Gesichtssinn - biologie.

« FarbenFarben können durch additive und subtraktive Farbmischung entstehen.

Das Auge nimmt Farben mit Hilfe von Farbrezeptoren wahr,und zwar für die Grundfarben Blau, Grün und Rot.© Microsoft Corporation.

Alle Rechte vorbehalten. Nur die elektromagnetische Strahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs erregt die Sinneszellen.

Beim Menschen liegt der Wellenlängenbereich sichtbaren Lichteszwischen etwa 400 und 750 Nanometern – viele Tiere können auch die benachbarten Bereiche des Spektrums (Ultraviolettstrahlung bzw.

Infrarotstrahlung) als Lichtwahrnehmen.

Beim Farbensehen nehmen Rezeptoren mit verschiedenen Sehfarbstoffen Licht unterschiedlicher Wellenlänge auf.

Die Farbe eines Objekts hängt also von derspektralen Zusammensetzung des einfallenden Lichtes ab, das die Rezeptortypen jeweils unterschiedlich stark anregt.

Die wahrgenommene Helligkeit eines Objektsentspricht nach dem Weber-Fechner’schen Gesetz etwa dem Logarithmus der Lichtstärke.

Nach den Linsengesetzen der Optik lässt die Augenlinse auf der Netzhaut einumgekehrtes Bild der Außenwelt entstehen, das erst durch die Verarbeitung im Gehirn korrigiert wird. 3 RÄUMLICHES SEHEN SteinkauzDie nach vorn gerichteten Augen, deren Gesichtsfelder sich überschneiden, ermöglichen Eulen räumliches bzw.

dreidimensionalesSehen.

Räumliches Sehen erleichtert es, Entfernungen genau abzuschätzen.Mark Hamblin/Oxford Scientific Films Menschen können – wie auch viele Säugetiere und einige andere Tiere (z.

B.

Eulenvögel) – räumlich sehen.

Diese Fähigkeit beruht darauf, dass die Augen nebeneinanderauf der Vorderseite des Kopfes (im Gesicht) liegen und sich infolgedessen ihre Gesichtsfelder überlappen.

Das Gesichtsfeld ist die Fläche, aus der ein Auge Lichtreizeaufnehmen kann.

Betrachtet man ein Objekt gleichzeitig mit beiden Augen, nimmt jedes Auge den Gegenstand aus einem etwas anderen Blickwinkel wahr.

Auf der Netzhautder beiden Augen werden also zwei leicht unterschiedliche Bilder erzeugt.

Durch die Verarbeitung dieser beiden Bilder im Gehirn entsteht eine räumlicheTiefenwahrnehmung.

Technisch umgesetzt wird das Prinzip des räumlichen Sehens in einem Stereoskop. Räumliches Sehen ist nur im mittleren Bereich des Gesichtsfeldes möglich, der von beiden Augen abgedeckt wird.

Für die Randbereiche gilt dies nicht mehr, da Lichtstrahlenaus einem relativ spitzen Winkel nur noch in ein Auge fallen.

Man bezeichnet diese Randbereiche auch als temporale (auf der Seite der Schläfen liegende) Halbmonde odermonokulare Zonen.

Die Signale aus beiden Augen gelangen über die beiden Sehnerven zum Chiasma opticum, einer Kreuzungsstelle von Nervenbahnen nahe derHypophyse am unteren Rand des Gehirns.

Dort trennen sich die Signale: Diejenigen aus der nasalen (auf der Seite der Nase liegenden) Hälfte der Netzhaut werden in diejeweils gegenüberliegende Hälfte des Gehirns geleitet, Signale aus der temporalen Hälfte der Netzhaut werden auf derselben Hirnseite verarbeitet. 4 VERARBEITUNG DER LICHTREIZE BEIM MENSCHEN Hinter dem Chiasma opticum verzweigen sich die Nervenbahnen.

Ein Zweig führt ins Mittelhirn.

Die dort entspringenden Nervenfasern steuern Augenbewegungen,Lidschluss- und Pupillenreflex und führen zur Großhirnrinde.

Der andere Zweig mündet in das Corpus geniculatum laterale (den lateralen Kniehöcker) im Thalamus.

Dortwerden die Lichtreize zu Bildern zusammengesetzt.

Vom Thalamus aus ziehen Fasern in den visuellen Cortex im Hinterhauptslappen der Großhirnrinde, wo die Bilderverarbeitet werden.

Eine höhere Aufmerksamkeit verbessert die Koordinierung der beteiligten Fasern und damit die Wahrnehmung.

Die vielschichtige Verarbeitung der Reizeund der erzeugten Bilder durch die Großhirnrinde, z.

B.

mittels Assoziationen, Emotionen und Erinnerungen im Gedächtnis, hebt den Gesichtssinn weit über die Funktioneines Fotoapparates hinaus.

Dass Bilder nicht einfach nur wahrgenommen, sondern im Gehirn verarbeitet werden, zeigt sich beispielsweise bei optischen Täuschungen. Im primären visuellen Cortex werden die Lichtreize in getrennten Feldern verarbeitet, die sich spiegelbildlich genau gegenüber den Regionen des Gesichtsfeldes befinden,aus denen sie stammen.

Dort dienen Zellsäulen und Zellschichten der Orientierung und der Tiefenwahrnehmung.

Zwischen den Orientierungssäulen werden in so genanntenBlobs Farben analysiert.

Bewegungen werden registriert, indem Reihen von Zellen nacheinander auf Reize eines bestimmten Punktes auf der Netzhaut reagieren.

Vomprimären Cortex verlaufen Nervenverbindungen zum Schläfenlappen, wo Formen wahrgenommen werden, und zum Scheitellappen, wo das visuelle Kurzzeitgedächtnis liegtund Bewegungen des Körpers in Bezug auf wahrgenommene Objekte koordiniert werden. Der Gesichtssinn ist in vielerlei Hinsicht der wichtigste Sinn des Menschen, auch weil die visuellen Signale zahlreiche andere Gehirnfunktionen maßgeblich beeinflussen.Andere Gehirnleistungen wirken aber auch stark auf die Verarbeitung der visuellen Signale ein.

Indem Kleinkinder beispielsweise unbekannte Gegenstände ertasten,assoziieren sie die Informationen ihres Tastsinnes mit denen des Gesichtssinnes.

Wie weit entfernt ein Gegenstand ist, erkennt ein Mensch auch durch Erfahrung und durchLernen.

Ändert man die Größe der Abbildung eines Gegenstandes auf der Netzhaut, indem man beispielsweise eine Lupe oder ein Fernrohr vor das Auge hält, so entsteht aufder Netzhaut ein größeres Bild; entsprechend haben wir den Eindruck, der Gegenstand sei näher. 4.1 Sehstörungen. »