Der Sehvorgang:

Wie funktioniert das Sehen bzw. der Sehvorgang ?

Weißes, d.h. alle Farben enthaltendes Licht fällt auf einen Gegenstand. Ein Teil davon wird “verschluckt” (absorbiert) und ein Teil davon wird zurückgeworfen (reflektiert). Die Farbanteile, die reflektiert werden, machen die Farbe des Gegenstandes (siehe Farbensehen) aus. Dieses Licht bzw. das Abbild des Gegenstandes wird in das Auge gespiegelt. Durch die Hornhaut und die Linse wird - vergleichbar einem Objektiv in einer Photokamera - das Licht in das Auge gebündelt. Die Pupille funktioniert dabei als Blende, d.h. sie regelt mit ihrer Größe die Menge des einfallenden Lichtes.

Sehvorgang

Gegebenenfalls ergänzend können die Lider, vergleichbar der Sonnenblende bei der Kamera, noch zusätzlich durch Kneifen den Lichteinfall dämpfen. Die Scharfeinstellung erfolgt durch aktive Verformung der Linse durch Muskeln (Ziliarmuskel). Das Bild wird schließlich auf der Netzhaut - vergleichbar dem Film bzw. Sensorchip in der Photokamera - abgebildet. Interessanterweise kommt das Bild auf der Netzhaut umgekehrt und seitenverkehrt an. Dies wird in der weiteren Verarbeitung im Gehirn “begradigt”. Kann das Auge allein das Bild nicht scharf stellen - liegt also ein Sehfehler vor -, kann man mit einer Brille z.B. dafür sorgen, das dies gelingt. Sind Trübungen der optischen Medien, z.B. der Linse (Grauer Star) oder Veränderungen der Hornhaut (s. Hornhauterkrankungen) vorhanden, ist das Bild auf der Netzhaut leider nicht scharf. Wo welcher Teil des Auges liegt, siehe auch unter Aufbau des Auges bzw. die nähere Beschreibung der einzelnen Strukturen siehe unter Bestandteile des Auges.

In der Netzhaut wird über chemische Vorgänge (Sehfarbstoffe in den Photorezeptoren) das Bild mit seinen Farbbestandteilen und seinen Kontrasten (Helligkeitsunterschieden) wahrgenommen und in elektrische Impulse umgesetzt. Fast wie bei einem Mikrochip in einer Videokamera. Man unterscheidet 4 verschiedene Sehfarbstoffe oder Sehpigmente. Drei sind für das Farbensehen - in den Stäbchen - tagsüber (photopisches Sehen) zuständig und einer - in den Zapfen -, das Rhodopsin oder “Sehpurpur”, für das Schwarz-Weiss-Sehen in der Dämmerung (skotopisches Sehen). Bei Dunkelheit ist nämlich keine Farbunterscheidung möglich, da nur der Sehpurpur empfindlich genug ist angeregt zu werden, während die Stäbchen ohne Funktion sind. Bei Helligkeit wird Rhodopsin “ausgebleicht”, d.h. es zerfällt aus dem purpurroten Zustand in einen weißen Zustand (daher ausbleichen) und ist inaktiv. Beim Eintritt vom Hellen ins Dunkle sieht man zuerst wenig bis gar nichts, bis die Zapfen ihre Funktion aufnehmen und Empfindlichkeit der Stäbchen in der Netzhaut gesteigert (Dunkel-Adaptation) wird. Fünf Minuten nach der Zapfenanpassung findet ein Wechsel statt, und die Sehfunktion wird voll und ganz von den Stäbchen übernommen, die dann das bei Tage ausgebleichte Rhodopsin regenerieren. Die volle Leistung im Dunkeln ist erst nach 20 Minuten da, wie man bei einem Abendspaziergang ohne Beleuchtung leicht merken kann. Über chemische Vorgänge “fährt die Netzhaut die Empfindlichkeit hoch”, kann sie ggf. bei zunehmender Helligkeit auch wieder “runterfahren”

