Das Sehzentrum ist ein entscheidender Bereich des menschlichen Gehirns, der für die Verarbeitung visueller Informationen verantwortlich ist. Es ermöglicht uns, die Welt um uns herum zu sehen, zu interpretieren und zu verstehen. Dieser Artikel beleuchtet die Lage, die anatomische Struktur und die vielfältigen Funktionen des Sehzentrums im Gehirn.
Einführung in das Sehzentrum
Das Sehzentrum, auch als primärer visueller Kortex bezeichnet, ist der Bereich im Gehirn, der für die Verarbeitung visueller Informationen zuständig ist. Es befindet sich hauptsächlich im Okzipitallappen, dem hintersten Bereich des Gehirns. Hier werden die von den Augen aufgenommenen Bilder in sinnvolle Informationen umgewandelt.
Lage des Sehzentrums im Gehirn
Die Sehrinden liegen am und rund um den Okzipitalpol des Telencephalons im Okzipitallappen. Die primäre Sehrinde, Brodmann Area 17, ist medialwärts zum Interhemisphärenspalt hin ausgerichtet und wird hufeisenförmig von der sekundären und der tertiären Sehrinde (Brodmann Area 18 und 19) umgeben.
Der Okzipitallappen: Heimat der Sehrinde
Der Okzipitallappen, auch Hinterhauptslappen genannt, ist der am Hinterkopf gelegene Teil des Großhirns. Er liegt oberhalb des Tentorium cerebelli und wird nach vorne (ventral) durch den Sulcus parietooccipitalis vom Parietallappen abgegrenzt. Unterhalb des Parietallappens befindet sich der Temporallappen. Beide sind funktionell eng mit dem Okzipitallappen verbunden.
Die Blutversorgung des Okzipitallappens erfolgt aus der A. Am Okzipitalpol, dem hintersten Abschnitt des Okzipitallappens, liegt im Sulcus calcarinus die primäre Sehrinde, Area 17 nach Brodmann oder auch Anteil V1.
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Anatomie des Sehzentrums
Der Aufbau des Sehzentrums ist komplex und umfasst verschiedene anatomische Komponenten, die alle auf die Verarbeitung visueller Informationen spezialisiert sind.
Die Schichten der Sehrinde
Wie der übrige Isocortex weist die primäre Sehrinde einen mehrschichtigen Aufbau mit sechs übereinander liegenden Laminae auf. Lamina 4, die sensorische Informationen enthält, ist besonders stark ausgeprägt, sodass deren markhaltigen Fasern makroskopisch als Gennari- bzw. Vicq d’Azyr-Streifen sichtbar sind. Daher wird das Areal auch „Area striata“ genannt.
Zellen und Säulen in der Sehrinde
In der Retina beginnen Sehbahnfasern in unterschiedlichen Zellgruppen. Magnozelluläre Ganglienzellen verschalten Informationen über Bewegungen und Objekte unabhängig von deren Farbe, während parvozelluläre Ganglienzellen die Bereiche des hochauflösenden Sehens und die Farbverarbeitung übernehmen.
Neben der horizontalen Schichtung in Laminae werden innerhalb der Sehrinde die Informationen in dreidimensionalen, bandförmigen Strukturen verarbeitet, die auch plastisch als Säulen bezeichnet werden. Die grundlegende Bilderkennung erfolgt über Orientierungssäulen, die Zellbündel enthalten, welche Hell-Dunkel-Kontraste zur Erkennung von Linien nutzen. Durch Zusammenschau sämtlicher Linienpunkte aller Orientierungssäulen ergibt sich ein vollständiges Bild.
Einfache Zellen erfassen die Konturen starrer Objekte. Ihre Reizantwort fällt umso stärker aus, je exakter die betrachteten (Linien)Punkte in ihrer Ausrichtung mit der Ausrichtung der einfachen Zelle übereinstimmen. Je ein Bündel von Orientierungssäulen zur Erfassung eines Radius von 0 bis 180 Grad bildet die Augendominanzsäule, welche die Informationen von einem festgelegten kleinen Punkt der Netzhaut eines Auges erfasst. Entsprechend existiert für den gleichen Gesichtsfeldausschnitt eine zweite Dominanzsäule für das andere Auge. Bei seitendifferenter Wahrnehmung, etwa bei einseitiger Sehschwäche, übernimmt im Verlauf das dominante Auge die entsprechenden Bereiche. Zudem existieren in den Dominanzsäulen sogenannte Blobs.
