Das visuelle System ist der Teil des zentralen Nervensystems, der die optische Wahrnehmung ermöglicht. Denn das wir sehen können, ist nicht allein nur Verdienst unserer Augen. Erst durch die Weiterleitung von Reizen durch Nervenbahnen und die Informationsverarbeitung im Gehirn erkennen wir, wie unsere Umwelt aussieht.
Das visuelle System lässt uns sehen
Das sogenannte visuelle System umfasst alle organischen und nervlichen Bestandteile, die an der Wahrnehmung und Interpretation von optischen Reizen beteiligt sind. Das heißt, nicht nur das Sinnesorgan Auge, sondern auch bestimmte Bereiche des Gehirns zählen zum visuellen System. Erst durch sie können die aufgenommenen Sinneseindrücke auch verarbeitet werden. Das visuelle System ermöglicht es den Menschen also, Dinge optisch wahrzunehmen, zu erkennen und einzuordnen. Auch wenn die Augen als das letzte Sinnesorgan erst im achten Schwangerschaftsmonat voll ausgebildet sind, ist das Sehen doch unser wichtigster Sinn: Rund 80 Prozent unserer bewussten Wahrnehmung werden von visuellen Eindrücken bestimmt.
Das visuelle System: Von der Wimper bis zur Großhirnrinde
Der erste und offensichtliche Teil des visuellen Systems ist der optische Apparat, also das Auge mit seinen Bestandteilen wie der Linse, dem Glaskörper, dem Ziliarmuskel und der Netzhaut inklusive ihren Stäbchen- und Zapfenzellen sowie der Fovea centralis, dem Punkt des schärfsten Sehens. Mit den Ganglienzellen der Netzhaut (Retina), die in den Sehnerv übergehen, beginnt der zweite, neuronale Teil des visuellen Wahrnehmens. Hierzu gehören die gesamte Sehbahn – also der Sehnerv, der die visuellen Reize aus der Augenhöhle Richtung Gehirn leitet, sowie die Sehrinde (visueller Cortex) und Teile der Hirnbasis. Insgesamt ist etwa die Hälfte der Großhirnrinde mit der Interpretation von visuellen Signalen beschäftigt.
Bündeln, weiterleiten, interpretieren – so entstehen aus Lichtreizen Bilder
Das visuelle System ist für das Sehen zuständig: Das klingt zunächst einfach, doch die einzelnen Abläufe sind tatsächlich sehr komplex. Die Linse bündelt das durch die lichtdurchlässige Hornhaut und die Pupille tretende Licht, sodass der Einfallswinkel auf die Hinterseite des Auges stimmt und die Netzhaut ein scharfes Bild generieren kann. Die Netzhaut wiederum enthält Stäbchen und Zapfen – diese Sinneszellen reagieren auf Lichtreize. Stäbchen reagieren sehr empfindlich auf Helligkeitsunterschiede und ermöglichen das Bewegungssehen sowie das Sehen bei Nacht und in der Dämmerung. Die Zapfen hingegen sind die Farbrezeptoren unserer Augen, sie sorgen außerdem dafür, dass wir Dinge scharf sehen können. Als elektrische Reize gelangen diese Information über die Sehzellen der Netzhaut und den Sehnerv ins Gehirn.
Ein Teil der retinalen Nervenzellen endet bereits in der Hypophyse (Hirnanhangdrüse) und steuert Reflexe wie die Pupillenweitung oder die Augenbewegung. Die übrigen Nervenbahnen kreuzen sich am Chiasma opticum und enden im jeweils gegenüberliegenden Areal im hinteren Teil des Großhirns. Wahrnehmungen des rechten Auges werden also in der linken Hirnhälfte verarbeitet, die des linken Auges in der rechten Gehirnhälfte. Hierbei gibt es ein festes Schema, das sich Retinopathie nennt: Jeder Bereich auf der Netzhaut hat in der Sehrinde ein ihm zugeordnetes Areal, in dem ein Sehreiz verarbeitet wird. Die primäre Sehrinde ist über zwei Leitungsstränge mit der sekundären Sehrinde verbunden – Letztere ist dann für die finale Analyse der Impulse von der Netzhaut zuständig.
Viele Bestandteile – viele Erkrankungen
Das visuelle System ist ein komplexes Gefüge mit vielen Komponenten – dementsprechend anfällig ist es auch für Fehlfunktionen. Diese können eher harmloser Natur sein, wie etwa eine Bindehautentzündung oder ein trockenes Auge. Doch es gibt auch zahlreiche Erkrankungen des visuellen Systems, die die Sehleistung stark beeinträchtigen oder einen vollständigen Sehverlust zur Folge haben können. Sehr häufig ist beispielsweise die Katarakt, eine Trübung der Augenlinse, die auch unter dem Namen Grauer Star bekannt ist und vor allem in höherem Alter auftritt. Der Grüne Star (Glaukom) bezeichnet dagegen eine Schädigung des Sehnervs durch erhöhten Augeninnendruck – beiden Krankheiten ist trotz der ähnlichen Bezeichnung lediglich gemeinsam, dass sie das Sehen stark beinträchtigen und sogar zur Erblindung führen können.
Eine häufige Beeinträchtigung des visuellen Systems ist auch die altersbedingte Makuladegeneration, kurz AMD. Hierbei verlieren die Sinneszellen der Macula lutea auf der Netzhaut allmählich ihre Funktion – dabei sind gerade sie für die zentrale Sehschärfe verantwortlich. Die AMD ist in den Industrienationen die häufigste Ursache für Erblindung bei Menschen über fünfzig. Nicht nur Auge und Netzhaut, auch die weiterführende Sehbahn kann selbstverständlich erkranken und die Sehleistung vermindern, etwa durch einen Gehirntumor im Bereich des visuellen Systems. Des Weiteren haben systemische Krankheiten oder Autoimmunerkrankungen oft Auswirkungen auf unsere visuelle Wahrnehmung, beispielsweise Multiple Sklerose, Diabetes oder Gicht.
Quellen
IMC Wiki – Das offene, universitäre Medizin-Lexikon, med-college.hu
Visuelles System (PDF), stud.neuro-physiol.med.uni-goettingen.de
Visuelles System (PDF), medstud.at