Sehfehler und Erregung der Photorezeptoren

Sehfehler und Erregung der Photorezeptoren

 

Während beim Fern-Sehen die Augen parallel geradeaus blicken, um einen Gegenstand zu fixieren, sind die Pupillen beim Nahsehen zur Nase hin gerichtet. Nur auf diese Weise kann ein Gegenstand auf einander entsprechenden Netzhautstellen beider Augen abgebildet werden und ein räumliches Bild entstehen. Diese Bewegung der Augäpfel zur Nase hin wird als Konvergenzreaktion bezeichnet.

 

 Sehfehler

 

Bei Normalsichtigen werden die Lichtstrahlen, egal ob sie aus der Ferne oder Nähe kommen, so gebündelt, dass direkt auf der Netzhaut ein Bild entsteht, das an den Sehnerv weitergeleitet wird. Bei Sehfehlern vereinigen sich die Lichtstrahlen jedoch entweder vor oder hinter der Netzhaut, sodass auf der Netzhaut nur ein unscharfes Bild ankommt. Bei Kurzsichtigkeit ist meistens der Augapfel zu lang, sodass es - werden Gegenstände in der Ferne betrachtet - zum Scharfstellen des Bildes (zur Bündelung der Lichtstrahlen) bereits vor der Netzhaut kommt. Bei Weitsichtigkeit ist es genau umgekehrt - das Bild naher Gegenstände wird hinter die Netzhaut projiziert, sodass diese unscharf erscheinen - meist ist der Augapfel zu kurz. Bei der Altersweitsichtigkeit ist die Brechkraft der Linse verändert - der Grund: Mit dem Alter wird die Linse weniger elastisch. Ausgeglichen wird Kurzsichtigkeit durch eine Sehhilfe mit einer Zerstreuungslinse; bei beiden Formen der Weitsichtigkeit ist eine Sehhilfe mit Sammellinse notwendig. Bei der Blindheit ist kein Sehvermögen mehr vorhanden. Blindheit kann entweder angeboren sein oder durch Erkrankungen bzw. Verletzungen entstehen.

 

 Erregung der Photorezeptoren

 

Wenn Lichtstrahlen auf die Netzhaut fallen, werden die Photorezeptoren der Netzhaut, die Zapfen und Stäbchen, erregt. Sie setzen die ankommenden Sehinformationen in Nervensignale um, die an die anderen Nervenzellen der Netzhaut und über den Sehnerv zum Gehirn weitergeleitet werden. Wenn Lichtstrahlen auf die Netzhaut einfallen, zerfallen lichtempfindliche Stoffe in den Photorezeptoren (Sehfarbstoffe = Photopigmente). Dadurch kommt es in den Photorezeptoren zur Bildung eines Generatorpotenzials und in den an die Photorezeptoren anschließenden Nervenzellen (Neuronen) zur Entstehung eines Aktionspotenzials - es entsteht also ein Nervenimpuls, eine Erregung, die von den Photorezeptoren weitergeleitet wird. Die Zapfen sind vorwiegend für das Farbensehen, die Stäbchen für das Dämmerungssehen zuständig. Das Photopigment der Stäbchen ist der Sehpurpur (Rhodopsin), der u. a. aus einem Stoff namens Retinol besteht, welcher aus dem in der Nahrung enthaltenen Vitamin A gebildet wird. Das Rhodopsin zerfällt, sobald auch nur etwas Licht auf die Netzhaut auftrifft. Es wird jedoch unter geringem Lichteinfluss rasch wieder aufgebaut, sodass weitere Lichtstrahlen die Stäbchen schnell wieder erregen können. Fällt jedoch viel Licht auf die Netzhaut (bei Tag), zerfällt mehr Rhodopsin, als wieder aufgebaut werden kann. Die Folge: Die Stäbchen sind bei Helligkeit am Sehvorgang nur minimal beteiligt; bei Helligkeit sind vor allem die Zapfen aktiv. Stäbchen und Zapfen ermöglichen es, dass sich das Auge an veränderte Lichtverhältnisse anpassen kann. Bei geringem Lichteinfluss weitet sich die Pupille, sodass mehr Licht ins Auge fällt. Daraufhin erhöht sich die Empfindlichkeit der Zapfen und einige Zeit (bis zu einer halben Stunde) später haben sich auch die Stäbchen an die veränderten Lichtverhältnisse angepasst. In der Dämmerung baut sich das Rhodopsin rasch wieder auf, sodass die Stäbchen besonders aktiv sind. Das Licht trifft auf eine große Netzhautfläche, sodass viele Photorezeptoren ein Neuron reizen. Dadurch erhöht sich die Empfindlichkeit des Auges für Lichtreize. Bei Helligkeit sind die Stäbchen kaum aktiv, da nur wenig Sehfarbstoff verfügbar ist. Das Licht fällt durch eine verengte Pupille auf einen kleinen Netzhautabschnitt, sodass nur wenige Photorezeptoren ein Neuron reizen. Dadurch verringert sich zwar die Empfindlichkeit des Auges für Lichtreize, die Sehschärfe nimmt aber zu.

 

Die Zapfen enthalten verschiedene Photopigmente, je nachdem auf welche Wellenlänge des Lichts sie spezialisiert sind. Die verschiedenen Wellenlängen des Lichts lösen verschiedene Farbempfindungen aus; aus diesem Grund gibt es Zapfen, die für die Wahrnehmung der Farben Gelbrot, Grün und Blauviolett zuständig sind.

 

 Sehbahn

 

Damit ein Bild entsteht, müssen die Nervenimpulse der Netzhaut an den rechten und linken Sehnerv geleitet werden. Die Sehnerven tauschen an der Sehnervenkreuzung Fasern aus und ziehen sich als linke und rechte Sehbahn weiter zum Thalamus sowie zum Mittelhirn. Der Thalamus leitet die Signale zur primären Sehrinde im Großhirn weiter, die aus den Informationen ein Bild zusammensetzt. Die zum Mittelhirn geleiteten Impulse rufen z. B. den Pupillenreflex, die Verengung und Weitung der Pupillen, hervor.