Neurowissenschaftlers -- 3.2 Labor 1: Die wunderbare Welt der Nervenzelle -- 3.2.1 Nervenzellen sind die Funktionseinheiten des Gehirns -- 3.2.2 Aufbau einer Nervenzelle -- 3.2.3 Was macht die Nervenzelle zur Nervenzelle? -- 3.2.4 Warum können Nervenzellen Signale übertragen? -- 3.3 Labor 2: Von Ionen und Membranen - wie Nervenzellen eine elektrische Spannung aufbauen -- 3.3.1 Ionen sind die Grundlage für elektrische Signale in Nervenzellen -- 3.3.2 Ionenpumpen bauen Unterschiede zwischen dem Inneren der Zelle und ihrer Umgebung auf. , 3.3.3 Ionenkanäle sind elektrische Schalter in der Zellmembran -- 3.4 Labor 3: Aktionspotenziale sind die Sprache unseres Nervensystems -- 3.4.1 Die Membranspannung spiegelt die Aktivität einer Nervenzelle wider -- 3.4.2 Aktionspotenziale leiten Signale über lange Strecken -- 3.5 Labor 4: Wie Nervenzellen Information austauschen -- 3.5.1 Synapsen übertragen die Information chemisch -- 3.6 Labor 5: Wie man mit Nervenzellen einen Hochleistungsrechner baut -- 3.6.1 Die Grundlagen des neuronalen Rechnens: Konvergenz und Divergenz, Erregung und Hemmung -- 3.6.2 Der Rechner in der Nervenzelle -- 3.6.3 Die schreckhafte Maus oder die Rückwärtshemmung als Notbremse -- Weiterführende Literatur -- 4: Von der Sinneszelle zum Gehirn -- 4.1 Vom Reiz zum elektrischen Signal - die Signalwandlung -- 4.1.1 Eine komplizierte Aufgabe -- 4.1.2 Sinneszellen besitzen ein spezialisiertes Außensegment -- 4.1.3 Die einfachste Art der Signalwandlung: Rezeptor und Ionenkanal sind in einem Protein zusammengefasst -- 4.1.4 Signalwandlung mit dem Baukastensystem - die G-Protein-gekoppelte Signalkaskade -- 4.2 Adaptation -- 4.2.1 Sinneszellen passen sich an die Umgebung an - sie adaptieren -- 4.3 Codierung der Sinnesinformation -- 4.3.1 Sinnesreize werden in der Abfolge von Aktionspotenzialen codiert und an das Gehirn geschickt -- 4.4 Die geordnete Verschaltung der Sinnesinformation -- 4.4.1 Ordnung im Strom der Sinnesinformation -- 4.4.2 Ordnung auf höchster Ebene - die topografische Abbildung -- 4.4.3 Die Sinnesinformation wird gefiltert -- Weiterführende Literatur -- 5: Schmecken -- 5.1 Vom Sinn des Schmeckens -- 5.2 Geschmackszellen überprüfen die Nahrung -- 5.3 Sauer und salzig: Ionenkanäle auf der Zunge -- 5.4 Bittere Gifte -- 5.5 Köstlicher Geschmack: Süß und umami -- 5.6 Der „Scharfgeschmack" ist eigentlich ein Schmerzreiz -- 5.7 Die Geschmacksempfindung. , 5.8 Andere Lösungen -- Weiterführende Literatur -- 6: Riechen -- 6.1 Die Vielfalt der Gerüche ist grenzenlos -- 6.2 Riechzellen in der Nase detektieren Duftstoffe -- 6.3 Im Gehirn entstehen Geruchsbilder -- 6.4 Bleib jung! Das Riechsystem erneuert sich selbst -- 6.5 Das Riechen mit Zilien -- 6.6 Pheromone organisieren das Sozialleben -- 6.7 Was uns an Gerüchen interessiert -- 6.8 Leben, ohne zu riechen -- Weiterführende Literatur -- 7: Sehen -- 7.1 Augen auf - und dann? -- 7.1.1 