Die Netzhaut (Retina):

Die Netzhaut (Retina) stellt entwicklungsgeschichtlich eine Ausstülpung des Zwischenhirnes dar, ist also bereits als ein Teil des Gehirns zu betrachten. So ist auch die Schichtengliederung in der Netzhaut vergleichbar mit der übrigen Hirnoberfläche.

Netzhautschnitt

 

Histologisch lassen sich 10 Schichten von Nervenzellen (Neuronen) und deren Fortsätze (Axone) differenzieren.

Nervenzelle

 

Die innerste Schicht, also die dem Gehirn zugewandte und dem Licht abgewandte Seite der Netzhaut, enthält die Photorezeptoren, welche das Licht in elektrische Signale transformieren. Insgesamt besteht die gesamte Sehstrahlung von der Netzhaut bis zum Sehzentrum am hinteren Pol des Hirns aus 4 nacheinander geschalteten Nervenzellen (Neuronen) mitsamt ihren Fortsätzen (Axone). Hiervon liegen allerdings bereits 3 Nervenzellen innerhalb der Netzhaut. Innerhalb der Retina unterscheidet man eine Stelle des schärfsten Sehens (gelber Fleck, macula lutea) und einen sogenannten blinden Fleck (Papille). Im blinden Fleck tritt der Sehnerv durch die Netzhaut hindurch, hier fehlen die Sinneszellen vollständig (Stäbchen und Zapfen). Im gelben Fleck befinden sich im Gegensatz dazu besonders viele Sinneszellen. Die blinden Flecke beider Augen liegen nicht auf korrespondierenden Netzhautstellen, daher hat das Gesichtsfeld beim zweiäugigen Sehen keinen blinden Fleck. Beim Sehen mit einem Auge wird das Bild im blinden Fleck psychisch ergänzt

Versuchsmodell zum blinden Fleck

 

 

Das erste Neuron der Sehstrahlung – Stäbchen und Zapfen:

Das erste Neuron wandelt also das Licht, welches als Lichtquant auf die Netzhaut trifft, in ein Rezeptorpotential, eine Art elektrische Spannung, um. Interessanterweise lösen auch ein Druck auf den Augapfel oder gar Temperaturänderungen Potentiale und Potentialänderungen aus. Dieser Umstand verweist auf allgemeine Funktionsweisen der Sinneswahrnehmung: Die Basis aller Sinneswahrnehmungen ist das sogenannte Aktionspotential, also der elektrische Impuls, fortgeleitet durch die Nervenfasern (Axone).

Aktionspotential

 

Erst die Interpretation dieser Sinnesreize durch die Zentren an der Kortexoberfläche des menschlichen Gehirnes ermöglichten so eine Zuordnung spezifischer Sinnesqualitäten. Dieser wichtige Zusammenhang wurde erstmals von Hermann von Helmholtz richtig erkannt.

Bei konstanter Beleuchtung nimmt die Entladungsfrequenz der Netzhautneuronen im Laufe der Zeit auf einen konstanten Wert ab. Dieser Befund erklärt die subjektive Erscheinung, dass Lichtänderungen viel stärkere Empfindungen verursachen als konstantes Licht. Das Auge adaptiert sich also an bestehende Reizzustände (Prozess der Adaptation). Die Helladaptation verläuft wesentlich schneller als die Dunkeladaptation.

Das erste Neuron ist also die eigentliche Sinneszelle, der Rezeptor für das Licht, welches ins Auge fällt. Dieses erste Neuron ist entweder ein sog. »Stäbchen« oder ein »Zapfen«. Die Stäbchen vermitteln die Helligkeitsempfindungen am Auge (Dämmerungssehen, skoptisches System), die Zapfen steuern die Farbempfindung (Tagessehen, photoptisches System). Die Zapfen liegen größtenteils zentral auf der Netzhaut, die Stäbchen kommen gehäuft peripher vor.

Zapfen/Stäbchen

 

Dementsprechend ist auch das Gesichtsfeld aufgeteilt, zentral werden Farben gut wahrgenommen, diese Fähigkeit nimmt nach außen hin immer weiter ab, wobei die Fähigkeit des Rotsehens zuerst erlischt. Die chemischen und elektrophysiologischen Untersuchungen haben im Wesentlichen die Duplizitätstheorie der Stäbchen und Zapfen bestätigt. Das skotopische System der Stäbchen unterscheidet sich von dem photopischen der Zapfen auch durch seine Reizschwelle. Diese ist bei den Stäbchen im peripheren Gesichtsfeld wesentlich kleiner, wodurch diese auch bei Dämmerung besser funktionieren. Die Zapfen stehen hingegen im Dienst des Farb- und Tagsehens. Die Umwandlung von Licht in eine elektrische Reaktion mittels des Rezeptor– bzw. Aktionspotentials geschieht durch eine chemische Reaktion: Wichtig hierfür sind die Sehfarbstoffe. Der am längsten bekannte Stoff dieser Art ist das Rhodopsin (Sehpurpur). Es ist ein roter Farbstoff mit einem Absorptionsmaximum bei einer bestimmten Wellenlänge von Licht. Es ist chemisch mit dem Vitamin A verwandt (darum äußert sich ein Mangel an Vitamin A in einer Nachtblindheit). Durch das Auftreffen eines energetisch aufgeladenen Lichtquants zerfällt das Rhodopsin und setzt dabei einen elektrischen Impuls frei. Die Summe dieser einzelnen Impulse erzeugen in der Folge ein elektrisches Potential, das bereits erwähnte Rezeptorpotential (Prozess der Summation). Das Rhodopsin kann sich in Folge wieder regenerieren.


Daniel Ketteler // Empfohlene Zitierweise