Das Rhodopsin besteht aus Opsin und Retinal. Schäden in der Opsinproduktion durch Mutationen (Erbgutveränderungen) können zur Retinitis pigmentosa oder zu erblicher Nachtblindheit führen. Bei Vitamin-A-Mangel in der Ernährung kann das Retinal nicht gebildet werden und es kommt zu erworbener Nachtblindheit oder zu Hornhautentzündungen und Augentrockenheit. Bei unserer Ernährung ist Vitamin-A-Mangel praktisch unbekannt aber in Ländern der Dritten Welt mit schwerpunktmäßiger Reisernährung schon.

Netzhautaufbau

Interessanterweise muß das Licht erst durch die durchsichtigen Nervenfaserschichten der Netzhaut durch, um auf die hinten gelegenen Photorezeptoren (ca. 120 Millionen), die die elektrischen Impulse schaffen, fallen zu können. Nach Umwandlung in elektrische Signale wird die Information durch die “Schaltzellen” (Ganglienzellen, Bipolarzellen) nach vorne und dann seitlich zum Sehnerv geleitet. Der Sehnerv als großes “Kabelbündel” (eine Million Fasern) leitet die bereits in den verschiedenen Schichtender Netzhaut “leicht vorsortierten” und komprimierten Bildinformationen an verschiedene Zentren im Gehirn, in denen der Sinn des Bildes, d.h. was es eigentlich ist und wie man darauf reagieren muß, erst erkannt wird. Die Hauptbildverarbeitung findet dabei in der sogenannten “Sehrinde” einem Teil des Gehirns im Hinterkopf statt. Man könnte analog einem PC auch von der “Grafikkarte” sprechen. Aus dem Auge werden dabei zehn Millionen Informationen pro Sekunde an die Sehrinde übertragen, die pro Sekunde zehn Billionen Rechenoperationen durchführen kann. Das Bild passiert dabei im Gehirn verschiedene Stufen, in denen jeweils nur auf bestimmte Details hin analysiert wird. In einer Stufe wird z. B. nur auf die Trennung von Vordergrund und Hintergrund geachtet (siehe unten, Bild rechts). In anderen Stufen wird die Helligkeit (die Kontraste) oder die Farben unterschieden. Wie wichtig die Analyse optischer Eindrücke für den Menschen ist, mag man an der Tatsache erkennen, daß ein Drittel der Großhirnrinde - die ja der Teil ist, in dem wir “Denken” - für die Bearbeitung von optischen Eindrücken reserviert ist. Der Mensch ist eben ein “Augenwesen”. Dabei ist Sehen auch eine Sache der Erfahrung, d.h. je häufiger wir einem bestimmten Bildreiz ausgesetzt sind, desto schneller nehmen wir ihn wahr und desto weniger muß das Gehirn dafür arbeiten. Jeder der als Anfänger mal mit einem passionierten Pilzesammler im Wald unterwegs war, kennt das Phänomen, daß der schon 20 Pilze gefunden hat und man immer noch keinen gesehen (eher wohl erkannt) hat. Bei der vereinfachten Erkennung macht es sich das Sehzentrum allerdings manchmal zu einfach und wir erkennen ein Gesicht, wo gar keines ist. Beispiel sind die “Kulleraugen” manches Autos und die Stoßstange als Mund. So “lächelt” uns ein Auto an und wir finden es total sympathisch ohne zu wissen warum. Die Zusammenarbeit der “Kamera” Auge und der “Grafikkarte”Sehzentrum führt in 0,18 Sekunden zur Erkennung, Verarbeitung und Reaktion einer gesehenen Gefahr und leitet dann einen Impuls über die 5,8 Millionen Kilometer langen Nervenbahnen des Körpers z.B. an die richtigen Muskeln. Wir brauchen insgesamt dann 0,2 Sekunden, um auf eine Gefahr mit einer Muskelreaktion zu reagieren. Das bedeutet, dass man bei hohen Geschwindigkeiten beim Autofahren evt. gar nicht mehr rechtzeitig reagieren kann.

