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Stationen der Lichtbrechung
Cornea, Kammerwasser, Linse und Glaskörper
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Brechungsindex
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum durch Lichtgeschwindigkeit in Medium
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Brechkraft des Auges
- Cornea: 43 dpt
- Linse: 19-34 dpt
- Rückseite der Conea (konkav) -3 dpt
= 59-74 dpt
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Akkomodation
Steuerung der Gesamtbrechkraft
Abflachung der runden Linse durch über Uvea (Aderhaut) gespannte Zonulafasern
M. ciliaris (Parasympathikus) entspannt Zonulafasern -> Brechkraft steigt -> Nahakkomodation
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Akkomodationsbreite
= 1/Nahpunkt - 1/Fernpunkt
- bei Kindern: 15 dpt
- bei Erwachsenen: 10 dpt (Auge verliert Elastizität)
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Presbyopie
= Alterssichtigkeit
Akkomodationsbreite kann im Alter auf 0 dpt absinken
Fernpunkt bleibt, Nahpunkt entfernt sich
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Myopie
= Kurzsichtigkeit
Brennpunkt auch bei kompletter Fernakkomodation vor der Linse
Nahpunkt und Fernpunkt nähern sich
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Hypermetropie
= Weitsichtigkeit
Brennpunkt auch bei kompletter Nahakkomodation hinter der Linse
Nahakkomodationstrias -> Miosis und Konvergenz bei Nahakkomodation -> da aber abweichende Sehachsen -> Doppelbilder
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Astigmatismus
= Stabsichtigkeit
Cornea bricht in vertikaler Achse stärker als horizontal
regulärer Astigmatismus bei über 0,5 dpt -> verzerrtes Bild auf Netzhaut
irregulärer Astigmatismus bei Oberflächenveränderungen
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Myosis
durch parasympathischen M. sphincter pupillae
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Mydriasis
sympathisch innerviert
Iris wölbt sich ein wenig in vordere Augenkammer -> kann bei Prädisposition der Kammerwinkel zum Glaukomanfall kommen
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Pupillenreflex
Photorezeptoren der Retina -> N. opticus -> prätectale Region -> Verschaltung -> Ncl. Erdinger Westphalt + ziliospinales Zentrum im RM -> Sympathische Fasern: Ggl. cervicale sup; Parsympathische Fasern: N. occulomotorius
---> extrageniculärer Reflex
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konjugierte Augenbewegungen
beide Augen ändern Blickrichtung gleichsinnig
Sakkaden = ruckartige Bewegungen von einem Fixationspunkt -> nur Bilder aus Fixationsperioden werden wahrgenommen
Nystagmus = Kombination aus langsamen Augenfolgebewegungen und schnellen Rückstellsakkaden
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Vergenzbewegungen
Beide Sehachsen verändern den Winkel zueinander um sich der Entfernung anzupassen
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Augeninnendruck
Kammerwasserproduktion <> und -Abfluss
in der Sklera: 15-20 mmHg
Aufgabe: Formerhalt des Augapfels und Retina auf Pigmentepithel drücken
Produktion: Proc. ciliaris in hinter Kammer -> durch Pupille in vordere
Abfluss: Kammerwinkels -> Schlemmkanal -> episklerale Venen
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Tränenflüssigkeit
aus Glandula lacrimalis
enthält IgA
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Retina
von außen nach innen:
Pigmentepithelzellschicht -> phagozytiert abgestoßene Anteile der Photosensoren
Photosensoren auf lichtabgewander Seite
Horizontalzellen
Bipolarzellen
amakrine Zellen
Ganglienzellen -> ab hier AP
---> Transduktion in pars optica
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Photorezeptoren
Zapfen -> 1000 intrazelluläre Membranscheiben -> Farbe
Stäbchen -> Einfaltungen der Zellmembran -> Dämmerungssehen
Zilium verbindet Außen- und Innensegmente
20x mehr Stäbchen als Zapfen
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Ortmaximum der Photorezeptoren
- Fovea centralis: Zapfen
- Randbereich: Stäbchen
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Zapfen
6. Mio mit teilweise 1:1 Konvergenz an Ganglienzellen -> hohe Auflösung
3 verschiedene Arten (Farbe)
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Stäbchen
120 Mio am dichtesten 30° um Fovea centralis
Sehfarbstoff: Rhodopsin mit Absorptionsmaximum bei ca. 500nm -> deswegen blau heller -> Purkinje-Erscheinung
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Signaltransduktion in Photorezeptoren
