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Ein Überblick über das zentrale Sehsystem. Die Reizweiterleitung und die strukturelle Verarbeitung von Signalen

Hausarbeit 2016 17 Seiten

Biologie - Allgemeines, Grundlagen

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

2 Ganglienzellen
2.1 α-Zellen
2.2 β-Zellen
2.3 γ-Zellen

3 Sehbahn
3.1 Nervus opticus
3.2 Chiasma opticum
3.3 Tractus opticus
3.4 Corpus geniculatum laterale
3.4.1 Magnozelluläre Schichten
3.4.2 Parvozelluläre Schichten
3.5 Radiatio optica
3.6 Prätectum / Colliculi superiores

4 Visueller Kortex
4.1 Area V1 - Primärer visueller Kortex
4.2 Area V2
4.3 Area V3
4.4 Area V4
4.5 Area V5

5 Fazit

6 Literaturverzeichnis

7 Abbildungsverzeichnis

1 Einführung

Der Sehsinn ist das wichtigste Sinnessystem des Menschen und liefert 80% der Informationen über die Außenwelt an das Gehirn. Dieses wird zu einem Viertel mit den visuellen Signalen beschäftigt, was ein vergleichbar großer Teil ist.

Der Mensch kann sowohl Dinge in großer Entfernung als auch sehr nahe Objekte erkennen, einordnen und ihre Farbe bestimmen. Dazu müssen sehr viele Reize verarbeitet werden. Man kann dies mit dem Trinken aus einem Wasserfall vergleichen. Aus der großen Reizflut muss das wesentliche herausgefiltert und verarbeiten werden, um im Gehirn ein genaues Abbild der Umwelt entstehen zu lassen. Dazu bedarf es zusätzlich einer hohen Geschwindigkeit, damit es zu keiner Verzögerung zwischen Umwelt und Wahrnehmung kommt. Die Frage, wie dies umgesetzt wird, soll beantwortet werden. Hierbei soll der Thematische Schwerpunkt auf der Reizweiterleitung, der in der Retina entstandenen Signale und ihrer strukturellen Verarbeitung liegen. Die verschiedenen Abschnitte werden differenzierter betrachtet um einen möglichst kompletter Eindruck des zentralen Sehsystems zu vermitteln.

2 Ganglienzellen

Die Ganglienzellen in der Retina (Abb.1) erzeugen Aktionspotentiale, welche über die Axone mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten weitergeleitet werden. Danach lassen sich drei Ganglienzellklassen unterscheiden.

2.1 α-Zellen

Die α-Zellen, auch M-Zellen genannt, sind für die Wahrnehmung von Hell und Dunkel verantwortlich und dienen zusätzlich der Bewegungserfassung. Sie machen etwa 10 % der gesamten Ganglienzellen aus und sind dem magnozellulären System zugeordnet. Dadurch, dass sie sehr dicke und markhaltige Axone besitzen, können sie eine hohe Leitgeschwindigkeit von 40 m/s generieren. Somit ist es ihnen möglich auf kleine Beleuchtungsunterschiede zu reagieren und bewegte Objekte im Raum zu erfassen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Retina mit Ganglienzellen

2.2 β-Zellen

Die β-Zellen, auch P-Zellen genannt, dienen der Farben- und Formenerkennung. Dadurch, dass sie kleinere Zellkörper und dünnere Axone besitzen, die außerdem wenig Mark enthalten leiten sie langsamer als die α-Zellen. Ihre Leitgeschwindigkeit liegt bei 20 m/s. Sie machen aber mit 80% einen wesentlich größeren Anteil der Ganglienzellen aus.

2.3 γ-Zellen

Die verbleibenden 10% sind γ-Zellen. Diese bestehen aus kleinen konischen Zellen und besitzen die kleinsten und markarmsten Axone der Ganglienzellen. Dadurch beträgt ihre Leitgeschwindigkeit nur maximal 10 m/s. Sie sind für die Steuerung der Pupillenmotorik zuständig.1 ;2

3 Sehbahn

Im engeren Sinne versteht man unter der Sehbahn den Teil vom Chiasma opticum bis hin zum Gehirn. Im weiteren Sinne lässt sich allerdings auch der Teil zwischen Ganglienzellen und Chiasma opticum betrachten, da es hier auch zu einer Weiterleitung des Sehreizes kommt. Im gesamten Verlauf wird die Topologie der Retina beibehalten. Es herrscht also eine retinotopische Organisation und es wird in den verschiedenen Arealen eine Kopie der Retina abgebildet.

