| Inhaltsverzeichnis | 5 |
| 1: Die Sinne – unsere Fenster zur Welt | 11 |
| 1.1 Wahrnehmung findet im Gehirn statt | 12 |
| 1.1.1 Gefangen in der Maskenwelt | 12 |
| 1.1.2 Das Gehirn, das rätselhafte Organ der Wahrnehmung | 12 |
| 1.2 Wie kommt die Welt in unseren Kopf? | 14 |
| 1.2.1 Von der Sinneszelle zur Wahrnehmung | 14 |
| 1.2.2 Wahrnehmung ist ein Urteilsakt des Gehirns | 15 |
| 1.3 Sinneswelten | 16 |
| 1.3.1 Sinneswelt, die erste! | 16 |
| 1.3.2 Sinneswelt, die zweite! | 17 |
| 1.3.3 Sinneswelt, die dritte! | 19 |
| 1.4 Vom Sinn der Sinne | 19 |
| 2: Die Evolution der Sinne | 21 |
| 2.1 Die Sinne des Menschen und wie er dazu kam | 22 |
| 2.1.1 Wie viele Sinne hat der Mensch? | 22 |
| 2.2 Die Evolution der Sinne | 24 |
| 2.2.1 Die Evolution ist der Motor für die Weiterentwicklung des Lebens | 24 |
| 2.2.2 Das Prinzip der Zucht – die künstliche Auswahl | 26 |
| 2.2.3 Das Prinzip der Evolution – die natürliche Auslese | 27 |
| 2.2.4 Die Eigenschaften unserer Sinnessysteme und die Verarbeitungsstrategien unseres Gehirns sind ein Produkt der Evolution | 30 |
| 2.2.5 Kinder der Evolution | 34 |
| 2.2.6 „Wer hat’s erfunden?“ | 36 |
| 2.3 Jeder auf seine Art – die Leistungen unserer Sinne sind höchst unterschiedlich | 37 |
| 2.3.1 Zwei Sinne im Vergleich | 37 |
| 2.3.2 Vom Sinnesreiz zum Verhalten | 39 |
| Weiterführende Literatur | 41 |
| 3: Die Sprache der Nervenzellen – und wie man sie versteht | 42 |
| 3.1 Labor eines Neurowissenschaftlers | 44 |
| 3.2 Labor 1: Die wunderbare Welt der Nervenzelle | 46 |
| 3.2.1 Nervenzellen sind die Funktionseinheiten des Gehirns | 46 |
| 3.2.2 Aufbau einer Nervenzelle | 46 |
| 3.2.3 Was macht die Nervenzelle zur Nervenzelle? | 49 |
| 3.2.4 Warum können Nervenzellen Signale übertragen? | 53 |
| 3.3 Labor 2: Von Ionen und Membranen – wie Nervenzellen eine elektrische Spannung aufbauen | 54 |
| 3.3.1 Ionen sind die Grundlage für elektrische Signale in Nervenzellen | 54 |
| 3.3.2 Ionenpumpen bauen Unterschiede zwischen dem Inneren der Zelle und ihrer Umgebung auf | 56 |
| 3.3.3 Ionenkanäle sind elektrische Schalter in der Zellmembran | 57 |
| 3.4 Labor 3: Aktionspotenziale sind die Sprache unseres Nervensystems | 60 |
| 3.4.1 Die Membranspannung spiegelt die Aktivität einer Nervenzelle wider | 60 |
| 3.4.2 Aktionspotenziale leiten Signale über lange Strecken | 61 |
| 3.5 Labor 4: Wie Nervenzellen Information austauschen | 67 |
| 3.5.1 Synapsen übertragen die Information chemisch | 67 |
| 3.6 Labor 5: Wie man mit Nervenzellen einen Hochleistungsrechner baut | 70 |
| 3.6.1 Die Grundlagen des neuronalen Rechnens: Konvergenz und Divergenz, Erregung und Hemmung | 70 |
| 3.6.2 Der Rechner in der Nervenzelle | 73 |
| 3.6.3 Die schreckhafte Maus oder die Rückwärtshemmung als Notbremse | 75 |
| Weiterführende Literatur | 76 |
| 4: Von der Sinneszelle zum Gehirn | 77 |
| 4.1 Vom Reiz zum elektrischen Signal – die Signalwandlung | 78 |
| 4.1.1 Eine komplizierte Aufgabe | 78 |
| 4.1.2 Sinneszellen besitzen ein spezialisiertes Außensegment | 78 |