Ball, Satz und Sieg! -- 7.1.2 Betrachten wir die Sache mit dem Sehen mal bei Licht … -- 7.1.3 Was wir in diesem Kapitel sehen werden -- 7.1.4 Was ist eigentlich Licht? -- 7.2 Das Auge -- 7.2.1 „Ich seh dir in die Augen, Kleines!" -- 7.2.2 Auf den ersten Blick ähnelt unser Auge einer Kamera -- 7.2.3 Nur im winzigen Zentrum unseres Bildfeldes sehen wir wirklich scharf -- 7.2.4 Die Verteilung der Photorezeptoren erfolgt als Anpassung an die Lebensweise -- 7.2.5 Wer hat die schärfsten Augen? -- 7.3 Wie unsere Photorezeptoren Licht in die Sprache des Nervensystems übersetzen - die Phototransduktion -- 7.3.1 Das Außensegment ist die lichtempfindliche Antenne des Photorezeptors -- 7.3.2 Der erste Schritt beim Sehen: Ein Farbstoffmolekül im Photorezeptor absorbiert das Lichtquant -- 7.3.3 Die elektrische Lichtantwort unserer Photorezeptoren ist außergewöhnlich -- 7.3.4 Unsere Photorezeptoren - die etwas anderen Zellen -- 7.3.5 Ein Stäbchen kann zwar auf ein Lichtquant reagieren, wahrnehmen können wir ein einzelnes Lichtquant aber nicht -- 7.3.6 Besser als jeder fotografische Film: Die Anpassungsleistung der Netzhaut -- 7.3.7 Immer in Bewegung bleiben - wie Mikrosakkaden unsere Wahrnehmung stabilisieren -- 7.4 Farbensehen -- 7.4.1 Drei Sehpigmente in den Zapfen ermöglichen uns das Farbensehen -- 7.4.2 Die trichromatische Theorie der Farbwahrnehmung -- 7.4.3 Farbsehstörungen. , 7.4.4 Die Evolution des Farbensehens -- 7.5 Die Retina - der Rechner im Auge -- 7.5.1 Die Netzhaut besteht nicht nur aus Photorezeptoren -- 7.5.2 Die Information wird im retinalen Netzwerk weiterverarbeitet -- 7.5.3 Die Sprache der Ganglienzellen -- 7.5.4 Vorteil eins: Objekttrennung durch Kontrastverschärfung! -- 7.5.5 Vorteil zwei: Die Informationsflut wird reduziert -- 7.5.6 Vorteil drei: Unabhängig werden von der Beleuchtung -- 7.5.7 Wie die Antwort im Zentrum des rezeptiven Feldes erzeugt wird -- 7.5.8 Wie die Retina durch laterale Hemmung rezeptive Felder erzeugt -- 7.5.9 Ganglienzellen sind neuronale Filter -- 7.5.10 Auf ins Gehirn! -- 7.6 Eine Reise durch das Sehsystem -- 7.6.1 Von der Retina bis zur primären Sehrinde -- 7.6.2 Die Sehrinde ist hochorganisiert -- 7.6.3 Die meisten rezeptiven Felder in der primären Sehrinde reagieren auf Kanten und Linien -- 7.6.4 Jenseits der primären Sehrinde -- 7.6.5 Der dorsale Pfad: Die Wo-wie-wohin-Bahn -- 7.6.6 Der ventrale Pfad: die Was-Bahn -- 7.6.7 Wo, bitte, geht's zur Großmutterzelle? -- 7.6.8 Andere Lösungen: Komplexaugen -- Weiterführende Literatur -- 8: Hören -- 8.1 Bei Nacht im Kreidewald -- 8.2 Schall hören -- 8.2.1 Von der Schallquelle in das Ohr -- 8.2.2 Die Vielfalt des Hörens: Töne, Klänge, Geräusche -- 8.3 Cochlea - die tonotope Hörschnecke -- 8.3.1 Resonanz und Wanderwellen -- 8.3.2 Aufbau der Cochlea -- 8.3.3 Der Verstärker des Corti-Organs -- 8.3.4 Innere Haarzellen - empfindlicher geht es nicht -- 8.3.5 Die