In Ruhe -> cGMP-abhängige Leitfähigkeit für Na u. Ca (Dunkelstrom) -> recht stark depolarisiert -> -30 mV
Licht verringert diese Leitfähigkeit -> Hyperpolarisation -> weniger Glutamat wird frei
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Veränderung von Rhodopsion bei Licht
Konformationsänderung des 11-cis-Tetinals zu All-Trans-Retinal
Rhodopsin -> Meta-Rhodopsin II -> aktiviert G-Protein Transducin -> aktiviert Phosphodiesterase -> hydrolysiert cGMP zu GMP -> cGMP abhänigige Na und Ca Kanäle schließen -> Hyperpolarisation
Inaktivierung von Transducin (spaltet auch selbst GTP in GDP) durch Neubildung von cGMP
Pigmentepithel wandelt All-Trans-Retinal in 11-cis-Retinal
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Ganglienzellen
130 Mio. Photorezeptorzellen konvergieren auf 1 Mio. Ganglienzellen
a-(Y-)Zellen = magnozelluläres System -> Stäbchen -> Bewegung und Entfernung
ß-(X-)Zellen = parvozelluläres System -> Zapfen -> Farbe und Gestalt
y-(W-)Zellen = koniozelluläres System -> Blickmotorik und reflektorische Augenbewegung
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On-/Off-Zentrums-Neurone
Ganglienzelle kann de- oder hyperpolarisiert werden, je nachdem ob weniger Glutamat (normalerweise EPSP, im Auge aber auch IPSP) an einer inhibitorisch oder exzitatorisch wirksame Synapse ausgeschüttet wird
Ganglienzelle reagiert unterschiedlich, je nachdem ob nur Zentrum oder nur die Peripherie oder Beides eines rezeptiven Feldes gereizt wird
---> gute Hell-Dunkel-Auflösung
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On-Zentrums-Neuron
Beleuchtung des Zentrums -> Depolarisation der Ggl. Zelle -> AP steigt
Beleuchtung der Peripherie -> Hyperpolarisation der Ggl. Zelle -> AP sinkt
Beleuchtung gesamtes Feld -> etwas schwächere Depolarisation der Ggl. Zelle -> AP steigt
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Off-Zentrums-Neuron
Beleuchtung des Zentrums -> Hyperpolarisation der Ggl. Zelle -> AP sinkt
Beleuchtung der Peripherie -> Depolarisation der Ggl. Zelle -> AP steigt
Beleuchtung gesamtes Feld -> etwas schwächere Hyperpolarisation der Ggl. Zelle -> AP sinkt
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Visusbestimmung
Visus = 1/Winkelminute[a] in %
Winkelminute = 1/60°
Unterscheidung von 1 Winkelminute = Sehkraft 100%
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retinales Farbsehen
- K-Zapfen: blau
- M-Zapfen: grün
- L-Zapfen: rot
analog zu On-Off-Rezeptorn -> rezept. Felder, die auf unterschiedliche Wellenlängen reagieren
Additive und Subtraktive Farbmischung
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Adaption
Anpassung eines Auges an unterschiedliche Lichtverhältnisse
Kohlrausch-Knick = charakteristischer Knick in Adaptionskurve bei Übergang von Zapfen- zu Stäbchensehen
-> Fixierung mit der Fovea bei schwachem Licht nicht möglich
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Mechanismen der Adaption
Pupillenweite
Änderung der Rhodopsionkonzentration -> viel Licht -> viel Rhodopsion verfällt
Laterale Hemmung sinkt bei wenig Licht -> räumliche Summation
Zeitliche Summation durch langes Hinsehen
Sukzessivkontrast -> lokale Adaption der Netzhaut
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Sehbahn
nasale Netzhautareale (=temporales Gesichtsfeld) kreuzen im Chiasma
primäre Sehrinde = area striata
retinotope Gliederung = benachbarte Bezirke auf Retina laufen bis zur area striata in benachbarten Nervenfasern
Teilinformationen getrennt dabei
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visueller Kortex
retinotop angeordnete, sog. korikale Säulen
Säulen können von linkem, rechtem, oder beiden Augen erregt werden
30% des Kortex verarbeiten optische Inforamtionen
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binokulares Tiefensehen
fixiertes Objekt in Fovea abgebildet
gleich weit entfernte Gegenstände auf Horopterkreis
je nachdem ob Objekt näher dran oder weiter weg ist, werden auf nicht-korrespondierenden Netzhautstellen abgebildet -> weiter weg nasal, näher dran temporal -> Entfernung kann abgeschätzt werden
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monookuläres Tiefensehen
Konturüberschneidung, Licht/Schatten, Größenunterschiede, Farbsehen (weiter weg = bläulicher und weniger intensiv)
-> Eindruck über dreidimensionalen Raum
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Gesichtsfeld
für farbige Reize kleiner als für Hell-Dunkel-Reize
für blaues Licht größer als für rotes Licht
Skotom = lokalisierter Ausfall
blinder Fleck = 15° temporal vom Fixationspunkt
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