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Die Augen und wie sie funktionieren

Die Hauptfunktion der Augen besteht darin, den Menschen das Sehen zu ermöglichen. Alle Teile des Auges arbeiten zusammen, um das Sehen zu ermöglichen. Sie erfassen Licht aus der Umgebung und senden visuelle Informationen zur Verarbeitung an das Gehirn.

Hier ist eine Zusammenfassung der Funktionsweise des visuellen Systems:

  • Licht dringt durch die Hornhaut, eine kuppelförmige Struktur. Die Hornhaut beugt Licht, um das Fokussieren des Auges zu erleichtern.
  • Die Iris lässt einen Teil dieses Lichts in die Pupille gelangen.
  • Licht dringt durch die Linse. Zusammen mit der Hornhaut fokussiert die Linse das Licht auf die Netzhaut im hinteren Teil des Auges.
  • Die Netzhaut wandelt das Lichtsignal in elektrische Impulse um.
  • Der Sehnerv leitet Impulse an das Gehirn weiter, das die Signale verarbeitet und das Bild erzeugt.

Um zu verstehen, wie das geschieht, schauen wir uns zunächst die Anatomie des Auges an.

Unten ist ein vollständig interaktiv 3D-Modell des Auges. Erkunden Sie das Modell mit Ihrem Mauspad oder Touchscreen, um mehr über das Auge zu erfahren.

 

Augenanatomie

 

Der einzige Teil des Auges, den Menschen sehen können, ist die Vorderseite. Der Rest befindet sich innerhalb der Umlaufbahn oder Umlaufbahn. Die mit dem Augapfel verbundenen Muskeln ermöglichen es dem Auge, sich entsprechend der Blickrichtung der Person zu bewegen.

Es gibt drei Haupttypen von Augengewebe:

  • lichtbrechende Gewebe, die Licht bündeln
  • lichtempfindliche Stoffe
  • Stützstoffe

Im Folgenden betrachten wir jeden dieser Typen.

Feuerfeste Stoffe

Brechende Stoffe fokussieren das einfallende Licht auf lichtempfindliche Gewebe, um ein klares, scharfes Bild zu erzeugen. Wenn das Gewebe schlecht geformt, falsch ausgerichtet oder beschädigt ist, kann die Sicht verschwommen sein.

Zu den refraktiven Geweben gehören:

Das Schulkind

Dies ist der dunkle Fleck in der Mitte des farbigen Teils des Auges. Der farbige Teil wird Iris genannt. Die Pupille erweitert und verengt sich als Reaktion auf Licht.

Bei hellem Licht zieht sich die Pupille zusammen, um die empfindliche Netzhaut vor Schäden zu schützen. Bei schwachem Licht dehnt es sich aus. Dadurch kann das Auge möglichst viel Licht einfangen.

Iris

Dies ist der farbige Teil des Auges. Es verfügt über Muskeln, die die Größe der Pupille und die Lichtmenge steuern, die die Netzhaut erreicht. Auf diese Weise ähnelt es dem Öffnen einer Kamera.

Objektiv

Nachdem es die Pupille passiert hat, erreicht das Licht die Linse. Es handelt sich um eine transparente und konvexe Struktur. Die Linse kann ihre Form ändern und hilft dem Auge dabei, das Licht präzise auf die Netzhaut zu fokussieren. Mit zunehmendem Alter wird die Linse steifer und weniger flexibel, was das Fokussieren erschwert.

Ziliarmuskel

Dabei handelt es sich um einen Muskelring, der an der Linse befestigt ist. Durch Kontraktion oder Entspannung verändert es die Form der Linse. Dieser Vorgang wird als Hosting bezeichnet.

Hornhaut

Die Hornhaut ist eine transparente, kuppelförmige Schicht, die die Pupille, die Iris und die Vorderkammer bedeckt. Diese Kammer ist ein mit Flüssigkeit gefüllter Bereich zwischen der Hornhaut und der Iris.

