Sinne

Die Haut ist das größte Organ des Menschen und beherbergt unter anderem den Temperatursinn. Dieser dient der Thermoregulation innerhalb des Körpers und zum Schutz vor extremen Umgebungseinflüssen (Verbrennung, Erfrierung), aber leider können wir mit diesem Sinnesorgan keine exakten Temperaturen messen, sondern nur Veränderungen wahrnehmen.

Zeit

ca. 5 Minuten (ohne Vorbereitung)

Material & Geräte

3 große Schalen, Wasser, Wasserkocher

Durchführung

• Die drei Schalen werden mit unterschiedlich warmem Wasser gefüllt. Eine Schale enthält “heißes” Wasser, eine Schale kaltes Wasser und in der Dritten befindet sich Wasser, das ungefähr den Mittelwert bildet.
• Die Versuchspersonen legen für 30-60 Sekunden jeweils eine Hand in das warme und eine in das kalte Wasser. Danach werden beide Hände in das “mittlere” Wasser gehalten, ohne sich dabei zu berühren.
• Bei Temperaturen von 10° (kalt), 20° (mittel) und 40° (warm) reicht es, wenn die Hände ca. 1 Minuten in das kalte bzw. warme Wasser gelegt werden.

Beobachtung

Die Hand aus dem kalten Wasser meldet warmes Wasser, die Hand aus dem warmen Wasser meldet kaltes Wasser, obwohl beide Hände im selben Wasser sind. (Anm. d. Red.: eine recht interessante Erfahrung, wenn die Sinne so wiedersprüchliche Empfindungen melden) Und die Rezeptoren passen sich unterschiedlich schnell an. Die Rezeptoren der Hand im warmen Wasser melden länger die Temperaturänderung als die der kalten Hand.

Auswertung

In der Haut und in den Organen sitzen Thermorezeptoren für die Wahrnehmung von Wärme und Kälte. Diese messen aber nicht wie ein Thermometer eine absolute Temperatur, d.h. wir können also nicht den Finger ins Wasser halten und feststellen, welche Temperatur das Wasser hat, sondern nur Temperaturdifferenzen wahrnehmen. Die Kälterezeptoren geben dabei mit zunehmender Kälte immer mehr Aktionspotentiale pro Zeit ab. Die Wärmerezeptoren verhalten sich dementsprechend umgekehrt (je wärmer desto mehr). Aber dieses Empfinden der Temperatur schwindet mit der Zeit, die Wahrnehmung adaptiert, passt sich an die neue Umgebung an. Die Erregunsfrequenz der Aktionspotentiale haben eine gleich bleibende Frequenz angenommen. Erst wenn sich diese gewohnte Umgebung in der dritten Schale, mit dem Wasser der mittleren Temperatur, wieder ändert, wird wieder eine Veränderung der Umgebung wahrgenommen. Es werden aufgrund der Temperaturänderung wieder mehr Aktionspotentiale abgegeben und die Rezeptoren der “kalten Hand” melden warmes Wasser und die der “warmen Hand” kaltes Wasser.

Wir haben etwa 10-Mal mehr Kälterezeptoren als Wärmerezeptoren. Dazu kommt, dass die Kälterezeptoren schneller adaptieren, da die Kälte für den menschlichen Körper gefährlicher ist, als Wärme und daher schneller neue Informationen verarbeitet werden müssen.

Tipp

Je größer die Temperaturdifferenz zwischen dem warmen und dem kalten Wasser ist, desto schöner ist das Ergebnis. Da die Wahrnehmung des Effekts von der Änderungsgeschwindigkeit dT/dt und von der Größe des Hautareals abhängt, sollte der Wechsel zwischen den Schalen sehr zügig erfolgen und nach Möglichkeit die gesamte Hand in eine Schale bzw. beide Hände bequem in die mittlere Schale hineinpassen. (User-Tipp: Die Hände sollten sich im “Mischwasser” nicht berühren, da das Gehirn sonst sofort die unterschiedlichen Sinneseindrücke mit einem einheitlichen Eindruck überschreibt.)