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Mit Hilfe des optischen Apparates wird auf der Netzhaut ein umgekehrtes und stark verkleinertes Bild der Umwelt entworfen. Das einfallende so genannte sichtbare Licht besteht aus elektromagnetischer Strahlung mit Wellenlängen zwischen 400 und 700nm. Sie bewirkt eine Erregung der Sinneszellen, die über die Sehbahn zur Sehrinde des Großhirns geleitet werden.
Brechkraft
Das auf der Netzhaut entworfene Bild kommt durch die Brechung der Lichtstrahlen an den gekrümmten Flächen (zB Hornhaut, Linse) zustande.
Um scharf zu sehen, müssen sich alle Strahlen, die von einem bestimmten Punkt eines Gegenstandes herrühren, auf der Netzhaut wieder punktförmig vereinigen.
Der optische Apparat wirkt also wie eine Sammellinse. Je stärker die Linse gekrümmt (gewölbt) ist, umso kräftiger werden die einfallenden Strahlen gebrochen (Brechkraft nimmt zu) und umso kürzer ist ihre Brennweite.
Beim Nahsehen (Nahakkommodation) muss die Brechkraft verstärkt werden, beim Sehen in die Ferne (Fernakkommodation) ist eine geringere Brechkraft nötig, die Linse flacht sich ab.
Als Maß für die Brechkraft des optischen Apparates des Auges gilt die Dioptrie (dpt).
Brechkraft (dpt) = 1 / Brennweite (m)
Der gesamte optische Apparat hat bei maximal fernakkommodiertem Auge (abgeflachte Linse) eine vordere Brennweite von 0,017m (17mm), die Gesamtbrechkraft ist also 1 / 0,017 = 59 dpt.
Bei maximaler Nahakkommodation (gekrümmte Linse) nimmt die Brechkraft um etwa 10 dpt zu. Diese Brechkraftvergrößerung wird auch Akkommodationsbreite genannt. Infolge eines im Alter mehr und mehr zunehmenden Elastizitätsverlustes der Linse (Entspannungsfähigkeit geht verloren) nimmt die Akkommodationsbreite ab und es kommt zur Alterssichtigkeit (Presbyopie). Hierbei ist das Sehen in die Ferne ungestört, zum Nahsehen (zB Lesen) muss jedoch eine Brille mit einer Sammellinse verwendet werden.
Kommt es im Alter zu einer Linsentrübung, dem grauen Star (Katarakt), wird bei fortgeschrittenen Fällen die Linse operativ entfernt. Die verlorene Brechkraft der Linse muss entweder durch eine starke Sammellinse (Starbrille) oder durch eine Kunststofflinse ersetzt werden, die anstelle der entfernten Linse implantiert wird.
Fehlsichtigkeit
Fehlsichtigkeit im Alter (Presbyopie)
zu langer Augapfel (Kurzsichtigkeit)
zu kurzer Augapfel (Weitsichtigkeit)
Normalerweise ist die Vorderfläche der Hornhaut von der Oberfläche der Netzhaut 24,4mm entfernt. Ist dies nicht der Fall besteht Fehlsichtigkeit.
Kurzsichtigkeit (Myopie)
Die Lichtstrahlen treffen sich schon vor der Netzhaut und gehen wieder auseinander. Nur in der Nähe sieht man scharf und es werden konkave Linsen (Zerstreuungslinsen) benötigt.
Weitsichtigkeit (Hyperopie)
Die Lichtstrahlen treffen sich hinter der Netzhaut und gehen wieder auseinander.
Nur in der Ferne sieht man scharf und es werden Sammellinsen verwendet.
Astigmatismus (Presbyopie)
Alterssichtigkeit
Die Hornhautoberfläche ist unregelmäßig gekrümmt. Ein Punkt wird nicht mehr als Punkt, sondern als Strich wahrgenommen. Man braucht Zylindergläser.
Sehschärfe
Die Fähigkeit des Auges, in einer bestimmten Entfernung zwei benachbarte Punkte noch getrennt wahrzunehmen, wird als Sehschärfe (Visus) bezeichnet.
Geprüft wird der Visus mit besonderen Schriftprobentafeln, die in der Regel aus einer Entfernung von 5m gelesen werden. Bei guten Lichtverhältnissen sollte ein normales Auge zwei 1,5mm entfernte Punkte auf der Tafel als getrennt wahrnehmen.
Sehbahn
Jedes Auge hat ein äußeres (temporales) und ein inneres (nasales) Gesichtsfeld, wobei das einfallende Licht des temporalen Gesichtsfeldes auf den nasalen Teil der Netzhaut trifft und das nasale Gesichtsfeld auf den temporalen Teil der Netzhaut projiziert wird.
Die Sehbahn beginnt in der Netzhaut und endet in der Sehrinde. Sie besteht aus insgesamt vier hintereinandergeschalteten Neuronen, von denen die Zellkörper der ersten drei Neuronen in der Netzhaut liegen.
1. Neuron: Photorezeptoren
2. Neuron: Retinaganglienzellen
3. Neuron: Optikusganglienzellen, deren Axone im Sehnerv nach hinten ziehen
In Höhe der Sehnervenkreuzung (Chiasma opticum) unterhalb des Zwischenhirns kreuzen die Axone von den nasalen Netzhauthälften, um sich den nicht kreuzenden Axonen von den temporalen Netzhauthälften anzuschließen. Sie ziehen gemeinsam im Sehtrakt (Tractus opticus) weiter nach hinten und enden im äußeren Kniekörper des Zwischenhirns. Dort treten sie in synaptischen Kontakt mit den 4. Neuronen, deren Axone die Sehstrahlung bilden, die in der Sehrinde des Großhirns endet.
Auf diese Weise wird das linke Gesichtsfeld von jedem Auge auf der Sehrinde der rechten Hemisphäre repräsentiert, wohingegen die rechten Gesichtsfelder auf der Sehrinde der linken Hemisphäre repräsentiert werden. Der Bezirk des schärfsten Sehens wird im weitaus größten Abschnitt der Sehrinde dargestellt.
Gesichtsfeldausfälle
Bei einer Augenuntersuchung werden die Gesichtsfelder beider Augen geprüft und aufgezeichnet. Wenn beispielsweise der linke N.opticus verletzt ist, sind beide Gesichtsfelder dieses Auges betroffen und es resultiert eine Blindheit (Anopsie) des linken Auges.
Drückt zB ein Tumor der Hinranhangsdrüse auf die kreuzenden nasalen Axone beider Sehnerven führt dies zu einer Halbblindheit (Hemianopsie) der temporalen Gesichtsfelder beider Augen.
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