Sehvorgang im Auge – Adaptation und Akkommodation

Hallo, da bin ich wieder - eure Sabine Blumenthal. In diesem Video geht es wieder um das Auge, unser Lichtsinnesorgan. Am Ende dieses Videos kannst du selbst erklären, was beim Sehvorgang in unseren Augen passiert. Du kennst die Begriffe Adaptation und Akkommodation und kannst zwei Arten von Photorezeptoren benennen und nach ihrer Funktion unterscheiden. Was solltest du bereits wissen? Zunächst einmal solltest du Bau und Funktion des Auges kennen. Aus der Physik solltest du dich an den Bau und die Funktion des Linsensystems in einem Fotoapparat erinnern. Ganz toll wäre es, wenn du noch weißt, wie in einem Fotoapparat auf dem Film das Bild entsteht. Beginnen wir mit dem Sehvorgang. Also, wie läuft das Sehen in unserem Augen überhaupt ab? Wie du siehst, ist das menschliche Auge ein sehr kompliziert gebautes Organ. Der Sehvorgang in unserem Auge funktioniert eigentlich ähnlich wie die Bildentstehung in einem Fotoapparat. Das Linsensystem, das dem Objektiv am Fotoapparat entspricht, wird hier von der Hornhaut, der Augenflüssigkeit, der Augenlinse und dem Glaskörper gebildet. Zusammen wirken diese Teile wie eine Sammellinse. Mit diesem Linsensystem und der Netzhaut als Schirm hat das Auge also die wichtigsten optischen Bauteile, damit Bilder von Gegenständen erzeugt werden können. Wenn wir einen Gegenstand betrachten, fällt das von ihm reflektierte Licht durch die Pupille in unser Auge. An der Linse wird das einfallende Licht gebrochen. So entsteht auf der Netzhaut ein auf dem Kopf stehendes, verkleinertes Bild. Die Photorezeptoren leiten die empfangenen Lichtreize über die Nervenzellen des Sehnervs an das Sehzentrum im Gehirn weiter. Erst dort können wir mithilfe unserer Erfahrung aus den empfangenen Lichtreizen ein Bild abrufen und den betrachteten Gegenstand wirklich erkennen. Kommen wir nun zur Adaptation, der Anpassung unseres Auges an die vorhandene Lichtstärke. Dabei funktioniert unsere Pupille wie die Blende an einem Fotoapparat. Ist es sehr hell, dann ist die Pupille ganz klein, damit zu grelles Licht nicht die empfindliche Netzhaut schädigt. Bei Dunkelheit weitet sich die Pupille, um auch noch die geringsten Lichtreize einfangen zu können. Hier siehst du die kleine schwarze Pupille in der Mitte und die darum liegenden Muskeln der Iris bei grellem Licht. Bei Dunkelheit sehen die Pupille und die Iris ganz anders aus. Die Pupille ist groß und weit und auch die darum liegenden Muskeln der Iris haben sich verändert. Diese direkt um die Pupille herumliegenden Muskeln nennt man die Ringmuskulatur. Um diese sind nach außen hin strahlenförmig weitere Muskeln angeordnet. In grellem Licht ist die Ringmuskulatur der Iris angespannt und zusammengezogen. Die strahlenförmig angeordnete Muskulatur außen herum ist dagegen entspannt. Bei Dunkelheit ist es genau umgekehrt: Die Ringmuskulatur ist jetzt entspannt. Dafür sind die strahlenförmig angeordneten Muskeln zusammengezogen und entspannt. Die Reaktion der Muskeln in der Iris auf das einfallende Licht führt dazu, dass unsere Pupille bei grellem Licht sehr eng ist und bei Dunkelheit sehr weit wird. Schauen wir uns nun mit der Akkommodation eine weitere Leistung unseres Auges an. Akkommodation nennt man die Anpassung der Linse unseres Auges an die Entfernung des zu betrachtenden Gegenstandes. Bei Fotoapparat oder Videokamera kannst du mit dem Zoomeffekt auf unterschiedliche Entfernung von Gegenständen reagieren. Die Linse in unserem Auge ist sehr elastisch, und da sie an den Linsenfäden zwischen den