3.1 Nervus opticus

Der Nervus opticus besteht aus den gebündelten Axonen (siehe Abb.2) der Ganglienzellen und bildet einen Teil der Sehbahn. Dieses Nervenfaserbündel verlässt das Auge durch die Bulbuswand als sogenannte Sehnervenpapille. Da sich an dieser Stelle keine Sinneszellen befinden, bildet sich dort der blinde Fleck auf der Netzhaut. Die Nervenfasern sind ab hier von Myelinhüllen ummantelt, was die Leitungsgeschwindigkeit erhöht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Nervus opticus (grün)

eingebettet und die Arteria centralis retinae sowie die Vena centralis retinae treten hier in ihn ein, um die Retina zu versorgen (siehe Abb. 3). Beim Verlassen umgibt ihn der Sehnenring des Augenmuskels (siehe Abb. 4).3 ;4

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Versorgung der Retina

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Augenmuskel

3.2 Chiasma opticum

Nachdem der Nervus opticus die Augenhöhle durch den Canalis opticus des Keilbeins verlassen hat und sich nun in der Schädelhöhle im Subarachnoidalraum befindet, trifft er an der Schädelbasis im Chiasma opticum auf den Nervus opticus des anderen Auges. An dieser Nervenkreuzungsstelle kommt es zu einem Tausch der Nasalen Fasern. Dadurch verlaufen diese Nervenfasern des rechten Auges im weiteren Verlauf mit den temporalen Fasern des linken Auges und umgekehrt (siehe Abb. 5). Außerdem zweigen an dieser Stelle einige Faser ab, um Lichtreize an den Hypothalamus zu übermitteln.5

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Verlauf der Sehbahn

3.3 Tractus opticus

Die im Chiasma opticum neu formierten Nervenfaserbündel werden als linker bzw. rechter Tractus opticus bezeichnet. Dadurch, dass sich der linke Tractus opticus aus den Axonen der temporalen Retinahälfte des linken Auges und der nasalen Retinahälfte des rechten Auges zusammensetzt, übermittelt er die komplette Abbildung der rechten Gesichtshälfte. Beim rechten Tractus opticus ist es entsprechend die linke Gesichtshälfte (siehe Abb. 5 und 6).

3.4 Corpus geniculatum laterale

Der Corpus geniculatum laterale (CGL) wird auch als seitlicher Kniehöcker bezeichnet. Hier endet der Tractus opticus und die ankommenden Signale der jeweils gegenüberliegenden Gesichtshälfte werden zum ersten Mal verarbeitet. Außerdem werden sie mit vielen Signalen aus anderen Hirnregionen (80-90 % der Eingangsfasern) kombiniert6.

Dadurch wird z.B. eine „Reduzierung der Informationsverarbeitung im Schlaf“7 umgesetzt. Die Fasern von der kontralateralen (K), nasalen Retinahälfte ziehen zu den Schichten 1, 4 und 6. Die der ipsilateralen (I), temporalen Retinahälfte zu 2, 3 und 5. Diese sechs Zellkörperschichten sind untereinander durch Axone und Dendriten verbunden und lassen sich noch mal nach ihren Zellgrößen qualifizieren. (siehe Abb. 6).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Corpus geniculatum laterale

3.4.1 Magnozelluläre Schichten

Die Schichten 1 und 2 sind magnozelluläre Schichten, die sich durch große Zellkörper und starke Axone auszeichnen.

[...]


1 Désirée Hamsch: Physiologie, Urban & Fischer, München 2009, S.92

2 Universität Heidelberg http://www.psychologie.uniheidelberg.de/ae/allg/lehre/wct/w/ w3_visuelles_system/w331_ganglienzellen.html (Zugriff: 14.05.2016) Solange der Nervus opticus sich noch in der Augenhöhle befindet, ist er in Fett

3 Christian Hick, Astrid Hick: Intensivkurs Physiologie, Urban & Fischer, München 2009, S.34

4 Dr. Frank Antwerpes, DocCheck 11.03.2014 http://flexikon.doccheck.com/de/Benutzer:0FCA4E9878DF4 (Zugriff: 05.04.2016)

5 Christian Hick, Astrid Hick: Intensivkurs Physiologie, Urban & Fischer, München 2009, S.347

6 Prof. Dr. Rainer Schandry: Biologische Psychologie, Beltz Verlag, Weinheim, Basel 2011 S.256

7 Christian Hick, Astrid Hick: Intensivkurs Physiologie, Urban & Fischer, München 2009, S.349

Details

Seiten
17
Jahr
2016
ISBN (eBook)
9783668245075
ISBN (Buch)
9783668245082
Dateigröße
999 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v334700
Institution / Hochschule
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg – Bereich Sportwissenschaft
Note
cum laude
Schlagworte
sehsystem überblick

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Titel: Ein Überblick über das zentrale Sehsystem. Die Reizweiterleitung und die strukturelle Verarbeitung von Signalen