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Der Mensch hat 5 Sinnesorgane. Mit der Haut fühlt, der Nase riecht, der Zunge schmeckt, den Ohren hört und mit den Augen sieht er. Ein Zusammenspiel, dass die Evolution geschaffen hat. Eines der wichtigsten davon ist das Auge.

Wir wollen Ihnen hier einmal die Leistungsfähigkeit des Auges aufzeigen. Es ist dafür sehr klein. Doch spielt sich dort so viel ab, dass es dafür sogar eine eigene medizinische Abteilung gibt.

Etwa so groß wie eine 2 Euro Münze ist im Durchschnitt das menschliche Auge

Das Auge kann etwa 20 Millionen Farben unterscheiden und ist etwa so groß wie ein 2 Euro Stück. Das Volumen beträgt es lediglich ca. 2 cm³. Schon allein diese Zahlen sind faszinierend für das was unser Auge bei seiner geringen Größe leistet. Interessant ist der Vergleich mit einer Fotokamera. Die Ähnlichkeiten dazu sind verblüffend. Allerdings ist der Unterschied auch gravierend: das menschliche Auge kann dreidimensional seine Umgebung abbilden. Die Fotokamera nur zweidimensional. Das Licht muss in beiden Fällen einen bestimmten Weg zurücklegen, damit ein Bild entsteht.

Bei der Fotokamera fängt es mit der Linse im Objektiv an. Beim Meschen mit der Hornhaut (lat. Cornea) an. Im Durchmesser ist die Hornhaut ca. 12 mm groß und damit erheblich kleiner als eine 1 Cent Münze. Die Hornhaut hat eine Brechkraft von ca. + 40 bis + 44 Dioptrien und hat damit sogar eine höhere Brechkraft als die Linse. Stellen Sie sich das einmal als Brillenglas vor. Kaum vorstellbar. Bestenfalls ist dies mit der Dicke eines Aschenbechers noch vergleichbar. Dabei ist die Hornhaut in der Mitte etwa 0,52 mm und an dessen Rand (auch als Limbus bezeichnet) ca. 0,67 mm dick. Etwa so dick wie ein menschliches Haar. Kaum zu glauben was die Natur im Laufe der Zeit geschaffen hat.

Die Krümmung unserer Hornhaut birgt auch ein kleines Geheimnis. Sie macht im Übrigen 2/3 des scharfen Sehens im vorderen Augenabschnitts aus. Wenn das Licht auf die Hornhaut auftritt, wird es durch deren Krümmung gebrochen und gebündelt, dass es zentral weiter in den hinteren Bereich des Auges gelangen kann. Ist schon auf der Oberfläche der Hornhaut eine winzige Unebenheit zu finden, wird das Licht nicht exakt gebrochen und es streut dadurch. Es spiegelt sich dann in der Schärfe des Sehens wider. Manche Brillenträger kennen das vielleicht schon.

Die Hornhaut hat noch eine weitere erstaunliche Eigenschaft: sie kann sich in der obersten Schicht regenerieren. Wenn also das sprichwörtliche Sandkorn im Auge auftritt und dieser winzige Kratzer an der Hornhaut verursacht, dann ist diese in der Lage, ohne irgendwelche Narben wiederherzustellen. Meist geschieht dieser Prozess in der Nacht während wir schlafen.

Eine Hornhaut hat die Fotokamera leider nicht. Dafür aber eine Blende und eine Linse. Die Blende ist beim Meschen ist die Pupille und wird durch die Regenbogenhaut (griech. Iris) gebildet. Die Iris ist ein sehr auffälliger Teil des Auges, denn hier ist die jeweilige Augenfarbe eines Menschen auf den ersten Blick zu erkennen. Bei Tag bzw. viel Licht zieht sich die Iris zusammen (kleine Pupille) und bei Dunkelheit – geringer Helligkeit – öffnet sie sich (große Pupille). Das dient zur Regulierung des Lichteinfalls und damit auch zum Schutz der Netzhaut, die sonst bei einem längeren Blick z. B. direkt in die Sonne geschädigt werden könnte. Die Pupille ist damit die Blendöffnung der Fotokamera. Das Öffnen und Schließen der Pupille bzw. der Regenbogenhaut ist ein natürlicher Reflex. Bei Augenärzten wird dieser Reflex auch gern als „Spiel“ bezeichnet. Ist dieser Reflex nicht oder nur eingeschränkt vorhanden ist das ein wichtiger Hinweis für Ärzte oder sogar die Polizei.

Nach der Iris durchquert das Licht die Linse. Bei der Kamera entspricht die Linse demObjektiv. Das Objektiv einer Kamera setzt sich aus mehreren hintereinander aufgereihten Linsen zusammen, durch die das Licht hindurch strömt. Beim menschlichen Auge trifft das Licht auf nur eine Linse. Die Brechkraft der Linse beträgt etwa + 19 Dioptrien. Anders als man annimmt ist die Linse sogar größer als die Hornhaut. Sie „versteckt“ sich nur mit ihrer Größe im Auge hinter der Regenbogenhaut. Der Durchmesser beträgt meist etwa 16 – 18 mm (Abweichungen bei starker Fehlsichtigkeit sind möglich) und entspricht damit etwas der Größe einer 1 bis 2 Cent Münze.

