24.05.2017
Jahrgangsstufe 12
Grundkurs Biologie
Referat mit dem Thema
Das menschliche Auge

1. Der allgemeine Aufbau des Auges:
Die harte Augenhaut schützt und ummantelt innere Bestandteile.
Der Glaskörper erhält die Augenform und leitet Licht durchs Auge.
Der Ziliarmuskel ist ein Ringmuskel, der kontrahiert, wenn Abstand des Objekts zur Linse klein ist. Dann: Zonulafasern erschlaffen und die Linse kugelt sich.
Die Zonulafasern ziehen Linse bei großen Abstand des Objekts flach.
Dioptischer Apparat:
 1. Cornea/ Hornhaut: Schutz des Linsensystems und Lichtbrechung. 3.Linse: Akkomodation: Sorgt für scharfes Wahrnehmen, passt seine Brechkraft unterschiedlichen Abständen für idealen Lichteinfall an. 5.Gelber Fleck: Bereich der größten Sehschärfe, größte Dichte an Rezeptoren, nur Zapfen.
 2. Iris: Regelt Lichteinfall ins Auge (Blende). 4.Retina: Netzhaut, die Fotorezeptoren enthält 6.Fovea: Nur durch diese Grube ist scharfes und farbiges Sehen möglich.

Apparat bündelt die einfallenden Lichtstrahlen auf Netzhaut, bricht Licht auf dem Weg durchs Auge für ausreichenden Fokus.
Ungetrübtes, verkleinertes und auf dem Kopf stehendes Bild.
Aderhaut: Versorgt Fotorezeptoren mit Nährstoffen und sorgt für konstante Temperatur.

1.1Aufbau der Netzhaut
Reihenfolge rückwärts gesehen:
Pigmentepithel: Schließt Netzhaut ab, bessere Verarbeitung des Lichts.
Fotorezeptorschicht: Enthält die Zapfen und Stäbchen, die in Pigmentepithel eingebettet sind.

Zellschicht aus:
1.Horizontalzellen: bilden Synapsen zu Fotorezeptoren 2.Bipolarzellen: erste Verarbeitung der Infos:
Nehmen Lichtinformation auf & geben weiter. 3.amakrine Zellen: Verknüpfung zw. Biopolar-u. Ganglienzellen.
Passen Empfindlichkeit des Auges an.
4.Ganglienzellen: Abschluss der Netzhaut: Erzeugen AP, ihre Axone bilden Sehnerv. 5. Sehnerv: Gebündelte Axone der Ganglienzellen, gibt Infos an Gehirn weiter.
1.2Aufbau der Fotorezeptoren
Stäbchen= lichtempfindlich & arbeiten in Dämmerung.
Zapfen= Farbwahrnehmung im Tageslicht.
Innensegment: enthält Zellkern, Zellorganellen und präsynaptische Endigung. Erhält Zellstoffwechsel.
Außensegment:
Stäbchen: Fortsatz mit Röhrchen mit hohlen Scheiben aus Zellmembran= Disk
Zwischen den Disk: Lichtempfindliche Protein, Rhodopsin
Zapfen: Membraneinfaltungen mit unterschiedlichen
Sehpigmenten. Besitzen auch Cofaktor Retinal.
Sehpigmente absorbieren Licht mit unterschiedl. Wellenlängen, „Farben“.
3 Zapfentypen: K-Zapfen, M-Zapfen, L-Zapfen, kurze, mittlere, lange Wellenlängen.
Alle zusammen= Farbeindruck