| 4.1.3 Die einfachste Art der Signalwandlung: Rezeptor und Ionenkanal sind in einem Protein zusammengefasst | 79 |
| 4.1.4 Signalwandlung mit dem Baukastensystem – die G-Protein-gekoppelte Signalkaskade | 80 |
| 4.2 Adaptation | 84 |
| 4.2.1 Sinneszellen passen sich an die Umgebung an – sie adaptieren | 84 |
| 4.3 Codierung der Sinnesinformation | 85 |
| 4.3.1 Sinnesreize werden in der Abfolge von Aktionspotenzialen codiert und an das Gehirn geschickt | 85 |
| 4.4 Die geordnete Verschaltung der Sinnesinformation | 86 |
| 4.4.1 Ordnung im Strom der Sinnesinformation | 86 |
| 4.4.2 Ordnung auf höchster Ebene – die topografische Abbildung | 89 |
| 4.4.3 Die Sinnesinformation wird gefiltert | 89 |
| Weiterführende Literatur | 90 |
| 5: Schmecken | 91 |
| 5.1 Vom Sinn des Schmeckens | 92 |
| 5.2 Geschmackszellen überprüfen die Nahrung | 94 |
| 5.3 Sauer und salzig: Ionenkanäle auf der Zunge | 94 |
| 5.4 Bittere Gifte | 99 |
| 5.5 Köstlicher Geschmack: Süß und umami | 102 |
| 5.6 Der „Scharfgeschmack“ ist eigentlich ein Schmerzreiz | 104 |
| 5.7 Die Geschmacksempfindung | 106 |
| 5.8 Andere Lösungen | 107 |
| Weiterführende Literatur | 108 |
| 6: Riechen | 109 |
| 6.1 Die Vielfalt der Gerüche ist grenzenlos | 110 |
| 6.2 Riechzellen in der Nase detektieren Duftstoffe | 111 |
| 6.3 Im Gehirn entstehen Geruchsbilder | 118 |
| 6.4 Bleib jung! Das Riechsystem erneuert sich selbst | 120 |
| 6.5 Das Riechen mit Zilien | 120 |
| 6.6 Pheromone organisieren das Sozialleben | 122 |
| 6.7 Was uns an Gerüchen interessiert | 127 |
| 6.8 Leben, ohne zu riechen | 131 |
| Weiterführende Literatur | 131 |
| 7: Sehen | 132 |
| 7.1 Augen auf – und dann? | 135 |
| 7.1.1 Ball, Satz und Sieg! | 135 |
| 7.1.2 Betrachten wir die Sache mit dem Sehen mal bei Licht … | 135 |
| 7.1.3 Was wir in diesem Kapitel sehen werden | 137 |
| 7.1.4 Was ist eigentlich Licht? | 138 |
| 7.2 Das Auge | 139 |
| 7.2.1 „Ich seh dir in die Augen, Kleines!“ | 139 |
| 7.2.2 Auf den ersten Blick ähnelt unser Auge einer Kamera | 141 |
| 7.2.3 Nur im winzigen Zentrum unseres Bildfeldes sehen wir wirklich scharf | 144 |
| 7.2.4 Die Verteilung der Photorezeptoren erfolgt als Anpassung an die Lebensweise | 149 |
| 7.2.5 Wer hat die schärfsten Augen? | 150 |
| 7.3 Wie unsere Photorezeptoren Licht in die Sprache des Nervensystems übersetzen – die Phototransduktion | 153 |
| 7.3.1 Das Außensegment ist die lichtempfindliche Antenne des Photorezeptors | 153 |
| 7.3.2 Der erste Schritt beim Sehen: Ein Farbstoffmolekül im Photorezeptor absorbiert das Lichtquant | 155 |
| 7.3.3 Die elektrische Lichtantwort unserer Photorezeptoren ist außergewöhnlich | 156 |
| 7.3.4 Unsere Photorezeptoren – die etwas anderen Zellen | 158 |
| 7.3.5 Ein Stäbchen kann zwar auf ein Lichtquant reagieren, wahrnehmen können wir ein einzelnes Lichtquant aber nicht | 161 |
| 7.3.6 Besser als jeder fotografische Film: Die Anpassungsleistung der Netzhaut | 161 |
| 7.3.7 Immer in Bewegung bleiben – wie Mikrosakkaden unsere Wahrnehmung stabilisieren | 164 |
| 7.4 Farbensehen | 165 |
| 7.4.1 Drei Sehpigmente in den Zapfen ermöglichen uns das Farbensehen | 165 |