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Funktion des Sehzentrums
Als derjenige Teil des Gehirns, welcher die Sehrinden beheimatet, liegt die Kernaufgabe des Okzipitallappens in der Verschaltung visueller Informationen. Dabei ist jedem Bereich der Sehrinde ein Bildausschnitt fest zugeordnet.
Verarbeitung visueller Informationen
Die Informationen, welche die Sehrinde über die Sehstrahlung erreichen, werden in die sekundären Sehzentren (Brodmann-Areale 18 und 19) weitergegeben, wo sie verarbeitet und je nach Art der Information Teilbereichen wie der Gesichts- oder Farberkennung, dem Sprachzentrum oder motorischen Arealen zugeordnet werden. Beispielsweise kann unter Einbeziehung des frontalen Sehfeldes eine motorische Hinwendung zur gründlichen Untersuchung eines Objektes eingeleitet werden. Auch Blickfolgebewegungen wie die Beobachtung der Flugbahn eines Balls werden in diesem Bereich des Gehirns generiert. In Areal 17 erfolgt die Verschaltung und Verteilung der Information ohne inhaltliche Bewertung.
Auswirkungen von Schädigungen der Sehrinde
Aufgrund der unterschiedlichen Verarbeitung der visuellen Informationen haben Schädigungen der Sehrinde unterschiedliche Auswirkungen. Diese können von kleinen Gesichtsfeldausfällen bis hin zu einer vollständigen Erblindung auf der kontralateralen Seite führen (da auf einer Seite die visuelle Information der Gegenseite verarbeitet wird). Da die primären Sehrinden beider Hemisphären direkt gegenüber liegen (medialwärts zum Interhemisphärenspalt ausgerichtet), wirken sich raumfordernde Prozesse wie Tumore häufig auf beide Seiten aus. Da der Akkommodationsreflex (zur Feineinstellung der Augenlinse für die Nahsicht) abhängig von einer funktionierenden Sehrinde ist, fällt dieser bei deren Schädigung häufig aus.
Trotz der räumlichen Nachbarschaft zur primären Sehrinde zeigen sich bei einer Schädigung in den benachbarten Bereichen gänzlich andere Ausfallerscheinungen. Da die sekundären Sehzentren (V2-5) bereits sämtliche Bildinformationen erhalten haben, bestehen keine Gesichtsfeldausfälle mehr. Allerdings ist die Bildverarbeitung gestört. Dies kann zu einer visuellen Agnosie führen, was bedeutet, dass der Patient das Gesehene nicht mehr wieder erkennen oder deuten kann. So sind vertraute Gesichter plötzlich fremd, Objekte oder Farben können nicht mehr benannt werden.
Sehstörungen bei Hirntumoren
Ausfallerscheinungen im Bereich der Sehrinden, welche durch einen Hirntumor verursacht werden, können vielfältige Erscheinungsbilder haben. Oft kann man anhand der Gesichtsfeldausfälle schon abschätzen, an welcher Stelle im Gehirn eine Schädigung eingetreten ist. Ist nur eine Hemisphäre betroffen, so fällt in der Regel nur das kontralaterale Gesichtsfeld aus. Bei Prozessen, die zum Beispiel durch verdrängendes Wachstum beide Hemispähren betreffen, werden entsprechend beide Gesichtsfelder beeinträchtigt. Bei Tumoren, die lediglich die sekundäre oder tertiäre Sehrinde betreffen, ist das Sehen als solches nicht gestört, aber die wahrgenommenen Bilder können nicht mehr interpretiert werden, es besteht eine visuelle Agnosie. Bei einer Schädigung der Sehstrahlung im Bereich des Temporallappens kommt es zu einem Ausfall der oberen Gesichtsfeldhälften. Liegt der Tumor hingegen in den oberen Anteilen der Sehstrahlung, so fällt eher der untere Teil aus. Da unmittelbar vor der Hypophyse (Hirnanhangsdrüse) die Informationen aus den seitlichen Gesichtsfeldern im sogenannten „Chiasma opticum“ auf die Gegenseite kreuzen, kann ein Tumor der Hypophyse durch Druck an dieser Stelle zu Ausfällen der äußeren Gesichtsfeldhälften führen. Es entsteht eine bitemporale Hemianopsie, der Patient sieht wie mit Scheuklappen nur noch zentrale Anteile des Gesichtsfeldes.
