Der Sehnerv, in der Fachsprache als Nervus opticus bezeichnet, ist der zweite von insgesamt zwölf Hirnnerven. Jeder Mensch verfügt über zwei Sehnerven, einen pro Auge. Anders als andere 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.
Aufbau und Struktur des Sehnervs
Im eigentlichen Sinne handelt es sich bei den beiden Sehnerven um keine Nerven, sondern um weiße Gehirnsubstanz. So wie z. B. die Netzhaut (Retina) ist der Sehnerv ein Bestandteil des menschlichen Gehirns. Der Nervus opticus ist ebenso wie die Netzhaut ein Bestandteil des Gehirns mit einer Gesamtlänge von vier bis fünf Zentimetern. Als Teil des Gehirns ist der Sehnerv, gebildet aus Ganglienzellen der Netzhaut, vorwiegend aus weißer Gehirnsubstanz (Substantia alba) aufgebaut.
Ursprung und Verlauf
Jeder der beiden Sehnerven hat seinen Ursprung im Auge an der sogenannten Papille (Discus nervi optici). Bei der Papille handelt es sich um ein Kerngebiet am Augenhintergrund, wo sich mehr als eine Million Endungen von Nervenfasern der Netzhaut treffen und sich schließlich zum Sehnerv bündeln. Durch eine nur wenige Millimeter kleine 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.
Sehnervenkreuzung (Chiasma opticum)
Am sogenannten Chiasma opticum (Kreuzungsstelle) überkreuzen sich die Sehnerven der beiden Augen. Knapp 50 Prozent der Nervenfasern wechselt in diesem Bereich von der linken zur rechten bzw. Auf diese Weise wird es möglich, dass Informationen des rechten Auges in der linken Gehirnhälfte (und umgekehrt) verarbeitet werden können.
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Die Nervenfasern in den beiden Sehnerven werden aber nur teilweise gekreuzt: Die Fasern, die aus den mittleren (nasalen) Netzhauthälften kommen, werden gekreuzt; die Fasern, die aus den äußeren (temporalen) Netzhautbereichen kommen, werden nicht gekreuzt.
Das bedeutet, dass nach der Kreuzung die Fasern aus den linken Netzhauthälften beider Augen in die linke Hirnhälfte ziehen, die Fasern aus den rechten Netzhauthälften in die rechte Hirnhälfte.
Sehstrang (Tractus opticus) und Weiterleitung der Signale
Jenseits der Sehnervenkreuzung werden die Nervenfasern nicht mehr als Sehnerv, sondern als Sehstrang bzw. Sehtrakte (Tractus opticus) bezeichnet. 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.
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.
Ein kleiner Teil allerdings hat mit dem bewussten Sehen nichts zu tun, er liefert beispielsweise Input für unsere „innere Uhr“ im Hypothalamus. Der Großteil der Fasern jedoch erreicht mit dem seitlichen Kniehöcker die einzige Umschaltstation zwischen Netzhaut und primärer Sehrinde. Dass es nur diese eine Verschaltstelle gibt, ist entscheidend für unsere Fähigkeit, visuelle Eindrücke nahezu ohne Verzögerung wahrnehmen zu können.
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Die meisten Nervenfasern ziehen über den seitlichen Kniehöcker in den visuellen Cortex, ein kleiner Teil jedoch gibt dem Prätektum Input, etwa für die “innere Uhr” oder den Pupillenreflex.
Blutversorgung
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. Der Sehnervenkopf (Papille) wird separat durch Ziliararterien versorgt.
Embryonale Entwicklung
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. Der Sehnerv ermöglicht dem Menschen das Sehen. Die Hauptaufgabe besteht darin, elektromagnetische Impulse (Lichtreize), die auf die Retina (Netzhaut) treffen, zum Sehzentrum in der Großhirnrinde (primär visueller Cortex) weiterzuleiten. Im visuellen Cortex werden diese elektrischen Signale zu Bildern verarbeitet. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass Menschen die Umwelt in Form von Konturen, Bildern, Farben und Bewegungen wahrnehmen können.
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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).
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. Ein Teil der Fasern des Tractus opticus ist zudem wichtig für den Pupillenreflex: Normalerweise sind beide Pupillen gleich weit. Wenn auf ein Auge stärkeres Licht trifft, dann verengt sich nicht nur in diesem Auge die Pupille, sondern zeitgleich auch im anderen, nicht-beleuchteten Auge.
Klinische Bedeutung: Erkrankungen und Schädigungen 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.
Schwere Schädigungen im Bereich des Sehnervs (z.B. aufgrund eines Unfalles oder einer Schädelverletzung) sind zumeist nicht reversibel, da der Nervus opticus Teil des Gehirns ist. Dennoch verfügt die moderne Augenheilkunde über Methoden, die bei einer partiellen Schädigung des Sehnervs die noch funktionsfähigen Bereiche auf eine solche Art und Weise stimulieren, dass eine Verbesserung des Sehvermögens eintreten kann.