| 7.4.2 Die trichromatische Theorie der Farbwahrnehmung | 169 |
| 7.4.3 Farbsehstörungen | 169 |
| 7.4.4 Die Evolution des Farbensehens | 170 |
| 7.5 Die Retina – der Rechner im Auge | 173 |
| 7.5.1 Die Netzhaut besteht nicht nur aus Photorezeptoren | 173 |
| 7.5.2 Die Information wird im retinalen Netzwerk weiterverarbeitet | 174 |
| 7.5.3 Die Sprache der Ganglienzellen | 176 |
| 7.5.4 Vorteil eins: Objekttrennung durch Kontrastverschärfung! | 178 |
| 7.5.5 Vorteil zwei: Die Informationsflut wird reduziert | 180 |
| 7.5.6 Vorteil drei: Unabhängig werden von der Beleuchtung | 181 |
| 7.5.7 Wie die Antwort im Zentrum des rezeptiven Feldes erzeugt wird | 185 |
| 7.5.8 Wie die Retina durch laterale Hemmung rezeptive Felder erzeugt | 185 |
| 7.5.9 Ganglienzellen sind neuronale Filter | 187 |
| 7.5.10 Auf ins Gehirn! | 191 |
| 7.6 Eine Reise durch das Sehsystem | 191 |
| 7.6.1 Von der Retina bis zur primären Sehrinde | 191 |
| 7.6.2 Die Sehrinde ist hochorganisiert | 194 |
| 7.6.3 Die meisten rezeptiven Felder in der primären Sehrinde reagieren auf Kanten und Linien | 195 |
| 7.6.4 Jenseits der primären Sehrinde | 199 |
| 7.6.5 Der dorsale Pfad: Die Wo-wie-wohin-Bahn | 200 |
| 7.6.6 Der ventrale Pfad: die Was-Bahn | 201 |
| 7.6.7 Wo, bitte, geht’s zur Großmutterzelle? | 203 |
| 7.6.8 Andere Lösungen: Komplexaugen | 205 |
| Weiterführende Literatur | 208 |
| 8: Hören | 209 |
| 8.1 Bei Nacht im Kreidewald | 210 |
| 8.2 Schall hören | 211 |
| 8.2.1 Von der Schallquelle in das Ohr | 211 |
| 8.2.2 Die Vielfalt des Hörens: Töne, Klänge, Geräusche | 213 |
| 8.3 Cochlea – die tonotope Hörschnecke | 214 |
| 8.3.1 Resonanz und Wanderwellen | 214 |
| 8.3.2 Aufbau der Cochlea | 215 |
| 8.3.3 Der Verstärker des Corti-Organs | 217 |
| 8.3.4 Innere Haarzellen – empfindlicher geht es nicht | 219 |
| 8.3.5 Die mechanoelektrische Transduktion | 223 |
| 8.3.6 Haarzellen übertragen ihr Signal auf Nervenfasern | 225 |
| 8.4 Unsere Hörwelt | 227 |
| 8.4.1 Schallortung | 227 |
| 8.4.2 Die Wahrnehmung von Sprache | 231 |
| 8.4.3 Musik – der direkte Weg zur Emotion | 235 |
| 8.5 Die Hörwelt der anderen: Echoortung | 238 |
| 8.5.1 „Sehen mit den Ohren“ | 238 |
| 8.5.2 Die Kunst der Echoortung | 240 |
| 8.5.3 Angewandte Physik – die Fledermaus nutzt den Dopplereffekt | 244 |
| 8.6 Andere Lösungen: Mit den Knochen hören | 246 |
| Weiterführende Literatur | 249 |
| 9: Orientierung und Navigation | 250 |
| 9.1 Wo bin ich? | 251 |
| 9.2 Die Orientierung an chemischen Signalen | 252 |
| 9.3 Visuelle Orientierung | 255 |
| 9.3.1 Sonne und Polarstern dienen als Orientierungshilfe | 255 |
| 9.3.2 Die Detektion von polarisiertem Licht | 257 |
| 9.4 Der magnetische Kartensinn | 260 |
| 9.4.1 Das Magnetfeld der Erde | 260 |
| 9.4.2 Magnetsinn bei Vögeln | 264 |
| Weiterführende Literatur | 271 |
| 10: Tasten und Fühlen | 272 |
| 10.1 Unsere Haut | 273 |
| 10.2 Tasthaare | 276 |
| 10.3 Schmerz – Warnung und Leid | 278 |
| 10.4 Kälte, Wärme, Infrarot | 288 |
| Weiterführende Literatur | 292 |
| 11: Unsere Innenwelt | 294 |
| 11.1 Regelkreise organisieren den Körper | 295 |
