Vision ist der besondere Sehsinn, der auf der Transduktion von Lichtreizen basiert, die durch die Augen empfangen werden. Die Augen befinden sich in beiden Orbits im Schädel. Die knöchernen Bahnen umgeben die Augäpfel, schützen sie und verankern die Weichteile des Auges (Abbildung 8.33). Die Augenlider mit Wimpern an ihren Vorderkanten schützen das Auge vor Abrieb, indem sie Partikel blockieren, die auf der Augenoberfläche landen können. Die innere Oberfläche jedes Deckels ist eine dünne Membran, die als palpebrale Bindehaut bekannt ist., Die Bindehaut erstreckt sich über die weißen Bereiche des Auges (die Sklera) und verbindet die Augenlider mit dem Augapfel. Tränen werden von der Tränendrüse produziert, die sich unter den seitlichen Rändern der Nase befindet. Tränen, die von dieser Drüse produziert werden, fließen durch den Tränengang in den medialen Augenwinkel, wo die Tränen über die Bindehaut fließen und Fremdpartikel wegwaschen.
Abbildung 8.33. Das Auge in der Umlaufbahn Das Auge befindet sich innerhalb der Umlaufbahn und ist von Weichteilen umgeben, die seine Funktion schützen und unterstützen., Die Umlaufbahn ist von Schädelknochen des Schädels umgeben.
Das Auge selbst ist eine hohle Kugel, die aus drei Gewebeschichten besteht. Die äußerste Schicht ist die faserige Tunika, zu der die weiße Sklera und die klare Hornhaut gehören. Die Sklera macht fünf Sechstel der Oberfläche des Auges aus, von denen die meisten nicht sichtbar sind, obwohl der Mensch im Vergleich zu vielen anderen Arten einzigartig ist, wenn er so viel von dem „Weiß des Auges“ sichtbar hat (Abbildung 8.34). Die transparente Hornhaut bedeckt die vordere Augenspitze und lässt Licht in das Auge eindringen., Die mittlere Schicht des Auges ist die vaskuläre Tunika, die hauptsächlich aus Aderhaut, Ziliarkörper und Iris besteht. Die Aderhaut ist eine Schicht aus stark vaskularisiertem Bindegewebe, die den Augapfel mit Blut versorgt. Die Aderhaut ist dem Ziliarkörper posterior, einer Muskelstruktur, die durch Zonulusfasern an der Linse befestigt ist. Diese beiden Strukturen biegen die Linse und ermöglichen es ihr, Licht auf den Augenhintergrund zu fokussieren. Überlagert den Ziliarkörper und sichtbar im vorderen Auge ist die Iris—der farbige Teil des Auges., Die Iris ist eine glatte Muskulatur, die die Pupille öffnet oder schließt, das Loch in der Mitte des Auges, das Licht eindringen lässt. Die Iris verengt die Pupille als Reaktion auf helles Licht und erweitert die Pupille als Reaktion auf schwaches Licht. Die innerste Schicht des Auges ist die neuronale Tunika oder Netzhaut, die das für die Photorezeption verantwortliche Nervengewebe enthält. Das Auge ist auch in zwei Hohlräume unterteilt: die vordere Höhle und die hintere Höhle. Die vordere Höhle ist der Raum zwischen Hornhaut und Linse, einschließlich der Iris und des Ziliarkörpers., Es ist mit einer wässrigen Flüssigkeit gefüllt, die als wässriger Humor bezeichnet wird. Die hintere Höhle ist der Raum hinter der Linse, der sich zur hinteren Seite des inneren Augapfels erstreckt, wo sich die Netzhaut befindet. Die hintere Höhle ist mit einer viskoseren Flüssigkeit gefüllt, die als Glaskörper bezeichnet wird.
Abbildung 8.34. Struktur des Auges Die Augensphäre kann in vordere und hintere Kammern unterteilt werden. Die Wand des Auges besteht aus drei Schichten: der faserigen Tunika, der vaskulären Tunika und der neuralen Tunika., Innerhalb der neuralen Tunika befindet sich die Netzhaut mit drei Zellschichten und zwei synaptischen Schichten dazwischen. Das Zentrum der Netzhaut hat eine kleine Vertiefung, die als Fovea bekannt ist.
