Untersuchung zum Beitrag des ON-Kanals zu zeitlichen und chromatischen Verarbeitungsmechanismen in der Retina

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, mithilfe von Dressurexperimenten in Kombination mit dem Einsatz von Neuropharmaka die Bedeutung des retinalen ON-Kanals für zwei visuelle Leistungen des Goldfisches – das kontrastabhängige zeitliche Auflösungsvermögen sowie die Wellenlängenunterscheidungsfähigkeit - zu untersuchen. Da die Tiere nach der pharmakologischen Blockade keinerlei verändertes Verhalten zeigten, kann davon ausgegangen werden, dass der retinale ON-Kanal weder für die Prozessierung des kontrastabhängigen zeitlichen Auflösungsvermögens noch für die Wellenlängenunterscheidungsfähigkeit eine maßgebliche Rolle spielt. Aus den Versuchen zur Wellenlängenunterscheidungsfähigkeit kann des Weiteren abgeleitet werden, dass der ON-Kanal auch für die spektrale Empfindlichkeit der Tiere bei der gegebenen Beleuchtungs- und Dressurbedingungen (L+-Dressur) keine Bedeutung zu haben scheint. Nach den Versuchen zum kontrastabhängigen zeitlichen Auflösungsvermögen kann festgehalten werden, dass das zeitliche Auflösungsvermögen des Goldfisches sich mit abnehmendem Stimuluskontrast verändert: Der für die Tiere wahrnehmbare Flickerfrequenzbereich wird mit abnehmendem Kontrast geringer. Die Flimmerfusionsfrequenz wird im oberen Frequenzbereich früher erreicht; im unteren Flickerfrequenzbereich tritt mit abnehmendem Kontrast auch eine untere Grenze des zeitlichen Auflösungsvermögens auf. Des Weiteren zeigen die Ergebnisse aus den Verhaltensversuchen zu den kontrastabhängigen zeitlichen Übertragungseigenschaften eine gute Vergleichbarkeit zu elektrophysiologisch gewonnenen Antworten von ON bzw. OFF-Bipolarzellen. Ebenso ähneln sich die Kurvenverläufe zum kontrastabhängigen zeitlichen Auflösungsvermögen und die aus den Versuchen zur kontrastabhängigen Ganzfeldbewegungswahrnehmung – einer visuellen Leistung, deren Prozessierung eines ON-Kanal-Beitrages bedarf. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das zeitliche Auflösungsvermögen wie auch die Ganzfeldbewegungswahrnehmung hauptsächlich von retinalen Verarbeitungsprozessen abhängen.

The purpose of this thesis was to examine the importance of the retinal ON-channel for two different visual abilities in goldfish: contrast-dependent temporal resolution and wavelength-discrimination. The method used for this purpose was a combination of a two-choice forced procedure and the application of neuro-pharmaceuticals impairing or blocking neuronal transmission through retinal ON-bipolar cells. The drug application did not alter the animals ability to perceive flicker stimuli or discriminate colors. Therefore it is concluded that the retinal ON-channel is of no decisive importance for both contrast-dependent temporal resolution and wavelength-discrimination ability. The wavelengthdiscrimination ability experiments show furthermore that impairing or blocking the retinal ON-channel does not affect goldfish spectral sensitivity under the given experimental conditions. The data obtained from the experiments on temporal resolution show that temporal resolution changes with the stimulus contrast: The perceivable flicker frequency range diminishes with contrast: the flicker fusion frequency, in the high flicker frequency range, is reached at lower frequencies; in the low frequency range a minimal flicker frequency for behavioral responses becomes apparent. The results for contrastdependent temporal resolution are in part highly similar to electrophysiological obtained data for contrast coding properties of salamander ON- and OFF-bipolar cells, respectively. Furthermore, the shape of the “contrast-sensitivity data curve“ found for contrast-dependent temporal resolution and contrast-dependent full-filed-motion perception are rather similar. While contrast-dependent full-filed-motion perception is a visual ability which requires processing within the retinal ON-cannel, temporal resolution seems independent of it as does spectral sensitivity under the given conditions. The data indicate however that both temporal resolution and full-field motion perception are mainly dependent upon retinal coding properties.