1. Weg des entstandenen Aktionspotentials zum Gehirn
   Aktionspotentiale (= Impulsfolgen) werden von Fotorezeptoren erzeugt, wenn Licht auf sie fällt -> Weiterleitung zu Ganglienzellen durch 3 verschiedene Wege:
2. Direkter Weg: Erregung der Fotorezeptoren mit Bipolarzellen, welche das Signal unmittelbar an die Ganglienzellen weitergeben.
3. Indirekter Weg (1): Horizontalzellen geben die Informationen untereinander weiter, Verbindung der unterschiedlichen Fotorezeptoren, verursachen laterale Hemmung (Kontrast)
4. Indirekter Weg (2): Zwischenschaltung von amakrinen Zellen zwischen Bipolarzellen und Ganglienzellen, Beeinflussung
   Beide indirekte Wege sind lateral, d.h. sie sind seitlich
   [Grafik aus Buch, Seite 424]
   Rezeptives Feld: Ort, an dem der Lichtreiz eine Antwort der betroffenen Ganglienzelle auslöst; bestehend aus mehreren Fotorezeptoren
   Gliederung in Zentrum und Umfeld, für Helligkeitskontraste, Bewegung, Farbunterschiede
   Sinn: u.a. Kontrastverstärkung
   [Grafik aus Buch, Seite 425]
   Das Licht fällt erst durch alle Neurone hindurch auf die Fotorezeptoren und wird dann als elektrisches Signal durch verschiedene Zellen (s.o.) an sie weitergegeben. Allerdings hat nicht jeder Fotorezeptor auch eine Ganglienzelle (Verhältnis ca. 1:100), darum werden Informationen komprimiert, indem sie miteinander verrechnet werden. Die Ganglienzellen bilden die innerste Schicht des Auges und leiten durch ihre Axone, welche den Sehnerv, eine Art „Kabelbündel” (eine Million Fasern) bilden, die elektrischen Impulse weiter an das Gehirn. An der Stelle, wo der Sehnerv austritt, befindet sich der blinde Fleck. Vom linken und rechten Auge führt je ein Sehnerv weg; jeder besteht aus ca. 800.000 Nervenfasern. An der Sehnervenhalbkreuzung (Chiasma opticum) überkreuzen sich beide Sehnerven. Deswegen erhält die linke Gehirnhälfte die Informationen des rechten Auges, und die rechte Gehirnhälfte die des linken Auges.

3.1 Konkrete Orte der Verarbeitung
Die Sinnesverarbeitung beim Sehen findet zum Großteil nicht im Auge statt, sondern im Gehirn. Beteiligt sind folgende Regionen: Thalamus, Hirnstamm und Sehrinde. Die Sehnerven der Sehbahn (Tractus opticus) führen die visuellen Informationen in Form von elektrischen Erregungen zum Metathalamus (Corpus geniculatum laterale), einem Kern im Thalamus weiter. Dort werden Reflexe, die im Zusammenhang mit dem Sehen stehen verarbeitet, z.B. der Pupillenreflex, der Lidschlussreflex oder die Akkommodation der Augen („Scharfstellen“ von nahen oder fernen Objekten). Vom Corpus geniculatum laterale werden die Informationen weiter zur Sehrinde (visueller Cortex) geleitet. Die hohe Dichte der dort vorhandenen Nervenzellen dient der Interpretation von Gegenständen, Wiedererkennung von Objekten oder der Gesichtserkennung, woran aber weitere, mit dem visuellen Cortex verbundene Gehirnstrukturen beteiligt sind. Viele unterschiedliche Hirnregionen analysieren die Bilder auf verschiedene Eigenschaften: Bewegungen, Kanten, Farben, zusammengehörende Teile, Kontraste, Vordergrund/Hintergrund, … Das Gehirn gleicht ebendiese mit den bereits im Gedächtnis gespeicherten Bildern ab, erkennt sie wieder und bekommt eine Bedeutung bestehend aus früheren Erfahrungen zugeteilt.

Beispiel: ein gelb-roter runder Gegenstand mit braunem Stiel wird zu einem Apfel, ist essbar, schmeckt süß
Insgesamt ist ein Drittel der Großhirnrinde für die Bearbeitung von optischen Eindrücken reserviert. Der Mensch ist ein “Augenwesen”.