Neuronale Verarbeitungsprozesse in der Retina

Reizverarbeitung in der Retina

Noch bevor der Reiz aus den Fotosensoren an das Gehirn weitergegeben wird, erfolgt in der Retina eine erste Verarbeitung der Signale.

• Mehrere Fotosensoren sind zu rezeptiven Feldern zusammengefasst. Je mehr Sensoren ein rezeptives Feld enthält, desto geringer wird das räumliche Auflösungsvermögen und desto größer die Empfindlichkeit.

• Die Peripherie eines rezeptiven Feldes ist antagonistisch zu seinem Zentrum. Dieser Antagonismus wird über laterale Inhibition durch die Horizontalzellen erreicht und verstärkt die Kontrastwahrnehmung.

• Durch unterschiedliche Signaltransduktionswege in den verschiedenen Zellen wird Hell und Dunkel wahrgenommen (On-Off-Signalwege).

Farbensehen

Das Farbensehen erfolgt durch die Zapfen. Jeder Zapfen enthält eines von drei Farbpigmenten, die vorwiegend Licht unterschiedlicher Wellenlänge (rot, grün, blau) absorbieren. Der endgültige Farbeindruck entsteht aber erst im Gehirn, wo die verschiedenen Signale der Zapfen miteinander verrechnet werden.

Hell-/Dunkeladaptation

Das Auge kann sich an einen Intensitätsbereich des Lichtes anpassen, der von maximaler Hell- zu maximaler Dunkeladaptation ca. 9 Zehnerpotenzen umfasst. Dies erfolgt hauptsächlich durch die photochemische Anpassung der Zahl lichtempfindlicher Sehpigmentmoleküle in den Fotosensoren und die Umstellung von Zapfen- auf Stäbchensehen bei der Dunkeladaptation (und umgekehrt bei Helladaptation). Zapfen haben eine hohe Reizschwelle. Wenn die Lichtintensität unter diese Schwelle fällt, wird das Sehen nur noch von den wesentlich empfindlicheren Stäbchen vermittelt. Eine vollständige Dunkeladaptation dauert 30–40 Minuten.

Räumliches Auflösungsvermögen

Das räumliche Auflösungsvermögen ist der kleinste Abstand, bei dem zwei Punkte vom Auge noch getrennt wahrgenommen werden können. Dabei werden bei Helligkeit zwei Punkte dann noch getrennt wahrgenommen, wenn sie auf zwei Zapfen fallen, die durch einen weiteren Zapfen voneinander getrennt werden. Dieses Auflösungsvermögen wird allerdings nur in der Fovea centralis erreicht, in der die Verschaltung zwischen Zapfen und Ganglienzelle bei maximaler Helligkeit im Verhältnis 1:1 erfolgt.

• Je mehr Fotosensoren auf eine Ganglienzelle konvergieren, desto schlechter wird das Auflösungsvermögen.

• Bei niedrigen Lichtintensitäten verschlechtert sich das Auflösungsvermögen, weil sich die rezeptiven Feldzentren vergrößern und schließlich das Sehen bei Dunkelheit in die Peripherie der Retina verlagert wird, wo die rezeptiven Felder grundsätzlich größer sind.

• Ein Maß für das räumliche Auflösungsvermögen ist der Visus (Sehschärfe). Er kann mit Sehprobetafeln (z.B. Landolt-Ringen) bestimmt werden. Ein Visus von 1,0 bedeutet, dass der Proband eine Lücke im Landolt-Ring wahrnimmt, die bei einem Sehwinkel von 1 Winkelminute auf der Netzhaut abgebildet wird.