Das Auge ist ein komplexes und hochentwickeltes Sinnesorgan, das Lichtreize wahrnimmt und diese in Nervenimpulse umwandelt. Diese Impulse werden dann über den Sehnerv zum Gehirn weitergeleitet, wo sie als Bilder interpretiert werden. Dieser Artikel beleuchtet die Definition und Funktion des Sehnervs im Detail.
Das Auge: Ein Überblick
Das Auge ist ein komplexes Organ, das auf optische Reize reagiert und Licht im Wellenlängenbereich von etwa 380 nm bis 780 nm wahrnehmen kann. Es besteht aus verschiedenen Komponenten, die zusammenarbeiten, um das Sehen zu ermöglichen.
Schutz und Befeuchtung
Das Augenlid (lat. Palpebra) schützt das Auge vor Verletzungen und plötzlicher Lichteinstrahlung. Durch Auf- und Abbewegen benetzt es die Hornhaut mit Tränenflüssigkeit. Die Tränenflüssigkeit befeuchtet, desinfiziert, säubert und versorgt die Hornhaut mit Nährstoffen. Ein Mangel an Tränenflüssigkeit führt zu einem "trockenen Auge".
Hornhaut und Kammerwasser
Die Hornhaut (lat. Cornea) schützt das Auge vor Fremdkörpern, Infektionen und UV-Licht. Ihre innerste Schicht reguliert die Transparenz der Hornhaut und sorgt für einen klaren Blick. Das Kammerwasser (lat. Humor aquosus) in der vorderen und hinteren Augenkammer versorgt Linse und Hornhaut mit Nährstoffen.
Iris und Pupille
Die Iris (Regenbogenhaut) ist die farbige Blende des Auges. Die Pupille (lat. Pupilla) ist die Öffnung in der Mitte der Iris, die sich je nach Lichteinfall vergrößert oder verkleinert. Die Iris reguliert, wie viel Licht tatsächlich auf die Netzhaut gelangt. Hierzu zieht sich die Regenbogenhaut, die um die Pupille herum liegt, zusammen. Bei Dunkelheit vergrößert sich die Pupille, um möglichst viel Licht einzulassen.
Lesen Sie auch: Faszination Nesseltiere: Wie sie ohne Gehirn leben
Linse und Ziliarkörper
Die Linse (lat. Lens) bündelt das durch die Pupille eintretende Licht, sodass auf der Netzhaut ein scharfes Bild entsteht. Der Ziliarkörper (lat. Corpus ciliare) dient der Aufhängung der Linse und der Akkommodation. Er ist zudem an der Entstehung des Kammerwassers beteiligt. Der Ziliarmuskel ermöglicht die Naheinstellung, indem er die Linse runder macht.
Glaskörper und Netzhaut
Der Glaskörper (lat. Corpus vitreum) stabilisiert die Form des Auges und ist mit einer transparenten, gelartigen Flüssigkeit gefüllt. Er befindet sich zwischen Linse und Netzhaut. Die Netzhaut (lat. Retina) nimmt mit ihren Stäbchen und Zapfen die einfallenden Lichtreize auf, wandelt sie in Nervenimpulse um und leitet diese über den Sehnerv zum Gehirn weiter.
Gelber Fleck und Sehnerv
Der Gelbe Fleck (lat. Macula lutea) ist ein Teilbereich der Netzhaut mit der Sehgrube, der Region des schärfsten Sehens. Der Sehnerv (lat. Nervus opticus) führt vom Auge in den Schädel und überträgt Impulse an das Gehirn.
Der Sehnerv (Nervus opticus): Die Verbindung zum Gehirn
Der Sehnerv, auch Nervus opticus genannt, ist der zweite von insgesamt zwölf Hirnnerven. Jeder Mensch verfügt über zwei Sehnerven, einen pro Auge. Deren Hauptaufgabe besteht darin, visuelle Reize (Lichtreize), welche von der Netzhaut (Retina, bekleidet die Innenseite der Augenwand) aufgefangen werden, in die jeweilige Hirnhälfte (links bzw. rechts) weiterzuleiten.
Aufbau und Struktur
Der Sehnerv ist ebenso wie die Netzhaut ein Bestandteil des Gehirns mit einer Gesamtlänge von vier bis fünf Zentimetern. Im eigentlichen Sinne handelt es sich bei den beiden Sehnerven (jeweils ein Sehnerv im linken und rechten Auge) um keine Nerven, sondern um weiße Gehirnsubstanz. Als Teil des Gehirns ist der Sehnerv, gebildet aus Ganglienzellen der Netzhaut, vorwiegend aus weißer Gehirnsubstanz (Substantia alba) aufgebaut.
Lesen Sie auch: Lesen Sie mehr über die neuesten Fortschritte in der Neurowissenschaft.