Die Hornhaut schützt die Augen wie Wimpern, Augenlider und Tränenflüssigkeit vor Verletzungen und Fremdkörpern wie Staub. Es unterstützt auch die Fokussierung des Auges, indem es das Licht auf das Auge richtet.

Die Hornhaut ist dicht mit Nervenenden besiedelt und sehr empfindlich. Es ist die erste Abwehr des Auges gegen Fremdkörper und Verletzungen. Da die Hornhaut klar bleiben muss, um das Licht zu brechen, verfügt sie über keine Blutgefäße.

Glaskörper und wässrige Flüssigkeit

In den Augen zirkulieren zwei Flüssigkeiten, die ihnen Struktur und Nährstoffe verleihen. Glaskörperflüssigkeit ist dick und gelartig und befindet sich im hinteren Teil des Auges. Es macht den größten Teil der Masse des Auges aus.

Wässrige Flüssigkeit ist wässriger und zirkuliert um die Vorderseite des Auges.

Lichtempfindliche Stoffe

Dazu gehören die Netzhaut und der Sehnerv.

Die Netzhaut

Die Netzhaut ist die innerste Schicht des Auges. Es enthält Millionen lichtempfindlicher Fotorezeptorzellen, die Licht erkennen und in elektrische Signale umwandeln. Diese Signale werden zur Verarbeitung an das Gehirn gesendet.

Photorezeptorzellen in der Netzhaut enthalten lichtempfindliche Proteinmoleküle, sogenannte Opsine.

Die beiden wichtigsten Photorezeptorzellen werden „Stäbchen“ und „Zapfen“ genannt. Wenn diese Licht erkennen, senden sie elektrische Signale an das Gehirn.

Zapfen befinden sich in der Makula, dem zentralen Teil der Netzhaut. Die Netzhaut enthält etwa 6 Millionen Zapfenzellen. Die Fovea, eine kleine Vertiefung in der Mitte der Makula, weist eine hohe Dichte an Zapfenzellen und keine Stäbchen auf.

Zapfen helfen Menschen, bei typischen Lichtverhältnissen zu sehen und Farben zu unterscheiden. Es gibt verschiedene Arten, je nachdem, auf welche Farbe sie empfindlich reagieren. Diese entsprechen in etwa:

  • rot
  • vert
  • blau

Die roten und grünen Zapfen befinden sich meist in der Mitte der Fovea, während die blauen Zapfen meist außen liegen.

An den Rändern der Netzhaut befinden sich normalerweise Stäbchen. Sie sind für das Schwarz-Weiß-Sehen verantwortlich. Sie können die schwächsten Lichtmengen erkennen und es Menschen ermöglichen, nachts zu sehen. Jedes Auge enthält etwa 125 Millionen Stäbchen.

Nerf-Optik

Der Sehnerv ist ein dickes Bündel von Nervenfasern, die Signale von der Netzhaut an das Gehirn übertragen. Feine Netzhautfasern, sogenannte Ganglienzellen, transportieren Lichtinformationen von der Netzhaut zum Gehirn.

Ganglienzellen verlassen das Auge an einer Stelle, die Papille genannt wird. Da es hier weder Stäbchen noch Zapfen gibt, wird er auch „toter Winkel“ genannt.

Verschiedene Arten von Ganglienzellen zeichnen unterschiedliche Arten visueller Informationen auf. Manche reagieren beispielsweise empfindlich auf Kontraste und Bewegungen, andere auf Formen und Details. Zusammen tragen sie alle notwendigen Informationen aus unserem Gesichtsfeld.

Das Gehirn

Das Gehirn sorgt für eine Tiefenwahrnehmung, indem es die Signale der beiden Augen koordiniert.

Von der Netzhaut erzeugte Signale gelangen in den visuellen Kortex, einen Teil des Gehirns, der visuelle Informationen verarbeitet. Der visuelle Kortex führt die Impulse beider Augen zusammen, um Bilder zu erzeugen.

