3.3 Visuelle Wahrnehmung
Beim Sehen werden Umweltinformationen von Rezeptoren der verschiedenen Sinnesmodalitäten
in elektr. Nervenimpulse umgewandelt, im Gehirn zusammengetragen, integriert und daraus eine
einheitliche schlüssige Wahrnehmung, ein Perzent, kreiert.
Die visuelle Wahrnehmung beginnt mit der Stimulation der Fotorezeptoren der Netzhaut des
Auges durch einfallendes Licht.
3.3.1 Auge und Netzhaut
Das Auge gilt als Teil des visuellen Systems als das komplexeste, wichtigste und am weitesten
entwickelte Sinnesorgan des Menschen.
Es umfasst 3 Verarbeitungssysteme:
Der dioptrische Apparat, die Rezeptoren der Netzhaut, die Verschaltung der Rezeptoren mit den
Fasern des Sehnervs.
Dioptrische Apparat (Linsenkörper)
-> bündelt & fokussiert das Licht, welches durch die Pupille einfällt
-> entwirft ein möglichst scharfes Bild der Außenwelt (auf dem Kopf stehend)
Dieses System besteht aus der durchsichtigen Cornea (Hornhaut), der Pupille, welche ihre Größe
regulieren kann und der Linse, welche ebenfalls ihre Form, sowie die Brechkraft verändern kann.
Die Hornhaut und Linse fokussieren einfallendes Licht, erzeugen das Bild auf der Retina
(Netzhaut).
Die Scharfstellung (Akkommodation) des Bildes erfolgt durch Formveränderung der Linse, was
durch den Ziliarmuskel möglich wird.
Fokussieren naher Objekte
-> Linse durch Anspannung des Ziliarmuskels dicker und runder
Fokussieren ferner Objekte
-> Linse durch Entspannung des Ziliarmuskels flacher und dünner
Myopie
-> kurzsichtige Personen können nur nahe gelegene Objekte fokussieren,
da die Linse bei Entspannung des Ziliarmuskels nicht flach genug werden kann
Hyperopie
-> weitsichtige Personen können nahe gelegene Objekte nicht fokussieren,
Da die Linse sich nicht genug entspannen kann, d.h. Linsenkrümmung erfolgt nicht stark genug
Nahpunkt
-> Entfernung bei der Linse nicht weiter akkommodieren kann
Akkommodation nimmt im Alter ab!
Einfallende Lichtintensität wird durch im Durchmesser variable Pupille reguliert.
-> große Helligkeit, Pupille verengt sich
-> Dämmerlicht, Pupille weitet sich um ausreichen Licht durchzulassen
Die Netzhaut ist das zweite Verarbeitungssystem der Transduktion (Umwandlung) & Codierung
des auf die Netzhaut fokussierten Bildes in elektr. Nervenimpulse.
-> besteht aus Rezeptoren der Retina & nachfolgender neuronaler Verschaltungen
Die Netzhaut besteht aus mehreren Neuronenschichten.
Lichtabgewandte Seite -> Stäbchen (Hell-Dunkel-Sehen)
-> Zapfen (Farbsehen)
In ihnen werden Lichtreize in elektr. Signale (AP) umgewandelt.
Die AP’s werden durch das Neuronennetzwerk aus Horizontalzellen, Bipolarzellen, Amakrinzellen
& Ganglienzellen des Sehnervs bearbeitet & zum Gehirn weitergeleitet.
,Die Stäbchen und Zapfen liegen mit den lichtempfindlichen Enden, lichtabgewandt, mit Kontakt
zu umgebenden Pigmentepithel, der Aderhaut (Chorioida), welche die Rezeptoren mit Nährstoffen
und Enzymen versorgt.
Wegen der Lage muss das Licht die anderen Netzhautneuronen zuerst passieren um die
Fotorezeptoren zu erreichen.
Blinder Fleck
-> dort, wo Ganglienzellen als Sehnerv gebündelt, das äuge verlassen befinden sich keine
Fotorezeptoren
Die weitere Verarbeitung der Signale im Gehirn ist so organisiert, dass der blinde Fleck
kompensiert werden kann.
Sehpigmente
-> lichtempfindliche Substanzen, die ihre Struktur unter Einfluss des Lichts ändern
Sehpigment der Stäbchen -> Rhodopsin (Sehpurpur)
-> besteht molekular aus einem großen Eiweißmolekül (Opsin) und einem kleinen
lichtempfindlichen Molekül (Retinal)
Sobald das Sehpigment einfallendes Licht absorbiert, zerfällt es unter Strukturumwandlung &
Zwischenstufen in das farblose Opsin & Vitamin A.
Es muss unter Energieaufwand wieder aufgebaut werden.
