Das visuelle System

Das visuelle System dient der Wahrnehmung, Verarbeitung und Weiterleitung optischer Reize aus der Umwelt an das ZNS. Es gliedert sich in einen peripheren Anteil bestehend aus der Retina, dem Sehnerv und dem Chiasma opticum, sowie einen zentralen Anteil bestehend aus dem Tractus opticus, dem Corpus geniculatum laterale, der Radiatio optica und dem visuellen Cortex.

Rezeptoren für das Licht sind die Stäbchen und Zapfen der Retina

Die Signale der Stäbchen und Zapfen werden auf die bipolaren Zellen (1. Neuron) verschaltet, deren Kerne in der inneren Körnerzellschicht liegen. Sie werden wiederum auf die Ganglienzellen (2. Neuron) des Stratum ganglionare verschaltet, deren Axone die Fasern des Sehnerven bilden.

Durch die Amakrinen Zellen und die Horizontalzellen welche die vertikalen Neurone der Retina lateral verschalten, findet bereits auf der Ebene der Retina eine erste Verarbeitung der eingehenden Information (Farbanalyse, Kontrastverstärkung etc.) statt.

Die Axone der Ganglienzellen der Retina weisen im N. opticus eine retinotopische Anordnung auf, d.h. die Lage der Fasern im Nerv entspricht der Lage der Rezeptoren auf der Retina. Dabei verlaufen im rechten N. opticus Fasern aus dem rechten Auge, im linken Fasern aus dem linken Auge (s.u.).

Im Chiasma opticum kreuzen diejenigen Sehnervenfasern welche von der jeweiligen nasalen Retinahälfte stammen (bilden die laterale Gesichtsfeldhälfte ab) zur Gegenseite, während die Fasern die von der lateralen Retinahälfte stammen das Chiasma ungekreuzt passieren.

Im Chisama verlassen einige Fasern die Sehbahn und verlaufen zum Hypothalamus wo sie im Nucleus suprachiasmaticus enden, dem Regulationszentrum für die circadiane Rhythmik.

Vom Chiasma laufen die nunmehr partiell gekreuzten Sehfasern im Tractus opticus zum Corpus geniculatum laterale. Dabei besteht der rechte Tractus aus Fasern von der jeweils rechten Retinahälfte, der linke aus den Fasern der linken Retinahälften.

Im Corpus geniculatum laterale werden die Axone der Ganglienzellen auf Neurone umgeschaltet, deren Axone in die primäre Sehrinde projizieren.

Einige Fasern durchqueren das Corpus geniculatum laterale und laufen direkt zu den Nuclei praetectales (Akkomodation, Pupillenreflex), zu den Colliculi superiores (reflektorische Blickbewegungen) oder zum Thalamus (reflektorische Kopfbewegungen nach starken Lichtreizen).

Das Corpus geniculatum laterale ist laminär gegliedert, wobei Fasern welche aus Retinaabschnitten stammen welche den gleichen Gesichtsfeldabschnitt im ipsilateralen und im kontralateralen Auge abbilden in verschiedenen Schichten verschaltet werden. Die Fasern aus den ungekreuzten Sehnervenfasern werden demnach in den Schichten 2, 3, und 5 verschaltet, während die Fasern aus den gekreuzten Fasern in den Schichten 1, 4, und 6 verschaltet werden.

Im Corpus geniculatum laterale gibt es großzellige und kleinzellige Schichten deren Neurone sich in ihrer Leitungsgeschwindigkeit und dem Informationsgehalt ihrer Signale unterscheiden.

Die Neurone der großzelligen Schichten (Schicht 1 und 2) leiten schnell, besitzen aber nur eine geringe Auflösung. Sie sind zudem Farbenblind. Sie dienen vorwiegend dem Bewegungssehen.

Die Weiterleitung detailierter Bildinformationen und der Farbinformation erfolgt über die Neurone der kleinzelligen Schichten (Schichten 3-6).

Die Informationsweiterleitung im Corpus geniculatum laterale wird durch corticofugale Fasern (etwa 6 mal so viele wie Fasern vom CGL zum Cortex laufen) und durch Fasern aus der Formatio reticularis moduliert.

Vom Corpus geniculatum laterale steigen die Fasern des 3. Neurons durch die Capsula interna (retroglenticulärer Anteil) und die Radiatio optica zu dem um den Sulcus calcarinus gelegenen primären visuellen Cortex (Brodmann Area 17) auf.

Die primäre Sehrinde ist ebenfalls retinotop gegliedert. Linke Sehrinde bildet Signale aus dem linken Gesichtsfeld ab Rechte Sehrinde bildet Signale aus dem rechten Gesichtsfeld ab Obere Hälfte des Gesichtsfeldes über dem Sulcus calcarinus Untere Hälfte des Gesichtsfeldes unter dem Sulcus calcarinus Die Abbildung der Macula lutea (Region des schärfsten Sehens erfolgt am occipitalen Pol.

Aufgrund des Überwiegens afferenter Fasern in diesem Cortexabschnitt weist er einen speziellen Schichtenbau mit einem besonders differenzierten Bau von Schicht IV auf. Sie tritt auf frischen Schnitten als feine dünne Linie dem sog. Gennari Streifen in Erscheinung und gibt dem visuellen Cortex als Area striata ihren Namen.

In der Schicht IV des visuellen Cortex werden Afferenzen aus dem ipsi und dem contralateralen Gesichtsfeld zunächst getrennt umgeschaltet.

Die Analyse der Bildinformation im primären visuellen Cortex erfolgt durch drei unterschiedliche Systeme:

Augendominanzsäulen (Lamina IVc). Sie stellen das cortikale Äquivalent der retinotopen Verschaltung afferenter Fasern des ipsilateralen und des kontralateralen Auges in benachbarten Cortexarealen dar.

Normalerweise liegen ipsi- und kontralaterale Verschaltungsgebiete eines Gesichtsfeldareals benachbart. Ist dies nicht der Fall kommt es zur Abschaltung eines Auges und damit zum angeborenen Schielen.

Farbflecken Die Farbinformation wird in den sog. Farbflecken der Lamina II und III verarbeitet. Sie erhalten Signale aus dem kleinzelligen System des Corpus geniculatum laterale.

Orientierungssäulen Die okulären Dominanzsäulen wiederum sind in kleinere, sog. Orientierungssäulen unterteilt, die der Analyse der Bildinformation auf die Orientierung von Objekten im Raum sowie auf Bewegungsrichtungen hin dienen.

Die Signale aus der primären Sehrinde werden im weiteren Verlauf auf die Gebiete der sekundären (Area 18) und tertiären Sehrinde (Area 19) verschaltet. Dort erfolgt die weitere Analyse nach Kontur, Form, Orientierung, Bewegungsrichtung und Farbe. Fällt diese Region aus (Blutung, Läsion) führt dies zu einer Beeinträchtigung des Erkennens von Gegenständen und Zeichen. Fällt die primäre Rinde aus, führt dies zum Ausfall der bewußten Wahrnehmung von Gegenständen.

Autor *wikiReuss