Physiologie und Anatomie des Auges

Das menschliche Auge ist für 80% unserer Sinneseindrücke verantwortlich. Solange die Augen geöffnet sind, nehmen sie die Umgebung wahr – selbst wenn wir dies nicht möchten.
Das menschliche Auge ähnelt in einigen Details dem Aufbau eines Fotoapparates. Um diese Funktionen zu verstehen, ist es notwendig sich mit den biologischen und optischen Besonderheiten zu beschäftigen.

Aufbau des Auges

Aufbau des Auges
Der Augapfel besteht aus mehreren Bindegewebsschichten, die ihm Form und Halt geben – ähnlich dem Gehäuse einer Fotokamera. Sein vorderer Teil besteht aus der Hornhaut (Cornea). Sie ist durchsichtig, lässt so Licht einfallen und bricht das Licht. Die Blickrichtung des Augapfels wird durch sechs Muskeln gesteuert, die oben, unten, links, rechts, schräg oben und schräg unten ansetzen.

Die Regenbogenhaut (Iris) wirkt als Lochblende und bündelt das Licht, wobei ein Ringmuskel die Größe der Öffnung – quasi die „Blendenöffnung“ –  steuert. Durch diese Öffnung der Pupille fällt das Licht direkt auf die Linse. Sie ist damit nicht nur für scharfes Sehen (Akkommodation) verantwortlich, sondern reguliert auch die Helligkeitsanpassung (Adaption). Den Raum zwischen der Hornhaut und der Regenbogenhaut nennt man vordere Augenkammer. Sie ist ebenso wie die Hinterkammer zwischen Iris und Glaskörper mit Kammerwasser gefüllt.

Die kugelförmige Linse ist an den Zonulafasern aufgehängt. Wenn der Ringmuskel (Ziliarkörpermuskel) kontrahiert, also seinen Umfang verkleinert, erschlaffen die Fasern und die Linse wölbt sich. Diese Einstellung für die Nahsicht erlaubt dem Auge ein scharfes Sehen bis etwa 10 Zentimeter. Entspannt er sich dagegen, werden die Zonulafasern gespannt und die Linse abgeflacht – dadurch ist eine Fernsicht möglich. Die Spannung dieses Muskels ermöglicht es also, das von einem fixierten Objekt ausgehende Licht zu bündeln und so immer exakt auf die Retina zu fokussieren. Dies entspricht einer Veränderung der Brennweite. Diese Einstellung des Auges auf unterschiedlich entfernte Objekte nennt man Akkommodation, entsprechend der Fokussierung bei einem Fotoapparat. Die Hornhaut, die Linse, das Kammerwasser, die Regenbogenhaut und der Glaskörper kann man also mit einem Fotokameraobjektiv vergleichen.

Der hinter der Linse liegende Glaskörper besteht aus einer gel-artigen, durchsichtigen Substanz, die sich im Alter eintrüben und verflüssigen kann. Er nimmt etwa 2/3 des Augapfels ein und ist unter anderem für die Formhaltung zuständig.

Die Gefäßhaut (Uvea), die das Auge umgibt, besteht aus drei Schichten. Die äußerste Schicht Lederhaut (Sclera) bildet die Schutzhülle des Auges. Die mittlere Schicht ist die Aderhaut (Chorioidea), sie versorgt die Sinneszellen (Zapfen und Stäbchen) über wichtige Blutgefäße mit Nährstoffen. Die innerste Schicht ist die Netzhaut (Retina). Auf Ihr befinden sich Millionen von Sinneszellen. Sie besteht aus Stäbchen und Zapfen. Mithilfe der Stäbchen können wir auch nachts und in der Dämmerung sehen, die Zapfen ermöglichen das Farbensehen. Die Stelle unseres schärfsten Sehens ist die Makula, auch gelber Fleck genannt. Sie ist ein 2mm großer Bereich auf der Netzhaut und liegt der Linse gegenüber. In der Makula gibt es fast nur Zäpfchen, deren Zahl zum Rand der Netzhaut hin drastisch abnimmt.  

Wenn das Auge ein Objekt fokussiert, treffen sich die Strahlen an einem Punkt auf der Retina, in der Makula (sie entspricht bei einer Fotokamera dem Film). Es entsteht ein umgekehrtes, verkleinertes Bild in Form von Lichtimpulsen. Die von der Retina ausgehenden Nervenfasern bündeln sich im Sehnerv. Treffen Lichtstrahlen (Lichtimpulse) auf die Stäbchen und Zäpfchen, wird dort ein Stromreiz von der Netzhaut über den Sehnerv mit 100 Metern pro Sekunde an das Gehirn weitergegeben (das umgekehrte, verkleinerte Bild wird an das Gehirn weitergeleitet). Erst innerhalb des Schädels kreuzen sich die Sehnerven beider Augen und vereinigen sich, um in das Gehirn einzumünden. Dort wird automatisch das auf dem Kopf stehende Netzhautbild wieder umgekehrt. Die kombinierten Bilder des Augenpaares ermöglichen das räumliche Sehen.

Fehlsichtigkeit
Allgemein bekannt sind die Probleme von Kurz-, Weit- und Alterssichtigkeit. Ist der Augapfel länglich gebaut, dann wird ein Objekt im Ganzen vor der Netzhaut abgebildet und man ist kurzsichtig. Eine Zerstreuungslinse (Minusglas) kann diesen Fehler korrigieren. Ist er dagegen zu kurz, dann wird ein Objekt hinter der Retina abgebildet und man ist weitsichtig. In diesem Fall wird eine Sammellinse (Plusglas) eingesetzt.

Alterssichtigkeit
Im Alter verliert die Linse ihre Elastizität und die Scharfeinstellung leidet. Die durch die Linse gebrochenen Lichtstrahlen treffen sich nicht in einem Punkt, sondern in einem Fleck – das Bild wird unscharf. Die Folge ist die Alterssichtigkeit (Presbyopie).