Ziliarmuskeln aufgehängt ist, können wir also mithilfe unserer Muskeln die Linse verändern und so auf unterschiedliche Entfernungen von Gegenständen reagieren. Betrachten wir Gegenstände in größerer Entfernung, dann ist unser Ziliarmuskel entspannt; dadurch aber sind die Linsenbänder sehr gespannt und ziehen unsere Linse sehr flach. Durch die abgeflachte Linse kommt es nur zu einer schwachen Lichtbrechung, und dadurch kann von dem entfernten Gegenstand ein genaues Bild auf unserer Netzhaut entstehen. Wollen wir aber von einem Gegenstand sehr dicht vor unserem Auge ein scharfes Bild auf der Netzhaut erzeugen, dann ist unser Ziliarmuskel sehr stark kontrahiert. Dadurch sind die Linsenfäden entspannt und auch die Linse ist entspannt und sehr stark gewölbt. Diese Wölbung führt zu einer starken Brechung des Lichtes und damit zu einem scharfen Bild auf der Netzhaut. Wenn du eben gut aufgepasst hast, dann weißt du, warum es für uns sehr anstrengend ist, immer nur Dinge in geringer Entfernung anzusehen. Genau! Beim Betrachten von Gegenständen in geringer Entfernung sind die Ziliarmuskeln unserer Augen ständig angespannt und das ist auf die Dauer ganz schön anstrengend und kann sogar wehtun. Gönne deinen also Augen ruhig ab und zu mal ein bisschen Erholung, indem du aus dem Fenster siehst oder draußen spazieren gehst und also Dinge siehst, die nicht so ganz direkt vor deinem Auge sind. Nun haben wir schon die ganze Zeit von Bilderzeugung auf der Netzhaut gesprochen, von nah und fern sehen und vom Lichteinfall durch die Pupille. Aber wer oder was erzeugt denn nun tatsächlich die Bilder auf der Netzhaut? Vom Bau des Auges weißt du bereits, dass sich auf der Netzhaut Photorezeptoren befinden. Photorezeptoren sind Lichtsinneszellen; das heißt, diese Zellen reagieren auf das einfallende Licht. Die sogenannten Zapfen sind für das Farbensehen zuständig. Sie arbeiten nur bei Licht und deshalb können wir auch nur bei Licht Farben erkennen. Die Stäbchen nehmen auch noch geringste Lichtsinnesreize wahr, sodass wir auch im Dunkeln oder im Dämmern Umrisse und Schatten - verschiedene Grautöne - erkennen können. Hier siehst du die Netzhaut sehr stark vergrößert mit den entsprechenden Photorezeptoren und den daran angeschlossenen Nervenzellen. In rot, blau und grün siehst du hier die Zapfen. Sie kommen nicht sehr häufig auf der Netzhaut vor; am stärksten sind sie am gelben Fleck vertreten. Auf der gesamten Netzhaut kommen die Stäbchenzellen vor, sie sind kleiner und schmaler als die Zapfen. Die Stäbchen und Zapfen sind mit Nervenzellen verbunden. Wenn ein Lichtreiz auf die Netzhaut fällt, dann werden die Lichtsinneszellen erregt und diese Erregung wird über die Nervenzellen und die Erregungsleitung zum Sehnerv geschickt. Von dort gelangt sie ins Gehirn und wird im Sehzentrum verarbeitet. Zum Schluss wie immer eine kleine Zusammenfassung: Beim Sehvorgang wird das einfallende Licht an Hornhaut, Kammerwasser und Linse gebrochen und auf der Netzhaut entsteht ein verkleinertes, auf dem Kopf stehendes Bild. Die Lichtreize werden ans Gehirn weitergeleitet und erst dort entsteht dann tatsächlich das Bild. Adaptation nennt man die Anpassung unserer Pupille an stärkeren oder schwächeren Lichteinfall. Die Anpassung der Linse an unterschiedliche Entfernung von Gegenständen nennt man Akkommodation. Auf unserer Netzhaut befinden sich die Photorezeptoren. Das sind Lichtsinneszellen, die die einfallenden Lichtreize über Nervenzellen an den Sehnerv weiterleiten. Das war's für heute. Alles klar, dann tschüss - bis zum nächsten Mal!