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Kybernetische Aspekte des Nervensystems und der Sinnesorgane

  • M. Zimmermann

Zusammenfassung

Die Kybernetik befaßt sich mit den Prozessen der Kommunikation und der Regelung [1, 2, 12]. Ihre theoretischen Säulen sind Informationstheorie [9, 13] und Regelungstheorie [8]. Diese wurden ursprünglich für den Bereich der Technik formuliert, dringen jedoch immer stärker auch in die Biologie ein [1, 5, 10]. Ihre Anwendung auf lebende Systeme (Biokybernetik) führt zu einer besonders übersichtlichen, häufig auch quantitativen Beschreibung biologischer Funktionen, was vielfach ein vertieftes Verständnis von Zusammenhängen zur Folge hat. Bei zahlreichen Vorgängen der Kommunikation und Regelung in Lebewesen ist das Nervensystem beteiligt. Entsprechend wurde die Biokybernetik vorwiegend in der Neuro- und Sinnesphysiologie entwickelt [16, 31]. Die folgenden Abschnitte bringen an Beispielen aus diesen Bereichen eine Einführung in die Elemente der kybernetischen Betrachtungsweise.

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Literatur

Weiterführende Lehrbücher und Monographien

  1. 1.
    Erismann, T.H.: Grundprobleme der Kybernetik. Berlin-HeidelbergNew York: Springer 1972.CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    Flechtner, H.-J.: Grundbegriffe der Kybernetik. Eine Einführung. Stuttgart: Wissenschaftl. Verl. Ges. 1966.Google Scholar
  3. 3.
    Garner, V.R.: Uncertainty and structure as psychological concepts. New York: John Wiley 1962.Google Scholar
  4. 4.
    Granit, R.: The basis of motor control. London-New York: Academic Press 1970.Google Scholar
  5. 5.
    Hassenstein, B.: Biologische Kybernetik. Heidelberg: Quelle & Meyer 1967.Google Scholar
  6. 6.
    Houk, J.: Feedback control of muscle: a synthesis of the peripheral mechanisms. In: Medical Physiology, Vol. 1 (Ed. V.B. Mount-Castle), p. 668. Saint Louis: Mosby 1974.Google Scholar
  7. 7.
    Matthews, P.B.C.: Mammalian muscle receptors and their central actions. London: Arnold 1972.Google Scholar
  8. 8.
    Oppelt, W.: Kleines Handbuch technischer Regelvorgänge. Weinheim: Verlag Chemie 1953, 4. Aufl. (Nachdruck) 1967.Google Scholar
  9. 9.
    Shannon, C.E., Weaver, W.: The Mathematical Theory of Communication. Urbana: The University of Illinois Press 1949.Google Scholar
  10. 10.
    Wagner, R.: Probleme und Beispiele biologischer Regelung. Stuttgart: Thieme 1954.Google Scholar
  11. 11.
    Werner, G.: The study of sensation in physiology: psychophysical and neurophysiologie correlations. In: Medical Physiology, Vol. 1 (Ed. V.B. Mountcastle), p. 551. Saint Louis: Mosby 1974.Google Scholar
  12. 12.
    Wiener, N.: Kybernetik. Düsseldorf: Econ-Verlag 1963. (Deutsche Übersetzung; Originalausgabe in Englisch 1948.)Google Scholar
  13. 13.
    Zemanek, H.: Elementare Informationstheorie. Wien-München: Oldenbourg 1959.Google Scholar

Einzel- und Übersichtsarbeiten

  1. 14.
    Darian-Smith, I., Rowe, M.J., Sessle, B.J.: “Tactile” stimulus intensity: information transmission by relay neurons in different trigeminal nuclei. Science 160, 791 (1968).PubMedCrossRefGoogle Scholar
  2. 15.
    Granit, R.: Linkage of alpha and gamma motoneurones in voluntary movement. Nature New Biology 243, 52 (1973).Google Scholar
  3. 16.
    Grosser, O.-J.: Informationstheorie and die Signalverarbeitung in den Sinnesorganen and im Nervensystem. Naturwissenschaften 59, 436 (1972).CrossRefGoogle Scholar
  4. 17.
    Houk, J.C.: On the significance of various command signals during voluntary control. Brain Res. 40, 49–53 (1972).PubMedCrossRefGoogle Scholar
  5. 18.
    Johnson, K.O., Darian-Smith, I., Lamotte, C.: Peripheral neural determinants of temperature discrimination in man: A correlative study of responses to cooling skin. J. Neurophysiol. 36, 347 (1973).PubMedGoogle Scholar
  6. 19.
    Kenton, B., Kruger, L.: Information transmission in slowly adapting mechanoreceptor fibers. Exp. Neurol. 31, 114 (1971).Google Scholar
  7. 20.
    Kruger, L., Kenton, B.: Quantitative neural and psychophysical data for cutaneous mechanoreceptor function. Brain Res. 49, 1 (1973).PubMedCrossRefGoogle Scholar
  8. 21.
    Marsden, C.D., Merton, P.A., Morton, H.B.: Servo action in human voluntary movement. Nature 238, 140 (1972).PubMedCrossRefGoogle Scholar
  9. 22.
    Matthews, P.B.C., Stein, R.B.: The regularity of primary and secondary muscle spindle afferent discharges. J. Physiol. (Lond.) 202, 59 (1968).Google Scholar
  10. 23.
    Mountcastle, V.B., Lamotte, R.H., Carli, G.: Detection thresholds for stimuli in humans and monkeys: comparison with threshold events in mechanoreceptive afferent nerve fibers innervating the monkey’s hand. J. Neurophysiol. 35, 122 (1972).PubMedGoogle Scholar
  11. 24.
    Mountcastle, V.B., Talbot, W.H., Sakata, H., Hyvarinen, J.: Cortical neuronal mechanisms in flutter-vibration studied in unanesthetized monkeys. Neuronal periodicity and frequency discrimination. J. Neurophysiol. 32, 452 (1969).PubMedGoogle Scholar
  12. 25.
    Neilson, P.: Interaction between voluntary contraction and tonic stretch reflex transmission in normal and spastic patients. J. Neurol. Neurosurg. Psychiat. 6, 853 (1972).CrossRefGoogle Scholar
  13. 26.
    Phillips, C.G.: Motor apparatus of the baboon’s hand. Proc. roy. Soc. B 173, 141 (1969).CrossRefGoogle Scholar
  14. 27.
    Stein, R.B.: The information capacity of nerve cells using a frequency code. Biophys. J. 7, 797 (1967).PubMedCrossRefGoogle Scholar
  15. 28.
    Wallee, L.: On the transmission of information through sensory neurons. Biophys. J. 10, 745 (1970).CrossRefGoogle Scholar
  16. 29.
    Werner, G., Mountcastle, V.B.: Neural activity in mechanoreceptive cutaneous afferents: stimulus-response relations, Weber functions and information transmission. J. Neurophysiol. 28, 359 (1965).PubMedGoogle Scholar
  17. 30.
    Werner, G., Mountcastle, V.B.: Quantitative relation between mechanical stimuli to the skin and the neural responses evoked by them. In: The Skin Senses (Ed. D.R. Kenshalo), p. 112. Springfield/ Ill.: Ch. C. Thomas 1968.Google Scholar
  18. 31.
    Zimmermann, M.: Sinneswahrnehmung und Informatik: Nachrichtentechnische Aspekte der Sinnesphysiologie, Umschau 72, 781 (1972).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1976

Authors and Affiliations

  • M. Zimmermann

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