mechanoelektrische Transduktion -- 8.3.6 Haarzellen übertragen ihr Signal auf Nervenfasern -- 8.4 Unsere Hörwelt -- 8.4.1 Schallortung -- 8.4.2 Die Wahrnehmung von Sprache -- 8.4.3 Musik - der direkte Weg zur Emotion -- 8.5 Die Hörwelt der anderen: Echoortung -- 8.5.1 „Sehen mit den Ohren" -- 8.5.2 Die Kunst der Echoortung. , 8.5.3 Angewandte Physik - die Fledermaus nutzt den Dopplereffekt -- 8.6 Andere Lösungen: Mit den Knochen hören -- Weiterführende Literatur -- 9: Orientierung und Navigation -- 9.1 Wo bin ich? -- 9.2 Die Orientierung an chemischen Signalen -- 9.3 Visuelle Orientierung -- 9.3.1 Sonne und Polarstern dienen als Orientierungshilfe -- 9.3.2 Die Detektion von polarisiertem Licht -- 9.4 Der magnetische Kartensinn -- 9.4.1 Das Magnetfeld der Erde -- 9.4.2 Magnetsinn bei Vögeln -- Weiterführende Literatur -- 10: Tasten und Fühlen -- 10.1 Unsere Haut -- 10.2 Tasthaare -- 10.3 Schmerz - Warnung und Leid -- 10.4 Kälte, Wärme, Infrarot -- Weiterführende Literatur -- 11: Unsere Innenwelt -- 11.1 Regelkreise organisieren den Körper -- 11.2 Muskelspindeln -- 11.3 Der Gleichgewichtssinn -- 11.4 Ausleuchtung der Innenwelt: Die Endorezeptoren -- Weiterführende Literatur -- 12: Wahrnehmung -- 12.1 Was ist Wahrnehmung? -- 12.1.1 Der erste Schritt: Wahrnehmung ist indirekt - unser Gehirn muss die Umwelt deshalb rekonstruieren -- 12.1.2 Der zweite Schritt zur Wahrnehmung: Die Rekonstruktion unserer Umwelt erfolgt nicht „wertfrei" - unser Gehirn stellt eine Hypothese über die Umwelt auf -- 12.2 Prinzipien der Objekterkennung -- 12.2.1 Das Gehirn nutzt zur Wahrnehmung von Objekten einfache Prinzipien -- 12.3 Trennung von Objekt und Hintergrund -- 12.3.1 Unser Gehirn „übertreibt" beim Trennen von Objekt und Hintergrund -- 12.3.2 Wettstreit der Strategien -- 12.3.3 Scheinkonturen - wir sehen etwas, das gar nicht ist -- 12.4 Wahrnehmung von Bewegung -- 12.4.1 Bewegung ist einer der wichtigsten Parameter in einer belebten Umwelt -- 12.4.2 Wer bewegt sich - du oder ich? -- 12.5 Wahrnehmung von Tiefe -- 12.5.1 Wie erzeugt unser Gehirn eine dreidimensionale Wahrnehmung aus einem zweidimensionalen Retinabild? -- 12.5.2 Auch ein zweidimensionales Bild kann Tiefeninformation enthalten. , 12.5.3 Erst das Sehen mit zwei Augen erlaubt die optimale Tiefenwahrnehmung.

Note: Intro -- Inhaltsverzeichnis -- Kapitel-1 -- Die Sinne - unsere Fenster zur Welt -- 1.1 Wahrnehmung findet im Gehirn statt -- 1.1.1 Gefangen in der Maskenwelt -- 1.1.2 Das Gehirn, das rätselhafte Organ der Wahrnehmung -- 1.2 Wie kommt die Welt in unseren Kopf? -- 1.2.1 Von der Sinneszelle zur Wahrnehmung -- 1.2.2 Wahrnehmung ist ein Urteilsakt des Gehirns -- 1.3 Sinneswelten -- 1.3.1 Sinneswelt, die erste! -- 1.3.2 Sinneswelt, die zweite! -- 1.3.3 Sinneswelt, die dritte! -- 1.4 Vom Sinn der Sinne -- Kapitel-2 -- Die Evolution der Sinne -- 2.1 Die Sinne des Menschen und wie er dazu kam -- 