Über Änderung der Membranpermeabilität & des Membranpotentials führt der Zerfallsprozess zur
Auslösung des Rezeptorpotentials, dessen Amplitude der Lichtintensität entspricht.
Stäbchen:
- für Dunkel-/Dämmerungssehen zuständig
- Sprechen auf sehr schwache Lichtintensitäten an
- Liefern farblose Empfindungen
- Ca 120 Mio. in jedem Auge
Zapfen:
- arbeiten am besten bei hellem Tageslicht/hohen Lichtintensitäten
- Liefern farbige Empfindungen
- Für Farbsehen zuständig
- Ca 6 Mio. in jedem Auge
Makula (gelber Fleck)
-> genau gegenüber der Linse
-> genannt Fovea centralis, Bereich des schärfsten Sehens & enthält nur Zapfen, die am
dichtesten gepackt sind (feinste Reizauflösung)
-> hier wird das Bild des Objektes projiziert, das wir direkt anschauen
-> Stäbchen befinden sich in der Retinaperipherie, die die Fovea centralis umgibt.
Konvergenz
-> Im Durchschnitt erhält eine nachgeschaltete Ganglienzelle Signale von 120 Stäbchen und nur 6
Zapfen
Adaption an plötzliche Helligkeitsunterschiede
-> verläuft für Stäbchen & Zapfen unterschiedlich schnell
„Die Schärfe des Sehens , das Auflösungsvermögen („sehen, was da ist“) ist am höchsten im
Bereich der Fovea (Punkt schärfsten Sehens ), dagegen ist die Sensitivität („sehen, dass etwas da
ist“) am größten in der Peripherie.“
Auszug aus: Christian Becker-Carus and Mike Wendt. „Allgemeine Psychologie.“ Apple Books.
Retina enthält außer den Stäbchen und Zapfen kleine Anzahl an weiteren photosensorischen
Neuronen, pRGC (photosensitive Retinal Ganglion Cells).
, Die nachgeschalteten Neurone haben eine Schwellenempfindlichkeit von 20 Einheiten. Werden
die Rezeptoren mit einer Lichtintensität beleuchtet, die unter 5 liegt, kommt es zu keiner Reaktion,
da die weitergeleitete Intensität weder bei Stäbchen noch Zäpfchen ausreicht um das
nachgeschaltete Neuron zu erregen.
Wird die Lichtintensität auf 5 oder mehr erhöht …
Bei der Konferenzschaltung (Stäbchen), führt es dazu, dass das nahgeschaltete Neuron feuert, da
alle gleichzeitig einlaufenden Intensitäten zusammengenommen werden -> räumliche Summation
Bei der Zapfenganglienzelle mit 1:1 Verschaltung reicht die Erregung nicht aus, da keine
Summation stattfindet.
Die größere Empfindlichkeit des Stäbchensehens ist durch ihre größere Größe und somit einer
Größeren Lichtabsorption, als auch der Tatsache geschuldet, dass sie eine stärkere elektr.
Reizantwort liefern.
Konvergenz führt zu einer höheren Wahrnehmungsempfindlichkeit aber auch zum Verlust an
Sehschärfe.
„Für die erste schnelle Dunkeladaptation bis zum Kohlrausch-Knick sind die farbempfindlichen
Zapfen verantwortlich (sie entspricht zugleich der Adaptation der Farbempfindlichkeit). Für die
dann weiterhin erfolgende langsame Dunkeladaptation sind die Stäbchen verantwortlich.“
Auszug aus: Christian Becker-Carus and Mike Wendt. „Allgemeine Psychologie.“ Apple Books.
Dunkeladaption
-> aus hellem Licht in Dunkelheit
-> zunächst kaum etwas zu sehen
-> nach wenigen Minuten ist die Lichtempfindlichkeit so erhöht, dass man sich orientieren kann
-> adaptieren zunächst farbempfindliche Zapfen relativ schnell, bis zu einem Punkt, indem die
Empfindlichkeit der langsamer adaptierenden Stäbchen überwiegt -> Kohlrausch-Knick
Helladaption
-> wenn aus dem Dunklen ins Helle
-> geblendet, können kaum etwas erkennen
-> weniger als eine Minute und die Augen haben sich an die Helligkeit gewöhnt
Die Empfindlichkeit des Auges erhöht sich in zwei Phasen:
- zuerst steigt die Empfindlichkeit schnell an, erreicht nach ca 3-4 Minuten ein für weitere 4
Minuten gleich bleibendes Plateau
- Danach nimmt Empfindlichkeit nach ca 7-10 Minuten wieder zu
- Erreicht nach ca 30 Min gleich bleibende dunkeladaptierte Empfindlichkeit
Der erste Kurvenabschnitt der Dunkeladaptionskurve geht allein auf die Adaption der Zapfen
zurück.
