Die Netzhaut des Auges

Die Netzhaut des Auges

Die Retina (Netzhaut, von lateinisch rete = Netz) kleidet den Augapfel von innen aus. Ausgespart ist lediglich die Austrittstelle des Sehnervs (Papille) am hinteren Ende des Augapfels. Die Retina besteht aus verschiedenen Arten hochspezialisierter, in mehreren Schichten angeordneter Sinnes- und Nervenzellen, die für die Sehfähigkeit des menschlichen Auges unerlässlich sind. 1, 3

Die Stäbchen, Zapfen und Nervenzellen

Die äußere Seite der Retina, die dem Licht abgewandt ist, besteht aus dem sogenannten Pigmentepithel, das die Sinneszellen (Photorezeptoren), die Stäbchen und Zapfen, versorgt und schützt. Während die Zapfen, die vor allem das Zentrum der Retina besiedeln, bei Tageslicht für das Farbsehen verantwortlich sind, ermöglichen die hauptsächlich in der Peripherie liegenden Stäbchen das Sehen in der Dämmerung und Dunkelheit. Die Fähigkeit, Farben zu unterscheiden nimmt bei geringem Lichteinfall ab, bis wir in der Nacht bei Dunkelheit gar keine Farben mehr, sondern nur noch Graustufen erkennen können.

Beide Photorezeptortypen, Stäbchen und Zapfen, wandeln die eintreffenden Lichtimpulse in elektrische Signale um und übertragen diese auf die nachfolgenden Horizontal- und Bipolarzellen. Es werden Kontraste verstärkt, Bewegungen in bestimmten Richtungen erkannt, Linien verfolgt und vieles mehr. Von dort gelangen die Signale über mehrere Umschaltstationen auf die sogenannten Ganglienzellen, deren Axone sich zum Sehnerv vereinen. Dieser leitet die Signale über den Nucleus geniculatum lateralis in den visuellen Kortex. Das ist der Teil des Gehirns, der für das Sehen zuständig ist. Hier werden die Signale weiterverarbeitet und zu einem Bild zusammengesetzt.

Bei Menschen mit Retinitis pigmentosa sterben nach und nach die Photorezeptoren ab – zumeist erst die Stäbchen in der Peripherie, dann die Zapfen im Zentrum.

Die Therapie der Transkornealen Elektrostimulation (TES) versucht, durch elektrische Stimulation diese Degeneration der Photorezeptoren so lange wie möglich hinauszuzögern. Das RETINA IMPLANT Alpha AMS wurde entwickelt, um am Ort der abgestorbenen Photorezeptoren die grundlegende Funktion dieser Zellen, nämlich das Umwandeln des Lichtsignals und die Aktivierung der Bipolarzellen zu übernehmen.

Papille, Makula und Fovea

Zwei besondere Strukturen am Augenhintergrund sind die Papille und die Makula. Die Papille ist ein Bereich, der keine Photorezeptoren enthält, da hier der Sehnerv aus dem Auge austritt. An dieser Stelle ist das menschliche Auge deshalb „blind“, weshalb man den entsprechenden Teil des Gesichtsfeldes auch als blinden Fleck bezeichnet. Die Makula – auch als gelber Fleck bezeichnet – liegt in der Mitte der Netzhaut. In ihrem Zentrum liegt die sogenannte Fovea, ein winziger Bereich der Retina, der ausschließlich Zapfen, aber keine Stäbchen enthält. Sie ist die Stelle des schärfsten Sehens, mit der wir alles fixieren, was wir betrachten. Mit der Makula erfassen wir alle feinen Details und alle wichtigen Informationen aus der Umwelt, wie zum Beispiel beim Erkennen von Gesichtern, beim Lesen und Fernsehen oder beim Ablesen der Uhr. Der verbleibende Teil der Netzhaut, der mehr als 95 Prozent ihrer Gesamtfläche ausmacht, ist unter anderem wichtig, um Bewegungen zu erkennen oder um uns im Raum zu orientieren. Hierfür ist es nicht nötig, einen Gegenstand absolut scharf zu erkennen. 1, 2, 3, 4

Wie funktioniert das Sehen?

Wenn wir einen Gegenstand betrachten, treffen die von diesem Gegenstand widergespiegelten (reflektierten) Lichtstrahlen zunächst auf die Hornhaut. Diese ist stark nach außen gewölbt (konvex) und bündelt dadurch das eintreffende Licht. Das gebündelte Licht durchtritt die Pupille. Die Regenbogenhaut funktioniert wie die Blende einer Kamera: Ist es in der Umgebung hell, schließt sie sich und die Pupille, also die kreisrunde Öffnung in ihrer Mitte, wird kleiner. Ist es hingegen dunkel, öffnet sich die Pupille weiter, damit mehr Licht in das Auge einfallen kann. Hinter der Pupille liegt die Augenlinse. Sie ist auf der Vorder- und Hinterseite ebenfalls konvex. Das gesamte optische System bündelt das einfallende Licht erneut, sodass der betrachtete Gegenstand genau auf die Makula, den Ort des schärfsten Sehens im hinteren Bereich der Retina, abgebildet wird. Da die Linse elastisch ist, kann sie mit Hilfe des Ziliarmuskels ihre Form verändern und sich strecken oder zusammenziehen. Durch diese Anpassung (Akkomodation) bricht sie das einfallende Licht unterschiedlich stark und wir können sowohl in der Nähe als auch in der Ferne liegende Objekte scharf erkennen. 1, 2 ,3

Mikrosakkaden

Fokussiert das Auge einen bestimmten Bereich, ist stets nur ein Teilbereich scharf zu erkennen. Um jedoch dem Gehirn mehr Informationen aus der betrachteten Umgebung zu liefern, behilft sich das menschliche Auge eines „Tricks“: Mit blitzschnellen kleinen Augenbewegungen, sogenannten Sakkaden, richtet sich der Blick für Bruchteile einer Sekunde auf einzelne Punkte in der Umgebung des betrachteten Objekts und beliefert dadurch das Gehirn mit weiteren Informationen. Forscher fanden nun heraus, dass dieser Mechanismus vor allem dann vermehrt genutzt wird, wenn wir uns besonders stark auf einen bestimmten Punkt konzentrieren: Für Bruchteile eines Winkels weichen die Augen bei diesen „Mikrosakkaden“ kaum wahrnehmbar von dem fixierten Bereich in die Umgebung ab. Diese Mikrosakkaden ermöglichen es uns, trotz eines fokussierten Blicks auf unsere Umgebung zu reagieren. 5


Quellen:

1 Lang GK et al. Augenheilkunde. 5. Auflage. Thieme, Stuttgart 2014
2 Grehn F. Augenheilkunde. 30. Auflage. Springer, Heidelberg 2008
3 Pschyrembel Klinisches Wörterbuch. 266. Auflage. De Gruyter, Berlin 2014
4 Onlineinformation der PRO RETINA Deutschland e.V.: http://www.pro-retina.de/netzhauterkrankungen/makula-degeneration/altersabhaengige-makuladegeneration/krankheitsbild/die-makula. Letzter Aufruf: Januar 2017
5 Chen C.-Y. et al.: Neuronal Response Gain Enhancement prior to Microsaccades. 2015, Current Biology 25, 2065–2074