2.1.1 Wie viele Sinne hat der Mensch? -- 2.2 Die Evolution der Sinne -- 2.2.1 Die Evolution ist der Motor für die Weiterentwicklung des Lebens -- 2.2.2 Das Prinzip der Zucht - die künstliche Auswahl -- 2.2.3 Das Prinzip der Evolution - die natürliche Auslese -- 2.2.4 Die Eigenschaften unserer Sinnessysteme und die Verarbeitungsstrategien unseres Gehirns sind ein Produkt der Evolution -- 2.2.5 Kinder der Evolution -- 2.2.6 »Wer hat's erfunden?« -- 2.3 Jeder auf seine Art - die Leistungen unserer Sinne sind höchst unterschiedlich -- 2.3.1 Zwei Sinne im Vergleich -- 2.3.2 Vom Sinnesreiz zum Verhalten -- Literatur -- Kapitel-3 -- Die Sprache der Nervenzellen - und wie man sie versteht -- 3.1 Besuch im Labor eines Neurowissenschaftlers -- 3.2 Labor 1: Die wunderbare Welt der Nervenzelle -- 3.2.1 Nervenzellen sind die Funktionseinheiten des Gehirns -- 3.2.2 Aufbau einer Nervenzelle -- 3.2.3 Was macht die Nervenzelle zur Nervenzelle? -- 3.2.4 Warum können Nervenzellen Signale übertragen? -- 3.3 Labor 2: Von Ionen und Membranen - wie Nervenzellen eine elektrische Spannung aufbauen -- 3.3.1 Ionen sind die Grundlage für elektrische Signale in Nervenzellen -- 3.3.2 Ionenpumpen bauen Unterschiede zwischen dem Inneren der Zelle und ihrer Umgebung auf. , 3.3.3 Ionenkanäle sind elektrische Schalter in der Zellmembran -- 3.4 Labor 3: Aktionspotenziale sind die Sprache unseres Nervensystems -- 3.4.1 Die Membranspannung spiegelt die Aktivität einer Nervenzelle wider -- 3.4.2 Aktionspotenziale leiten Signale über lange Strecken -- 3.5 Labor 4: Wie Nervenzellen Information austauschen -- 3.5.1 Synapsen übertragen die Information chemisch -- 3.6 Labor 5: Wie man mit Nervenzellen einen Hochleistungsrechner baut -- 3.6.1 Die Grundlagen des neuronalen Rechnens: Konvergenz und Divergenz, Erregung und Hemmung -- 3.6.2 Der Rechner in der Nervenzelle -- 3.6.3 Die schreckhafte Maus oder die Rückwärtshemmung als Notbremse -- Literatur -- Kapitel-4 -- Von der Sinneszelle zum Gehirn -- 4.1 Vom Reiz zum elektrischen Signal - die Signalwandlung -- 4.1.1 Eine komplizierte Aufgabe -- 4.1.2 Sinneszellen besitzen ein spezialisiertes Außensegment -- 4.1.3 Die einfachste Art der Signalwandlung: Rezeptor und Ionenkanal sind in einem Protein zusammengefasst -- 4.1.4 Signalwandlung mit dem Baukastensystem - die G-Protein-gekoppelte Signalkaskade -- 4.2 Adaptation -- 4.2.1 Sinneszellen passen sich an die Umgebung an - sie adaptieren -- 4.3 Codierung der Sinnesinformation -- 4.3.1 Sinnesreize werden in der Abfolge von Aktionspotenzialen codiert und an das Gehirn geschickt -- 4.4 Die geordnete Verschaltung der Sinnesinformation -- 4.4.1 Ordnung im Strom der Sinnesinformation -- 4.4.2 Ordnung auf höchster Ebene - die topografische Abbildung -- 4.4.3 Die Sinnesinformation wird gefiltert -- Literatur -- Kapitel-5 -- Schmecken -- 5.1 Vom Sinn des Schmeckens -- 5.2 Geschmackszellen überprüfen