Beim Sehen werden Umweltinformationen von Rezeptoren der verschiedenen Sinnesmodalitäten
in elektr. Nervenimpulse umgewandelt, im Gehirn zusammengetragen, integriert und daraus eine
einheitliche schlüssige Wahrnehmung, ein Perzent, kreiert.
Die visuelle Wahrnehmung beginnt mit der Stimulation der Fotorezeptoren der Netzhaut des
Auges durch einfallendes Licht.
3.3.1 Auge und Netzhaut
Das Auge gilt als Teil des visuellen Systems als das komplexeste, wichtigste und am weitesten
entwickelte Sinnesorgan des Menschen.
Es umfasst 3 Verarbeitungssysteme:
Der dioptrische Apparat, die Rezeptoren der Netzhaut, die Verschaltung der Rezeptoren mit den
Fasern des Sehnervs.
Dioptrische Apparat (Linsenkörper)
-> bündelt & fokussiert das Licht, welches durch die Pupille einfällt
-> entwirft ein möglichst scharfes Bild der Außenwelt (auf dem Kopf stehend)
Dieses System besteht aus der durchsichtigen Cornea (Hornhaut), der Pupille, welche ihre Größe
regulieren kann und der Linse, welche ebenfalls ihre Form, sowie die Brechkraft verändern kann.
Die Hornhaut und Linse fokussieren einfallendes Licht, erzeugen das Bild auf der Retina
(Netzhaut).
Die Scharfstellung (Akkommodation) des Bildes erfolgt durch Formveränderung der Linse, was
durch den Ziliarmuskel möglich wird.
Fokussieren naher Objekte
-> Linse durch Anspannung des Ziliarmuskels dicker und runder
Fokussieren ferner Objekte
-> Linse durch Entspannung des Ziliarmuskels flacher und dünner
Myopie
-> kurzsichtige Personen können nur nahe gelegene Objekte fokussieren,
da die Linse bei Entspannung des Ziliarmuskels nicht flach genug werden kann
Hyperopie
-> weitsichtige Personen können nahe gelegene Objekte nicht fokussieren,
Da die Linse sich nicht genug entspannen kann, d.h. Linsenkrümmung erfolgt nicht stark genug
Nahpunkt
-> Entfernung bei der Linse nicht weiter akkommodieren kann
Akkommodation nimmt im Alter ab!
Einfallende Lichtintensität wird durch im Durchmesser variable Pupille reguliert.
-> große Helligkeit, Pupille verengt sich
-> Dämmerlicht, Pupille weitet sich um ausreichen Licht durchzulassen
Die Netzhaut ist das zweite Verarbeitungssystem der Transduktion (Umwandlung) & Codierung
des auf die Netzhaut fokussierten Bildes in elektr. Nervenimpulse.
-> besteht aus Rezeptoren der Retina & nachfolgender neuronaler Verschaltungen
Die Netzhaut besteht aus mehreren Neuronenschichten.
Lichtabgewandte Seite -> Stäbchen (Hell-Dunkel-Sehen)
-> Zapfen (Farbsehen)
In ihnen werden Lichtreize in elektr. Signale (AP) umgewandelt.
Die AP’s werden durch das Neuronennetzwerk aus Horizontalzellen, Bipolarzellen, Amakrinzellen
& Ganglienzellen des Sehnervs bearbeitet & zum Gehirn weitergeleitet.
,Die Stäbchen und Zapfen liegen mit den lichtempfindlichen Enden, lichtabgewandt, mit Kontakt
zu umgebenden Pigmentepithel, der Aderhaut (Chorioida), welche die Rezeptoren mit Nährstoffen
und Enzymen versorgt.
Wegen der Lage muss das Licht die anderen Netzhautneuronen zuerst passieren um die
Fotorezeptoren zu erreichen.
Blinder Fleck
-> dort, wo Ganglienzellen als Sehnerv gebündelt, das äuge verlassen befinden sich keine
Fotorezeptoren
Die weitere Verarbeitung der Signale im Gehirn ist so organisiert, dass der blinde Fleck
kompensiert werden kann.
Sehpigmente
-> lichtempfindliche Substanzen, die ihre Struktur unter Einfluss des Lichts ändern
Sehpigment der Stäbchen -> Rhodopsin (Sehpurpur)
-> besteht molekular aus einem großen Eiweißmolekül (Opsin) und einem kleinen
lichtempfindlichen Molekül (Retinal)
Sobald das Sehpigment einfallendes Licht absorbiert, zerfällt es unter Strukturumwandlung &
Zwischenstufen in das farblose Opsin & Vitamin A.
Es muss unter Energieaufwand wieder aufgebaut werden.