| 11.2 Muskelspindeln | 297 |
| 11.3 Der Gleichgewichtssinn | 298 |
| 11.4 Ausleuchtung der Innenwelt: Die Endorezeptoren | 301 |
| Weiterführende Literatur | 304 |
| 12: Wahrnehmung | 305 |
| 12.1 Was ist Wahrnehmung? | 307 |
| 12.1.1 Der erste Schritt: Wahrnehmung ist indirekt – unser Gehirn muss die Umwelt deshalb rekonstruieren | 308 |
| 12.1.2 Der zweite Schritt zur Wahrnehmung: Die Rekonstruktion unserer Umwelt erfolgt nicht „wertfrei“ – unser Gehirn stellt eine Hypothese über die Umwelt auf | 309 |
| 12.2 Prinzipien der Objekterkennung | 312 |
| 12.2.1 Das Gehirn nutzt zur Wahrnehmung von Objekten einfache Prinzipien | 312 |
| 12.3 Trennung von Objekt und Hintergrund | 317 |
| 12.3.1 Unser Gehirn „übertreibt“ beim Trennen von Objekt und Hintergrund | 317 |
| 12.3.2 Wettstreit der Strategien | 318 |
| 12.3.3 Scheinkonturen – wir sehen etwas, das gar nicht ist | 319 |
| 12.4 Wahrnehmung von Bewegung | 320 |
| 12.4.1 Bewegung ist einer der wichtigsten Parameter in einer belebten Umwelt | 320 |
| 12.4.2 Wer bewegt sich – du oder ich? | 321 |
| 12.5 Wahrnehmung von Tiefe | 324 |
| 12.5.1 Wie erzeugt unser Gehirn eine dreidimensionale Wahrnehmung aus einem zweidimensionalen Retinabild? | 324 |
| 12.5.2 Auch ein zweidimensionales Bild kann Tiefeninformation enthalten | 324 |
| 12.5.3 Erst das Sehen mit zwei Augen erlaubt die optimale Tiefenwahrnehmung | 325 |
| 12.5.4 Die Wunderwelt des Stereogramms | 327 |
| 12.5.5 Zufallspunktbilder – Tiefe aus dem Rauschen | 329 |
| 12.5.6 Das Pulfrich-Pendel – oder: Täuschung ist die Wahrnehmung einer falschen Hypothese | 330 |
| 12.6 Wahrnehmung von Größe | 333 |
| 12.6.1 Das Prinzip der Größenkonstanz – damit aus Riesen keine Zwerge werden | 333 |
| 12.6.2 Wenn Kugeln wachsen und schrumpfen – Größenkonstanz beim Pulfrich-Pendel | 336 |
| 12.7 Wettstreit der Sinne, Körpertausch, Magie und andere Illusionen | 337 |
| 12.7.1 Das Gehirn sucht aktiv nach Information | 337 |
| 12.7.2 Wahrnehmung ist ein Erinnerungsprozess | 338 |
| 12.7.3 Zur lückenlosen, geordneten Wahrnehmung muss das Gehirn unser Zeitempfinden bei der Wahrnehmung manipulieren | 339 |
| 12.7.4 Unser Gedächtnis ist die tragende Säule unserer Wahrnehmung | 340 |
| 12.7.5 „Blinde hören besser als Sehende“ – Mythos oder Wirklichkeit? | 343 |
| 12.7.6 Ist die Wahrnehmung des eigenen Körpers auch nur ein Konstrukt unseres Gehirns? | 344 |
| 12.7.7 Wahrnehmung ist abhängig von unserer Aufmerksamkeit | 345 |
| 12.7.8 Selektive Aufmerksamkeit führt zur Blindheit für andere Reize | 347 |
| 12.7.9 Aufmerksamkeit verändert die Physiologie des Gehirns | 348 |
| 12.7.10 Wahrnehmungsexperten der besonderen Art | 350 |
| 12.7.11 Im Gleichschritt zur Wahrnehmung | 351 |
| 12.7.12 Was wir von Patienten mit Wahrnehmungsstörungen lernen können | 353 |
| Weiterführende Literatur | 355 |
| 13: Anhang | 356 |
| 13.1 Herstellung von Masken | 357 |
| 13.2 Die versteckte Maus | 357 |
| 13.3 Die Täuschung nach Koffka | 358 |
| 13.4 Suchbilder | 358 |
| 13.5 Gedankenlesen aus der Ferne | 358 |
| Glossar | 365 |
| Stichwortverzeichnis | 373 |