die Nahrung -- 5.3 Sauer und salzig: Ionenkanäle auf der Zunge -- 5.4 Bittere Gifte -- 5.5 Köstlicher Geschmack: Süß und umami -- 5.6 Der »Scharfgeschmack« ist eigentlich ein Schmerzreiz -- 5.7 Die Geschmacksempfindung -- 5.8 Andere Lösungen. , Literatur -- Kapitel-6 -- Riechen -- 6.1 Die Vielfalt der Gerüche ist grenzenlos -- 6.2 Riechzellen in der Nase detektieren Duftstoffe -- 6.3 Im Gehirn entstehen Geruchsbilder -- 6.4 Bleib jung! Das Riechsystem erneuert sich selbst -- 6.5 Das Riechen mit Zilien -- 6.6 Pheromone organisieren das Sozialleben -- 6.7 Was uns an Gerüchen interessiert -- 6.8 Leben, ohne zu riechen -- Literatur -- Kapitel-7 -- Sehen -- 7.1 Augen auf - und dann? -- 7.1.1 Ball, Satz und Sieg! -- 7.1.2 Betrachten wir die Sache mit dem Sehen mal bei Licht … -- 7.1.3 Was wir in diesem Kapitel  sehen werden -- 7.1.4 Was ist eigentlich Licht? -- 7.2 Das Auge -- 7.2.1 »Ich seh dir in die Augen, Kleines!« -- 7.2.2 Auf den ersten Blick ähnelt unser Auge einer Kamera -- 7.2.3 Nur im winzigen Zentrum unseres Bildfeldes sehen wir wirklich scharf -- 7.2.4 Die Verteilung der Photorezeptoren erfolgt als Anpassung an die Lebensweise -- 7.2.5 Wer hat die schärfsten Augen? -- 7.3 Wie unsere Photorezeptoren Licht in die Sprache des Nervensystems übersetzen - die Phototransduktion -- 7.3.1 Das Außensegment ist die lichtempfindliche Antenne des Photorezeptors -- 7.3.2 Der erste Schritt beim Sehen: Ein Farbstoffmolekül im Photorezeptor absorbiert das Lichtquant -- 7.3.3 Die elektrische Lichtantwort unserer Photorezeptoren ist außergewöhnlich -- 7.3.4 Unsere Photorezeptoren - die etwas anderen Zellen -- 7.3.5 Ein Stäbchen kann zwar auf ein Lichtquant reagieren, wahrnehmen können wir ein einzelnes Lichtquant aber nicht -- 7.3.6 Besser als jeder fotografische Film: Die Anpassungsleistung der Netzhaut -- 7.3.7 Immer in Bewegung bleiben - wie Mikrosakkaden unsere Wahrnehmung stabilisieren -- 7.4 Farbensehen -- 7.4.1 Drei Sehpigmente in den Zapfen ermöglichen uns das Farbensehen -- 7.4.2 Die trichromatische Theorie der Farbwahrnehmung. , 7.4.3 Farbsehstörungen -- 7.4.4 Die Evolution des Farbensehens -- 7.5 Die Retina - der Rechner im Auge -- 7.5.1 Die Netzhaut besteht nicht nur aus Photorezeptoren -- 7.5.2 Die Information wird im retinalen Netzwerk weiterverarbeitet -- 7.5.3 Die Sprache der Ganglienzellen -- 7.5.4 Vorteil eins: Objekttrennung durch Kontrastverschärfung! -- 7.5.5 Vorteil zwei: Die Informationsflut wird reduziert -- 7.5.6 Vorteil drei: Unabhängig werden von der Beleuchtung -- 7.5.7 Wie die Antwort im Zentrum des rezeptiven Feldes erzeugt wird -- 7.5.8 Wie die Retina durch laterale Hemmung rezeptive Felder erzeugt -- 7.5.9 Ganglienzellen sind neuronale Filter -- 7.5.10 Auf ins Gehirn! -- 7.6 Eine Reise durch das Sehsystem -- 7.6.1 Von der Retina bis zur primären Sehrinde -- 7.6.2 Die Sehrinde ist hochorganisiert -- 7.6.3 Die meisten