Über Änderung der Membranpermeabilität & des Membranpotentials führt der Zerfallsprozess zur
Auslösung des Rezeptorpotentials, dessen Amplitude der Lichtintensität entspricht.
Stäbchen:
- für Dunkel-/Dämmerungssehen zuständig
- Sprechen auf sehr schwache Lichtintensitäten an
- Liefern farblose Empfindungen
- Ca 120 Mio. in jedem Auge
Zapfen:
- arbeiten am besten bei hellem Tageslicht/hohen Lichtintensitäten
- Liefern farbige Empfindungen
- Für Farbsehen zuständig
- Ca 6 Mio. in jedem Auge
Makula (gelber Fleck)
-> genau gegenüber der Linse
-> genannt Fovea centralis, Bereich des schärfsten Sehens & enthält nur Zapfen, die am
dichtesten gepackt sind (feinste Reizauflösung)
-> hier wird das Bild des Objektes projiziert, das wir direkt anschauen
-> Stäbchen befinden sich in der Retinaperipherie, die die Fovea centralis umgibt.
Konvergenz
-> Im Durchschnitt erhält eine nachgeschaltete Ganglienzelle Signale von 120 Stäbchen und nur 6
Zapfen
Adaption an plötzliche Helligkeitsunterschiede
-> verläuft für Stäbchen & Zapfen unterschiedlich schnell
„Die Schärfe des Sehens , das Auflösungsvermögen („sehen, was da ist“) ist am höchsten im
Bereich der Fovea (Punkt schärfsten Sehens ), dagegen ist die Sensitivität („sehen, dass etwas da
ist“) am größten in der Peripherie.“
Auszug aus: Christian Becker-Carus and Mike Wendt. „Allgemeine Psychologie.“ Apple Books.
Retina enthält außer den Stäbchen und Zapfen kleine Anzahl an weiteren photosensorischen
Neuronen, pRGC (photosensitive Retinal Ganglion Cells).
, Die nachgeschalteten Neurone haben eine Schwellenempfindlichkeit von 20 Einheiten. Werden
die Rezeptoren mit einer Lichtintensität beleuchtet, die unter 5 liegt, kommt es zu keiner Reaktion,
da die weitergeleitete Intensität weder bei Stäbchen noch Zäpfchen ausreicht um das
nachgeschaltete Neuron zu erregen.
Wird die Lichtintensität auf 5 oder mehr erhöht …
Bei der Konferenzschaltung (Stäbchen), führt es dazu, dass das nahgeschaltete Neuron feuert, da
alle gleichzeitig einlaufenden Intensitäten zusammengenommen werden -> räumliche Summation
Bei der Zapfenganglienzelle mit 1:1 Verschaltung reicht die Erregung nicht aus, da keine
Summation stattfindet.
Die größere Empfindlichkeit des Stäbchensehens ist durch ihre größere Größe und somit einer
Größeren Lichtabsorption, als auch der Tatsache geschuldet, dass sie eine stärkere elektr.
Reizantwort liefern.
Konvergenz führt zu einer höheren Wahrnehmungsempfindlichkeit aber auch zum Verlust an
Sehschärfe.
„Für die erste schnelle Dunkeladaptation bis zum Kohlrausch-Knick sind die farbempfindlichen
Zapfen verantwortlich (sie entspricht zugleich der Adaptation der Farbempfindlichkeit). Für die
dann weiterhin erfolgende langsame Dunkeladaptation sind die Stäbchen verantwortlich.“
Auszug aus: Christian Becker-Carus and Mike Wendt. „Allgemeine Psychologie.“ Apple Books.
Dunkeladaption
-> aus hellem Licht in Dunkelheit
-> zunächst kaum etwas zu sehen
-> nach wenigen Minuten ist die Lichtempfindlichkeit so erhöht, dass man sich orientieren kann
-> adaptieren zunächst farbempfindliche Zapfen relativ schnell, bis zu einem Punkt, indem die
Empfindlichkeit der langsamer adaptierenden Stäbchen überwiegt -> Kohlrausch-Knick
Helladaption
-> wenn aus dem Dunklen ins Helle
-> geblendet, können kaum etwas erkennen
-> weniger als eine Minute und die Augen haben sich an die Helligkeit gewöhnt
Die Empfindlichkeit des Auges erhöht sich in zwei Phasen:
- zuerst steigt die Empfindlichkeit schnell an, erreicht nach ca 3-4 Minuten ein für weitere 4
Minuten gleich bleibendes Plateau
- Danach nimmt Empfindlichkeit nach ca 7-10 Minuten wieder zu
- Erreicht nach ca 30 Min gleich bleibende dunkeladaptierte Empfindlichkeit
Der erste Kurvenabschnitt der Dunkeladaptionskurve geht allein auf die Adaption der Zapfen
zurück.