Jeder der beiden Sehnerven hat seinen Ursprung im Auge an der sogenannten Papille (Discus nervi optici). Durch eine nur wenige Millimeter große Öffnung am hinteren Augenpol gelangt der Nervus opticus durch die Sklera (Lederhaut) in die knöcherne Augenhöhle, die sich hinter dem Augapfel befindet. Dieses Kerngebiet ist vielen Menschen als blinder Fleck ein Begriff.
In den Augenhöhlen beider Augen verlaufen die Sehnerven auf einer Länge von rund drei bis vier Zentimetern, abhängig von der Augenstellung, bogen- bzw. s-förmig. Beim Verlassen der Augenhöhle tritt der Nervus opticus durch den Canalis opticus (Sehnervenkanal) in den Schädel (Keilbein) ein und verläuft dort bis zur Sehnervenkreuzung (Chiasma opticum), der Kreuzungsstelle von rund 50 Prozent der Sehnerven-Fasern des linken und rechten Auges.
Auf diese Weise wird es möglich, dass Informationen des rechten Auges in der linken Gehirnhälfte (und umgekehrt) verarbeitet werden können. Jenseits der Sehnervenkreuzung werden die Nervenfasern nicht mehr als Sehnerv, sondern als Sehstrang bzw. Sehtrakte (Tractus opticus) bezeichnet.
Das Corpus geniculatum laterale (Struktur des dorsalen Thalamus) bildet die einzige Umschaltstation zwischen Retina und primär visuellem Cortex (primäre Sehrinde) im Gehirn und fungiert als Zielort von Axonen, die ausgehend von der Netzhaut ins Gehirn (primär visueller Cortex) ziehen. Im Corpus geniculatum laterale enden knapp 90 Prozent sämtlicher Axone der Sehnerven.
Gegensätzlich zu anderen Hirnnerven ist der Sehnerv über seine Gesamtlänge hinweg von Dura mater (äußerste Hirnhaut), sowie Pia mater (Schicht aus Bindegewebe, welches direkt auf Rückenmark und Gehirn aufliegt) und Liquor (Körperflüssigkeit, welche Hohlräume in Gehirn und Rückenmark umspült) umgeben. Die arterielle Blutversorgung des Sehnervs wird überwiegend durch die Arteria centralis retinae, die in der Nähe des Augapfels in den Nervus opticus eintritt und bis zur Sehnervenpapille verläuft, sichergestellt.
Lesen Sie auch: Tinnitus und Gehirnaktivität: Ein detaillierter Einblick
Entwicklung des Sehnervs
Der Sehnerv bildet sich im Rahmen der Embryonalentwicklung aus dem Stiel des Augenbechers. Der Augenbecher bezeichnet ein Entwicklungsstadium der Augen eines jeden Embryos und stammt aus dem Neuroektoderm, woraus sich im späteren Verlauf das Nervensystem entwickelt. Die finale Entstehung des Augenbechers geschieht in Folge der Einstülpung des Augenbläschens.
Im Zeitraum der beiden darauffolgenden Wochen treten die Nervenzellfortsätze in Kontakt mit dem am weitesten superior gelegenen Teil des Hirnstamms (Mesencephalon) auf. Parallel zu diesem Vorgang schließt sich die Fissura optica (Spalte des Augenbechers, die an dessen Unterseite lokalisiert ist) durch Verschmelzung ihrer beiden Ränder. Im Zuge der Verschmelzung werden sowohl die Vena hyaloidea als auch die Arteria hyaloidea eingeschlossen. Durch Einwachsen zusätzlicher Neuriten (Zellfortsatz von Nervenzellen) wird der Augenbecherstiel ausgefüllt.
Funktion des Sehnervs
Der Sehnerv ist hauptverantwortlich dafür, dass es dem Menschen möglich ist, seine persönliche Umgebung und Umwelt wahrnehmen zu können. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sowohl Farben als auch Bewegungen und Konturen erkannt werden. Aus diesem Grund ist es wenig überraschend, dass der Nervus opticus eine bedeutende Funktion innerhalb des wertvollsten Sinnesorgans des menschlichen Individuums erfüllt.
Fallen äußere Reize in Form von Licht auf die Netzhaut ein (elektrische Signale), werden aufgrund dieser Lichteinstrahlungen spezifische Erregungen in den Augen ausgelöst. Sämtliche dieser Erregungen werden von der Netzhaut schlussendlich in Form von Reizen an den Nervus opticus abgegeben.
Der Sehnerv übernimmt die Aufgabe der Weiterleitung der Reize bis diese im menschlichen Sehzentrum in der Großhirnrinde, dem primär visuellen Kortex, ankommen. Folglich können Menschen die sie umgebende Umwelt erkennen und in Form von Bildern wahrnehmen. Das Gehirn ist letzten Endes dafür verantwortlich, dass aus den von beiden Sehnerven weitergeleiteten Reizen bzw.