rezeptiven Felder in der primären Sehrinde reagieren auf Kanten und Linien -- 7.6.4 Jenseits der primären Sehrinde -- 7.6.5 Der dorsale Pfad : Die Wo-wie-wohin- Bahn -- 7.6.6 Der ventrale Pfad : die Was- Bahn -- 7.6.7 Wo, bitte, geht's zur Großmutterzelle ? -- 7.6.8 Andere Lösungen: Komplexaugen -- Literatur -- Kapitel-8 -- Hören -- 8.1 Bei Nacht im Kreidewald -- 8.2 Schall hören -- 8.2.1 Von der Schallquelle in das Ohr -- 8.2.2 Die Vielfalt des Hörens: Töne, Klänge, Geräusche -- 8.3 Cochlea - die tonotope Hörschnecke -- 8.3.1 Resonanz und Wanderwellen -- 8.3.2 Aufbau der Cochlea -- 8.3.3 Der Verstärker des Corti-Organs -- 8.3.4 Innere Haarzellen - empfindlicher geht es nicht -- 8.3.5 Die mechanoelektrische Transduktion -- 8.3.6 Haarzellen übertragen ihr Signal auf Nervenfasern -- 8.4 Unsere Hörwelt -- 8.4.1 Schallortung -- 8.4.2 Die Wahrnehmung von Sprache -- 8.4.3 Musik - der direkte Weg zur Emotion -- 8.5 Die Hörwelt der anderen: Echoortung -- 8.5.1 »Sehen mit den Ohren«. , 8.5.2 Die Kunst der Echoortung -- 8.5.3 Angewandte Physik - die Fledermaus nutzt den Dopplereffekt -- 8.6 Andere Lösungen: Mit den Knochen hören -- Literatur -- Kapitel-9 -- Orientierung und Navigation -- 9.1 Wo bin ich? -- 9.2 Die Orientierung an chemischen Signalen -- 9.3 Visuelle Orientierung -- 9.3.1 Sonne und Polarstern dienen als Orientierungshilfe -- 9.3.2 Die Detektion von polarisiertem Licht -- 9.4 Der magnetische Kartensinn -- 9.4.1 Das Magnetfeld der Erde -- 9.4.2 Magnetsinn bei Vögeln -- Literatur -- Kapitel-10 -- Tasten und Fühlen -- 10.1 Unsere Haut -- 10.2 Tasthaare -- 10.3 Schmerz - Warnung und Leid -- 10.4 Kälte, Wärme, Infrarot -- Literatur -- Kapitel-11 -- Unsere Innenwelt -- 11.1 Regelkreise organisieren den Körper -- 11.2 Muskelspindeln -- 11.3 Der Gleichgewichtssinn -- 11.4 Ausleuchtung der Innenwelt: Die Endorezeptoren -- Literatur -- Kapitel-12 -- Wahrnehmung -- 12.1 Was ist Wahrnehmung? -- 12.1.1 Der erste Schritt: Wahrnehmung ist indirekt - unser Gehirn muss die Umwelt deshalb rekonstruieren -- 12.1.2 Der zweite Schritt zur Wahrnehmung: Die Rekonstruktion unserer Umwelt erfolgt nicht »wertfrei« - unser Gehirn stellt eine Hypothese über die Umwelt auf -- 12.2 Prinzipien der Objekterkennung -- 12.2.1 Das Gehirn nutzt zur Wahrnehmung von Objekten einfache Prinzipien -- 12.3 Trennung von Objekt und Hintergrund -- 12.3.1 Unser Gehirn »übertreibt« beim Trennen von Objekt und Hintergrund -- 12.3.2 Wettstreit der Strategien -- 12.3.3 Scheinkonturen - wir sehen etwas, das gar nicht ist -- 12.4 Wahrnehmung von Bewegung -- 12.4.1 Bewegung ist einer der wichtigsten Parameter in einer belebten Umwelt -- 12.4.2 Wer bewegt sich - du oder ich? -- 12.5 Wahrnehmung von Tiefe -- 12.5.1 Wie erzeugt unser Gehirn eine dreidimensionale Wahrnehmung aus einem zweidimensionalen Retinabild?. , 12.5.2 Auch ein zweidimensionales Bild kann Tiefeninformation enthalten.