Nach der Linse folgt beim Auge der Glaskörper, der kaum eine Brechkraft besitzt. Der Glaskörper ist der größte Bestandteil, der das Augeninne ausfüllt. Er besteht aus einer Gelartigen Substanz. In etwa mit einem zähflüssigen Duschgel vergleichbar. Erst danach trifft das Licht auf die Netzhaut. Bei einem analogen Fotoapparat wäre das der Fotofilm und bei der Digitalkamera der Bildsensor. In diesem Bereich wird – egal ob Auge oder Kamera – das Bild erzeugt. Das Licht trifft hier auf einen Brennpunkt und erzeugt zunächst ein Bild, das auf dem Kopf steht. Erst unser Gehirn dreht das Bild wieder um. Bei einer Kamera wird das Bild entweder auf einem Film oder auf einem Speichermedium festgehalten.

Für die Auflösung des Auges sind die Stäbchen und Zapfen in der Netzhaut zuständig. Sie werden beleuchtet und reichen die Informationen an das Gehirn weiter. Die Stäbchen und Zapfen sind in etwa mit Pixel vergleichbar.

Das Auge ist außerdem in der Lage, das Bild scharf zu stellen, indem die Linse gekrümmt wird. Bei der Kamera kann ebenfalls der Fokus durch ein Verschieben der Linse eingestellt werden. Beim menschlichen Auge geschieht das indem die Zonulafasern durch den Ziliarmuskel bewegt werden. Die Zonulafasern sind verantwortlich dafür, dass die Linse in Ihrer Position bleibt und sich dazu ihre Wölbung verändern kann. Sie sind also ein entscheidender Bestandteil für das Fokussieren und damit scharf stellen. Die Linse an sich ist flexibel, aber je älter ein Mensch wird umso mehr lässt diese natürliche Funktion leider auch nach. Dann wird oft eine Brille für die Nähe nötig.

Wie schon erwähnt ist die Netzhaut auch von entscheidender Bedeutung für den Sehprozess. Ein Punkt darauf ganz besonders – die Makula. Auch unter gelber Fleck bekannt. Diese Stelle hat besonders viele Zäpfchen. Ansonsten ist das Verhältnis zwischen Zäpfchen sowie Stäbchen im Rest der Netzhaut (bis auf die Stelle des blinden Flecks) zu gleichen Teilen verteilt. Das macht die Makula so besonders, denn die Zäpfchen sind zum großen Teil auch für unser Farbsehen verantwortlich. Ohne die Makula wäre scharfes sehen unmöglich. Deshalb kann man den gelben Fleck getrost als schärfsten Punkt des Sehens auf der Netzhaut betrachten. Diese Stelle ist im Durchmesser gerade einmal etwa 1,5 mm groß und entspricht damit in etwa der Größe eines Stecknadelkopfes. Tritt hier eine Störung auf ist Gefahr in Verzug, denn die Netzhaut mit ihren Sehzellen gilt als vorgelagertes Gehirn. Sterben Sehzellen ab, ist das endgültig und unwiederbringlich.

Etwa so groß wie ein Stecknadelkopf sind Makula und der Sehnervkopf

Und noch eine Größenangabe, die verdeutlicht, auf welch kleinem Raum so großes passiert: damit das Bild, was das Auge eingefangen hat, im Gehirn ankommt braucht es eine Leitung dahin. Diese Funktion übernimmt der Sehnerv. Im Auge selbst ist nur das Ende dieses Nervs durch die Spaltlampe zu sehen. Dies wird als Sehnervkopf (lat. Papille) bezeichnet. Der Durchmesser einer Papille beträgt ca. 2 mm und ist damit kaum größer als die Makula.

Spannend ist auch die Frage wie das Auge mit Nährstoffen versorgt wird. Normalerweise werden alle Nährstoffe, die der menschliche Körper benötigt, über das Blut transportiert. Doch für das Auge hat sich die Evolution etwas ganz Cleveres einfallen lassen. Würde beispielsweise die Linse durch das Blut ernährt werden, würden wir im wahrsten Sinne des Wortes Rot sehen. Schließlich besteht unser Blut aus dem Farbstoff Hämoglobin. Das wäre aber ein Hindernis für den Weg des Lichts von der Hornhaut bis zur Netzhaut und weiter ins Gehirn. Wie also hat die Evolution das Problem gelöst? Es ist das Kammerwasser. Das Kammerwasser wird durch den Ziliarkörper gebildet. Damit wird die Hornhaut, die Linse und der Glaskörper mit allen notwendigen Nährstoffen versorgt. Die Regenbogenhaut und die Netzhaut dagegen wird über das Blut, das durch die Venen der Aderhaut (lat. Choroidea) fließt, mit Sauerstoff usw. versorgt. Im Auge existiert sozusagen ein duales Nährstoffversorgungssystem. Das Kammerwasser ist dabei so klar, dass es den Weg des Lichts von Anfang bis Ende nicht aufhält und besitzt zudem auch noch eine geringe Brechkraft von – 2 Dioptrien.

Wenn man darüber genauer nachdenkt ist das Sehen ein sehr kompliziert erscheinender Prozess und doch so einfach. Unser Auge leistet täglich höchste Präzision und wann da etwas aus dem Gleichgewicht gerät, kann das ernste Folgen haben.

Autor: Gesine Fechner
Mithilfe: Frau Prof. Dr. Stübiger
Herr Prof. Dr. Linke
Recherche im Internet

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