Dabei leitet der Nervus opticus lediglich jene elektrischen Signale weiter, die von der Netzhaut übertragen werden, jedoch keine bestehenden Abbilder. Ein wesentlicher Grund, der dem Menschen das Sehen ermöglicht, ist die Kreuzung von rund 50 Prozent der Nervenfasern am Chiasma opticum (Kreuzungsstelle).
Ausgehend von den Augen durchlaufen die elektrischen Signale in Summe vier Stationen, bis diese im Sehzentrum des Gehirns ankommen. Die ersten zwei Umschaltungen geschehen bereits in der Retina, dort verlassen die elektrischen Signale über Ausläufer der dritten Nervenzelle schlussendlich das Auge. Des Weiteren sind die Nervenfasern des Tractus opticus maßgeblich am Pupillenreflex beteiligt: Bei sehr starkem Lichteinfall in eines der beiden Augen verengt sich sowohl die Pupille des stärker beleuchtenden als auch des schwächer beleuchtenden Auges.
Sehstörungen und Erkrankungen des Sehnervs
In den meisten Fällen kann die Funktion der Nervus opticus erst dann wahrgenommen werden, wenn diese aufgrund verschiedener Erkrankungen bzw. Einschränkungen nicht mehr zur Gänze gegeben ist. Ein Gang zum/-r Arzt/Ärztin wird dann dringend empfohlen, wenn ein generelles Nachlassen der Sehkraft wahrgenommen wird.
Da Sehnervenerkrankungen häufig mit einer sich reduzierenden Sehkraft verbunden sind, können diese in einer Vielzahl von Fällen schnell erkannt werden. Es gibt eine Reihe von Erkankungen, die den Nervus opticus betreffen.
Grüner Star (Glaukom)
Der Grüne Star zählt zu den häufigsten Krankheiten, die in Verbindung mit dem Sehnerv stehen. Hier kommt es zu einer Schwellung der Papille (Sehnervenkopf), die in den meisten Fällen in beiden Augen auftritt. Als Auslöser für die Schwellung der Papille gilt erhöhter Hirndruck. In der überwiegenden Mehrheit der Fälle steht die Erhöhung des Hirndruckes in Zusammenhang mit einem Gehirntumor. Ebenso können andere Ursachen (z. B.
Sehnervenentzündung (Neuritis nervi optici)
Zu den Hauptursachen für eine Sehnervenentzündung zählen Infektionen (z. B. Virusinfektion, Malaria, etc.) sowie Autoimmunerkrankungen. Eine Entzündung des Sehnervs hinter einem der beiden Augen kann weiters ein Hinweis auf Multiple Sklerose (MS) sein. Infolge eines Verschlusses der Arterie, welche den Sehnervenkopf versorgt, kommt es zu einer Minderversorgung der Papille mit Blut, sowie zu Schwellungen. Patienten/-innen nehmen eine plötzliche Erblindung bzw.
Sehnervenschwund (Optikusatrophie)
Sehnervenschwund kann durch sämtliche der oben beschriebenen Erkrankungen ausgelöst werden. Es handelt sich um eine von der Medizin als degenerativ bezeichnete Erkrankung, die sich durch den Schwund von Nervengewebe im Sehnerv charakterisieren lässt.
Weitere Funktionen des Sehnervs
Neben der Weiterleitung von Lichtreizen spielt der Sehnerv auch eine wichtige Rolle beim Pupillenreflex. Bei starkem Lichteinfall verengen sich die Pupillen beider Augen, um die Netzhaut vor Überbelichtung zu schützen.
Kann man den Sehnerv trainieren?
Durch gezielte Übungen kann der Sehnerv trainiert werden, um Beschädigungen oder Erkrankungen vorzubeugen. Eine Möglichkeit des Augentrainings besteht darin, beide Augen abwechselnd senkrecht nach unten und oben und im Anschluss waagrecht von links nach rechts (und umgekehrt) zu bewegen. Ebenso führt die diagonale Bewegung der Augäpfel zu einer Entspannung der Sehnerven. In Summe ist es ausreichend, wenn jede dieser Einzelübungen täglich einige Male wiederholt wird.
Sämtliche Augenübungen sind ohne Aufwand in den Alltag integrierbar. Auch das abwechselnde Fokussieren von Gegenständen in der Ferne und Nähe für kurze Zeit kann den Nervus opticus entlasten und Beschädigungen auf natürliche Weise vorgebeugt werden. Ausreichend Schlaf ist für den Erhalt der Sehstärke von entscheidender Bedeutung, da sich die Augenmuskulatur während des Schlafens bestens entspannen kann.