F09 - Visuelles System

380 bis 760 nanometer

Quantität: Energiegehalt der Lichtwelle (Helligkeit) Qualität: Lichtwellenlänge (Farbe)

1) optische Verarbeitung der Lichtwelle zum Zwecke der Bündelung und zur Fokussierung des Abbildes auf der Netzhaut 2) Analyse des Netzhautbildes auf neuronalem Wege

photopisches Sehen

Skotopisches Sehen

von einem Auge/von zwei Augen gesehener Raum

kleiner Bereich auf der Netzhaut, in dem scharfes Sehen möglich ist -> nur Zapfen

Augenlinse -> bestimmte Brennweite Pupille -> Blende, regelt Lichteinfall Netzhaut -> Film, lichtempfindliche Fläche

Verstellung des Krümmungsradius der Augenlinse -> Lichtstrahlen werden auf Netzhaut fokussiert

Austrittsstelle des Sehnervs, keine Photorezeptoren

Photorezeptoren (Zapfen und Stäbchen) Horizontalzellen Bipolarzellen amakrine Zellen Ganglienzellen -> bilden den Sehnerv

Licht muss erst die Schichten durchdringen, die vor dem photosensitiven Bereich liegen

Tagessehen (photopisch)

Dämmerungssehen (skotopisch)

mit zunehmender Adaptionszeit steigt die Empfindlichkeit der Stäbchen (Stäbchenadaptation), während die Zapfen ihre maximale Empfindlichkeit nach ca. 10 Minuten in Dunkelheit erreicht haben

sehr schnell, Blendung -> Regulation des Lichteinfalls auf die Netzhaut

gleichzeitiger Input von beiden Augen -> ermöglicht Wahrnehmung von Tiefe durch Konvergenzwinkel führt in Kombination mit der Querdisparition zur Entfernungsschätzung

räumlicher Eindruck von einem Bild, das eigentlich 2D ist nur bis 6m Entfernung möglich, bei größeren Entfernungen erfolgt Tiefensehen durch Größenunterschiede bekannter Gegenstände, Überdeckungen, Schatten etc. -> Erfahrung!

sehr schnelle Blickbewegungen, die auf besonders relevante Bereiche eines Bildes gerichtet werden

entsteht, wenn von einem bestimmten Areal Licht mit unterschiedlicher Wellenlänge ins Auge fällt

entsteht, wenn weißes Licht für bestimmte Frequenzen gefiltert wird -> nur der "Rest" erreicht die Netzhaut

Myopie -> der Augapfel ist bei Fernsicht zu lang

Hyperopie -> der Augapfel ist beim Nahsehen zu kurz

die Linse wird unelastisch und kann nicht mehr nahakkomodiert werden -> Nahes wird unscharf

Sehfarbstoff der Stäbchen (entweder besonders rot-, grün- oder blau-empfindlich) zerfällt bei Belichtung und muss danach wieder aufgebaut werden, d.h. bei hoher Helligkeit ist der Sehfarbstoff fast aufgebraucht und in Dunkelheit in Maximalkonzentration -> daher hohe Lichtempfindlichkeit Zerfall des Rhodopsin führt zu Hyperpolarisierung (Ausnahme)

kreisförmiges Zentrum, das von einem ringförmigen Umfeld umgeben ist verfügen über konzentrische on-off Zentren

ein ins Zentrum fallender Lichtpunkt bewirkt eine Aktivierung, ein Lichtpunkt in der Umgebung eine Hemmung -> bei Off-Zentrum genau umgekehrt

in der Dämmerung ist das Auge für blaues Licht empfindlicher als für rotes

der gleiche Reiz wird in Abhängigkeit von seiner Umgebung unterschiedlich wahrgenommen die konzentrische Organisation der retinalen rezeptiven Felder ist wesentlich dafür verantwortlich

mittleres Grau beim Dunkelsehen

bei schnellem Wiederholen von Flimmerlicht erscheint dieses als Flimmerlicht

langsame, strikt alternierende Lichter erscheinen eher als ein "springendes Licht"

beim Suchen nach einer Interpretation des Sinneseindrucks wird i.d.R. die beste Wahl getroffen ist das nicht möglich springt das System zwischen alternativen Lösungen hin und her

Licht mit einer Wellenlänge

ähnlich dem skotopischen Sehen, allerdings mit rot-grün und blau-gelb Antagonimsus

Sehkreuzung -> die linken Gesichtshälften beider Augen projizieren zur rechten Hirnhälfte und umgekehrt danach verlaufen die Bahnen in den Corpus Geniculatum latereale des Thalamus von dort aus führen die Bahnen in den primären visuellen Kortex (V1)

6 Neuronenschichten: 1,4,6 erhalten Informationen aus dem kontralateralen; 2,3,5 aus dem ipsilateralen Auge kaum Interaktion zwischen den Schichten, d.h. keine binokulare Informationsverarbeitung unbunte Reize: Kontrast- und Hell/Dunkel-Neurone bunte Reize wie gehabt antagonistisch

primärer visueller Kortex (V1) und höhere Zentren, die alle spezielle Aufgaben in der Informationverarbeitung besitzen (V2-4) V1 ist retinotop organisiert -> bildgetreue Wiedergabe der Retina

6 deutlich unterscheidbare Schichten in der primären Sehrinde

senkrechte Säulen zur Area Striata, die retinotop benachbarte Regionen repräsentieren erhalten abwechseln Informationen aus beiden Augen

"Untersäulen", in denen die Neurone einander ähnliche rezeptive Felder aufweisen reagieren empfindlich auf bewegte Kontrastgrenzen bestimmter Orientierung

neben konzentrischen Feldern gibt es einfache, komplexe und hyperkomplexe rezeptive Felder, welche vor allem auf Reize einer bestimmter Form, Orientierung oder Bewegung reagieren

stellt das „Verarbeitungsmodul“ der primären Sehrinde dar sie besteht aus zwei Dominanzsäulen (jeweils eine pro Auge), die denselben Ort im Gesichtsfeld abbilde

V2: Gestalterkennung stationärer Reizmuster V3: bewegte Konturen V4: Objekterkennung anhand von Oberflächenfarben und Farbkontrasten V5: Bewegung von Objekten -> extrastriatär

in diesen müssen bestimmte Reize vorhanden sein, damit eine normale Entwicklung erfolgen kann (ansonsten z.B. kein Aufbau von okulären Dominanzsäulen oder einförmigen Orientierungssäulen)

neuronale Plastizität und Reorganisation: die Aktivierung von Tastreizen durch Braille-Schrift führt zur Aktivierung im visuellen System; Tastfunktionen werden deutlich verstärkt

ist implizit, also unbewusst intensives Training steigert die Empfindlichkeit für bestimmte Reize

6 äußere Augenmuskeln, die durch 3 verschiedene Hirnnerven innerviert werden

minimale Bewegungen im Ruhezustand

Rückstellsakkaden, z.B. beim Blick aus dem Zugfenster