Es gibt eine Reihe von Erkankungen, die den Nervus opticus betreffen.
Häufige Erkrankungen
- Glaukom (Grüner Star): Der Grüne Star zählt zu den häufigsten Krankheiten, die in Verbindung mit dem Sehnerv stehen. Der Begriff Glaukom (Grüner Star) umfasst verschiedene Augenkrankheiten, die alle den Sehnerv schädigen und unbehandelt zur Erblindung des Patienten führen.
- Sehnervenentzündung (Optikusneuritis): Eine Optikusneuritis (Sehnerventzündung) führt zu Sehstörungen und kann ebenfalls in Erblindung enden. 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. Je nach Lokalisation unterscheidet man eine Entzündung des Sehnervenkopfes (Papillitis) von einer Entzündung im hinteren Sehnervenabschnitt (Retrobulbärneuritis). Dabei kann ein breites Spektrum von Symptomen auftreten, zum Beispiel Kopfschmerzen, Druckschmerzen und Augenbewegungsschmerzen bis hin zu Farbsehstörungen und Sehverlust.
- Ischämische Optikusneuropathie (AION): Ursächlich unterscheidet man eine entzündliche Genese (aAION), die sogenannte Riesenzellarteriitis (Arteriitis temporalis) von einer nichtentzündliche Genese (nAION). Zu den nAION zählen Gefäßversschlüsse (Embolien) durch Arterienverkalkungen, sowie nächtliche Blutdruckabfälle.
- Optikusatrophie: Bei einer Optikusatrophie gehen Sehnervenfasern verloren - entweder in nur einem Sehnerv oder in beiden Sehnerven. Das kann zum Beispiel infolge einer Verletzung oder einer Sehnerventzündung passieren oder die Folge von Medikamenten, Nikotin oder minderwertigem Alkohol sein. Auch erhöhter Druck (z.B. bei einer Tumorerkrankung oder einem "Wasserkopf" = Hydrocephalus) kann den Sehnerv so schädigen, dass Nervenfasern absterben. Die Optikusatrophie beschreibt das irreversible Absterben der Nervenfasern, was symptomatisch mit Gesichtsfeldeinschränkungen und einer Sehverschlechterung einhergehen kann. Die Optikusatrophie ist Folge einer vorangegangenen Erkrankung (z. B. Glaukom, Sehnervenentzündung, Sehnerveninfarkt).
- Stauungspapille: Bei einer Stauungspapille kommt es in der Regel beidseits zu einer Schwellung des Sehnervenkopfes, was zu einer randunscharfen Begrenzung führt. Sie tritt häufig symptomlos auf und geht erst im Verlauf mit Kopfschmerzen, Gesichtsfeldeinschränkungen und Sehverschlechterung einher. Ursächlich ist in der Regel ein multifaktoriell bedingter erhöhter Hirndruck.
Weitere Ursachen für Sehstörungen
Sehstörungen können durch eine Reihe an Erkankungen (z. B. Verkalkung im Sehnervenkopf) verursacht werden, die sich sowohl akut als auch schleichend über einen längeren Verlauf zum Ausdruck bringen können. Meist verläuft dieser Verlust des Sehvermögens über einen Zeitraum von mehreren Jahren bzw.
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 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.
Diagnostik
Als Untersuchung kommen die Sehleistungsbestimmung, die Funduskopie, eine Gesichtsfelduntersuchung, eine Messung der Nervenfaserleitgeschwindigkeit (VEP visuell evozierte Potentiale), sowie eine Kernspintomographie und bei Infektionen eine Gehirnwasseruntersuchung (Liquorpunktion) in Frage. Bei der Augenuntersuchung fallen eine Pupillenstörung (RAPD) und eine Papillenschwellung auf. Neben der augenärztlichen Untersuchung sollte eine allgemeininternistische und neurologische Untersuchung durchgeführt werden. Der Augenarzt stellt einen blassen minderdurchbluteten Sehnervenkopf fest. Ziel ist eine Ursachenabklärung und ggf. Therapie dieser zur Verhinderung einer Progression.
Therapie
Die Therapie richtet sich nach der Ursache und wird bei Infektionen zum Beispiel mit Antibiotika oder bei anderen Ursachen abschwellend und entzündungshemmend durch Kortison behandelt.
Auswirkungen von Schädigungen nach der Sehnervenkreuzung
Bei einer Schädigung im Bereich eines Tractus opticus kommt es zu einem Gesichtsfeldausfall (Skotom) in der betreffenden Netzhauthälfte in beiden Augen (homonyme Hemianopsie). Bei einer Schädigung des Chiasma opticum resultiert eine heteronyme Hemianopsie: Der Gesichtsfeldausfall betrifft in beiden Augen entweder die seitliche Hälfte (in Richtung Schläfe) oder die mediale Hälfte (in Richtung Nase). Etwa die "Scheuklappenblindheit", also ein Ausfall des äußeren Gesichtsfeldes, wenn die sich überkreuzenden Bahnen im Chiasma opticum betroffen sind.
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.