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Der Sehnerv: Die Verbindung zum Gehirn
Der Sehnerv (Nervus opticus) ist der zweite von zwölf Hirnnerven und leitet die elektrischen Impulse von der Netzhaut zum Sehzentrum in der Großhirnrinde. Er besteht aus etwa einer Million Nervenfasern.
Funktion des Sehnervs
Die Sehnerv-Funktion besteht in erster Linie darin, die auf die Netzhaut treffenden elektromagnetischen (Licht-)Impulse zum Sehzentrum in der Großhirnrinde weiterzuleiten. Dort werden die aus den Augen eintreffenden Informationen zu einem Bild verarbeitet.
Probleme mit dem Sehnerv
Schädigungen im Bereich des Sehnervs können zu Gesichtsfeldausfällen führen. Der Begriff Glaukom (Grüner Star) umfasst verschiedene Augenkrankheiten, die alle den Sehnerv schädigen und unbehandelt zur Erblindung des Patienten führen. Eine Optikusneuritis (Sehnerventzündung) führt zu Sehstörungen und kann ebenfalls in Erblindung enden. Bei einer Optikusatrophie gehen Sehnervenfasern verloren - entweder in nur einem Sehnerv oder in beiden Sehnerven.
Ausbildung und Wissen rund um das Sehzentrum
Die Ausbildung im Bereich Augenoptik ist tiefgreifend und umfassend. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem Sehzentrum, da es für die visuelle Wahrnehmung unerlässlich ist.
Relevanz des Sehzentrums in der Augenoptik
Das Sehzentrum ist nicht nur in der Medizin, sondern auch in der Augenoptik von großer Bedeutung. Es spielt eine zentrale Rolle bei der Verarbeitung der visuellen Daten, die deine Augen aufnehmen. Die Relevanz des Sehzentrums in der Augenoptik ist tiefgreifend und umfasst Bildverarbeitung, Farbwahrnehmung und Bewegungserkennung.
Das Großhirn und seine Rolle
Das Großhirn (Cerebrum, Endhirn oder Telencephalon) bildet den größten Teil des Gehirns. Seine Aufteilung in zwei Hemisphären spiegelt sich auf funktionaler Ebene wider - jede Seite hat spezielle Aufgaben. Auch in der Einteilung des Großhirns in verschiedene Gehirnlappen lassen sich unterschiedliche Funktionen ablesen. Das Großhirn ist die oberste Instanz des Zentralen Nervensystems. Es verbindet als Kommunikationszentrale alle unsere Organe, Organsysteme und Gewebe miteinander und stimmt sie aufeinander ab.
Die Lappen des Großhirns
Die beiden Großhirn-Hemisphären lassen sich jeweils in vier Lappen unterteilen:
- Stirnlappen oder Frontallappen (Lobus frontalis)
- Scheitellappen oder Parietallappen (Lobus parietalis)
- Schläfenlappen oder Temporallappen (Lobus temporalis)
- Hinterhauptslappen oder Okzipitallappen (Lobus occipitalis)
Funktion der verschiedenen Großhirn-Bereiche
Der Neocortex beherbergt unter anderem die Lern-, Sprech- und Denkfähigkeit sowie das Bewusstsein und das Gedächtnis. Im Stirnhirn (Frontallappen oder Frontalhirn) liegen die Zentren für Willkürbewegungen und für die Kontrolle und Koordination vegetativer, affektiver und geistiger Funktionen. Im Scheitellappen oder Parietallappen des Großhirns befindet sich die Körperfühlsphäre. Im Schläfenlappen oder Temporallappen liegt an der Außenfläche das primäre Hörzentrum, das Ende der Hörbahn. Im Okzipitallappen befindet sich die Sehrinde, die in ein primäres und ein sekundäres Sehzentrum eingeteilt wird. Optische Signale gelangen über die Sehbahn hierher, werden verarbeitet und interpretiert. Im sekundären Sehzentrum werden optische Erinnerungsbilder gespeichert.
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