Die Netzhaut besteht aus mehreren Schichten und enthält spezialisierte Zellen für die anfängliche Verarbeitung visueller Reize. Die Photorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) verändern ihr Membranpotential, wenn sie durch Lichtenergie stimuliert werden (Abbildung 8.35). Stäbe sind Photorezeptoren für das Schwarz-Weiß-Sehen, da sie nur für das Vorhandensein von Licht und nicht für Farbwellenlängen empfindlich sind. Kegel sind jedoch für das Farbsehen., Da Zapfen helles Licht benötigen, um zu funktionieren, erlauben uns nur Stäbe, bei schwachem Licht zu sehen. Die Axone der Neuronen in der Netzhaut vereinigen sich zu der Sehscheibe und verlassen das Auge als Sehnerv (siehe Abbildung 8.34). Da diese Axone die Netzhaut passieren, gibt es keine Photorezeptoren ganz hinten im Auge, wo der Sehnerv beginnt. Dadurch entsteht ein“ blinder Fleck “ in der Netzhaut und ein entsprechender blinder Fleck in unserem Gesichtsfeld.
Genau in der Mitte der Netzhaut befindet sich ein kleiner Bereich, der als Fovea bekannt ist., Bei der Fovea fehlen der Netzhaut die Stützzellen und Blutgefäße und enthalten nur Photorezeptoren. Daher ist die Sehschärfe oder die Sehschärfe an der Fovea am größten. Der visuelle Reiz in der Mitte des Sichtfeldes fällt auf die Fovea und steht im schärfsten Fokus. Beachten Sie, dass Wörter am Anfang oder Ende des Absatzes nicht fokussiert sind, ohne die Augen von diesem Wort zu entfernen. Die Bilder in Ihrer peripheren Sicht werden von der peripheren Netzhaut fokussiert und haben vage, verschwommene Kanten und Wörter, die nicht so klar identifiziert werden., Infolgedessen beschäftigt sich ein großer Teil der neuronalen Funktion der Augen damit, Augen und Kopf so zu bewegen, dass wichtige visuelle Reize auf der Fovea zentriert sind.
Abbildung 8.35. Photorezeptor (a) Alle Photorezeptoren haben innere Segmente, die den Kern und andere wichtige Organellen enthalten, und äußere Segmente mit Membranarrays, die die lichtempfindlichen Opsinmoleküle enthalten. Stabaußensegmente sind lange säulenförmige Formen mit Stapeln membrangebundener Scheiben, die das Rhodopsinpigment enthalten., Kegelaußensegmente sind kurze, sich verjüngende Formen mit Membranfalten anstelle der Scheiben in den Stäben. (b) Gewebe der Netzhaut zeigt eine Dichte Schicht von Kernen der Stäbchen und Zapfen. LM × 800. (Mikrograph bereitgestellt von der Regents of University of Michigan Medical School © 2012)
Fokussierung des Lichts auf die Netzhaut
Die Netzhaut, in der sich die Photorezeptoren befinden, befindet sich im hinteren Bereich des Auges., Damit die Netzhaut die am besten geeigneten Informationen an das Gehirn überträgt, müssen die Lichtstrahlen scharf und mit entsprechender Intensität auf den Netzhautzellen landen. Die Hornhaut, die Pupille (das Zentrum der Iris) und die Linse sind dafür verantwortlich, diese Anforderungen zu erfüllen.