Gestaltergänzung

Bei diesem “Erkennen” kann es zu “Bildstörungen” (z.B. bei der Migräne) oder aber auch zu Irrtümern (den optischen Täuschungen) kommen. Typisches Beispiel ist die sogenannte “Gestaltergänzung”, d.h. man denkt einfach Linien fort und sieht dadurch etwas, das so nicht existiert. Oben z.B. meint man ein weißes Quadrat zu sehen obwohl gar keines da ist. Sehen ist nämlich nicht einfach: “Augen auf und schon Sehen wir alles um uns herum”. Das was wir meinen zu sehen, ist ein Vorstellung unseres Gehirns von unserer Umwelt. Das Auge liefert keine fertigen Bilder sondern nur eine Sammlung von bunten Punkten im Rahmen der Grenzen, die Optik und Netzhaut - evtl. auch krankheitsbedingt - setzen. Unser Gehirn macht dann erst etwas daraus. Dies muß mit der Realität wie man z. B. an den optischen Täuschungen sieht, nichts zu tun haben.

Figur-Grund-Umkehrung

Wir erkennen nur was wir kennen und zu sehen erwarten. Auf dem Bild oben z.B. sieht man je nach- dem was man als Hintergrund wertet, entweder ein Vase oder zwei Gesichter. Diese beiden Bildeindrücke “springen” hin und her. Man spricht von der “Figur-Grund-Umkehrung”. Ein Kind das noch nie eine Vase gesehen hat, würde nur die Gesichter erkennen. Kinder gehen auch prinzipiell anders an Bilder heran. Sie “scannen” neue Objekte und dabei entdecken sie viele Details. Sie lernen noch Bilder als ganzes zu erfassen und bestimmte optische Täuschungen funktionieren bei ihnen daher nicht. Weiterhin ergänzt das Gehirn die Wahrnehmung durch gespeichertes Wissen. Dies erklärt auch warum Zeugenaussagen sich so häufig wiedersprechen und wenn man die gleichen Leute ein halbes Jahr später fragt, dann manchmal eine ganz andere Geschichte erzählt wird. Taurig ist es, wenn das Schicksal einer Person in einem Prozeß davon abhängt.

Es gibt zahlreiche Versuche von Psychologen, die in diesem Zusammenhang Haarsträubendes herausgefunden haben. Die Wahrnehmung bzw. Gewichtung von gesehenen Bildern ist auch von der Kultur abhängig. Angehörige westlicher Gesellschaften gehen Sehaufgaben eher analytisch an und konzentrieren sich auf einzelne Objekte, um diese einzuordnen. Die Umgebung eines Gegenstandes wird weniger beachtet und hier viel übersehen. In Asien ist Harmonie ein zentraler Punkt, man will daher Dinge in einen Gesamtzusammenhang einordnen. Asiaten achten bei gezeigten Bildern zunächst kurz auf den Hintergrund ehe sie sich dem zentralen Thema widmen. Manche Dinge werden auch nicht wahrgenommen, weil das Gehirn sie aus psychischen oder drogenbedingten (z.B. “Tunnelblick” beim Alkohol) Gründen ausblendet.

Neben diesen “Verarbeitungsstörungen/-varianten” kann natürlich auch das Wahrnehmen behindert sein, weil Trübungen der optischen Teile des Auges vorliegen oder die Netzhaut oder der Sehnerv bzw. das Gehirn beschädigt sind (Details siehe unter Erkrankungen des Auges). Auch können Teilleistungen des sogenannten Sehvermögens beeinträchtigt sein (s. unter Der Sehtest).

Probleme werfen auch die Leistungsgrenzen des Auges in bestimmten Situationen auf. Die sogenannte Sportophthalmologie, eine Unterdisziplin der Augenheilkunde, bzw. die Sportmedizin untersucht solche Probleme.

(Stand 30.06.2018)