Wenn sich Licht von einem Medium (z. B. Luft) in ein anderes Medium (z. B. Hornhaut oder Linse) bewegt, werden Strahlen gebrochen oder gebogen (Abb. 8.36). Da sowohl die Hornhaut als auch die Linse gekrümmte Oberflächen haben, brechen sie einige der Lichtstrahlen, die in das Auge gelangen., Dabei komprimieren sie das Bild dessen, was wir sehen, so dass eine große Menge visueller Informationen von einer kleinen Menge Netzhautgewebe verarbeitet werden kann. Die Hornhaut bricht mehr Licht als die Linse, weil ihre Oberfläche mehr gekrümmt ist, aber die Linse hat die Fähigkeit, ihre Form zu ändern und daher die Menge der Brechung zu optimieren, die notwendig ist, um die Lichtstrahlen auf die Netzhaut zu fokussieren. Dieser Prozess wird als Unterkunft bezeichnet.
Abbildung 8.36. Die Brechung von Lichtstrahlen, wie sie von einem Medium zum anderen (a), wie durch die Hornhaut und Linse (b)., Diese Arbeit von Cenveo ist unter einer Creative Commons Attribution 3.0 United States lizenziert (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/).
Es beinhaltet die Kontraktion und Entspannung der Ziliarmuskeln, um die Form der Linse zu verändern. Die Linse ändert ihre Form als Reaktion auf Spannungsänderungen der Ziliarmuskeln an den suspensorischen Bändern (auch Zonuli genannt), die die Linse an Ort und Stelle halten. Wenn sich die Ziliarmuskeln zusammenziehen, werden die suspensorischen Bänder weniger gelehrt, wodurch die Linse etwas kugelförmiger wird und das Licht mehr bricht., Dies ist, was passiert, wenn Objekte, die betrachtet werden, sind in der Nähe, oder näher bewegt. Licht, das von weit entfernten Objekten kommt, erfordert nicht so viel Brechung und wird mit entspannter Ziliarmuskulatur und mehr Spannung auf der Linse betrachtet ,was sie länglicher macht (Abb. 8.37). Die Beziehung zwischen den Ziliarmuskeln und der Taughness der suspensorischen Bänder ist für die meisten Individuen nicht intuitiv, aber das Auge hat eine einzigartige Anatomie, die zu dieser Beziehung führt (Video 8.1).,
Zusammen mit der Akkommodation der Linse, wenn sich Objekte in der Nähe befinden, neigt die Pupille auch dazu, sich zu verengen, damit weniger peripheres Licht in die hintere Augenkammer eindringen kann. Dabei können Objekte knackiger betrachtet werden. Die Pupille verengt sich auch bei hellen Bedingungen und dehnt sich bei schlechten Lichtverhältnissen aus. Auf diese Weise kann die Netzhaut eine geeignete Lichtmenge erhalten, um ihre Photorezeptoren zu aktivieren, ohne sie mit zu viel Licht zu bleichen.
Abbildung 8.37. Anpassung der Linse mit Fern-und Nahsicht. Diese Arbeit von Cenveo ist unter einer Creative Commons Attribution 3.0 United States lizenziert (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/).
Veränderungen des Sehvermögens
Manchmal brechen die Strukturen des Auges das Licht nicht angemessen, so dass es entweder vor (Myopie) oder hinter (Hyperopie) der Netzhaut fokussiert., Dies kann zum Beispiel passieren, wenn das Auge nicht perfekt rund ist. Um Anomalien bei der Lichtbrechung zu korrigieren, können dem System Brillen oder Kontaktlinsen hinzugefügt werden, um das Licht besser auf die Netzhaut zu fokussieren und das Sehvermögen zu verbessern.
Abbildung 8.38. Korrektur von Anomalien der Lichtbrechung im Auge. Diese Arbeit von Cenveo ist unter einer Creative Commons Attribution 3.0 United States lizenziert (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/).
Normale Lichtbrechung führt zu konvergierenden Lichtstrahlen auf der Netzhaut (a)., Bei Hyperopie fokussieren die Lichtstrahlen hinter der Netzhaut. Dies wird mit einer konvexen Linse korrigiert, um das Licht zu biegen, bevor es die Hornhaut erreicht (b). Bei Myopie fokussieren die Lichtstrahlen vor der Netzhaut. Dies wird mit einer konkaven Linse korrigiert, um die Lichtstrahlen zu divergieren, bevor sie die Hornhaut (c) erreichen.