 

Stützstoffe

 

Im Auge gibt es zahlreiche Stützgewebe, darunter auch Fettgewebe. Drei davon sind Sklera, Bindehaut und Uvea.

Lederhaut

Im Volksmund wird dies das Weiße der Augen genannt. Es ist faserig und stützt den Augapfel und hilft ihm, seine Form zu bewahren. Es ist an Muskeln befestigt, die das Auge in nahezu jede Richtung bewegen können.

Konjunktiv

Die Bindehaut ist eine dünne, transparente Membran, die die Lederhaut bedeckt und die Augenlider auskleidet. Es bedeckt nicht die Hornhaut. Die mandelgroßen Tränendrüsen liefern Flüssigkeit, die das Auge befeuchtet und es vor Keimen schützt.

Uvea

Die Uvea ist die mittlere Schicht des Augapfels. Es versorgt das Auge mit Blut. Die Iris ist zusammen mit dem Ziliarkörper und der Aderhaut Teil der Uvea. Der Ziliarkörper enthält Kapillaren, die Kammerwasser absondern. Die Ziliarmuskeln sind mit den Zonularfasern verbunden. Zusammen helfen sie dabei, die Form des Objektivs für die Betrachtung über kurze oder große Entfernungen anzupassen.

 

Augenerkrankungen

 

Eine Vielzahl gesundheitlicher Probleme kann die Augen beeinträchtigen. Dazu können gehören:

  • Genetische Faktoren
  • Eigenschaften, mit denen ein Mensch geboren wird
  • Alter
  • andere gesundheitliche Probleme

Hier sind einige Beispiele:

  • Achromatopsie: Diese genetische Störung, auch Farbenblindheit genannt, betrifft die Zapfenzellen. Eine Person hat Schwierigkeiten, bestimmte Farben zu unterscheiden.
  • Altersbedingte Makuladegeneration: Dies führt zu verschwommenem Sehen in der Mitte des Gesichtsfeldes. Dies kann zu Sehverlust führen.
  • Amblyopie: Dies beginnt in der Kindheit und wird oft als „träges Auge“ bezeichnet. Ein Auge entwickelt sich nicht vollständig, da das andere, stärkere Auge dominiert.
  • Anisokorie: Dies tritt auf, wenn die Pupillen ungleich groß sind. Dies mag harmlos sein, kann aber auf ein ernsteres medizinisches Problem hinweisen, beispielsweise auf einen Schlaganfall.
  • Astigmatismus: Die Hornhaut oder Linse ist schlecht gekrümmt, sodass das Licht nicht richtig auf der Netzhaut fokussiert wird.
  • Grauer Star: Hierbei handelt es sich um eine Trübung der Linse. Dies kann zu Sehverlust führen.
  • Chalazion: Aufgrund einer Verstopfung bildet sich im Augenlid eine Beule. Es mag wie ein Gerstenkorn aussehen, ist aber nicht auf eine Infektion zurückzuführen.
  • Bindehautentzündung: Auch Bindehautentzündung genannt. Hierbei handelt es sich um eine Infektion der Bindehaut, die die Vorderseite des Augapfels bedeckt.
  • Abgelöste Netzhaut: Die Netzhaut kann sich möglicherweise aufgrund einer Verletzung ablösen. Dies erfordert eine dringende Behandlung.
  • Diabetische Retinopathie: Hoher Blutzucker kann zu Schäden und Degeneration der Netzhaut führen. Dies kann zu Sehverlust führen.
  • Diplopie: Auch Doppeltsehen genannt, kann auf verschiedene Erkrankungen zurückzuführen sein, von denen einige schwerwiegend sein können.
  • Floater: Flecken scheinen über das Gesichtsfeld zu wandern. Dies kommt sehr häufig vor und ist im Allgemeinen harmlos, kann aber auch auf einen Zustand hinweisen, der dringend behandelt werden muss, beispielsweise eine Netzhautablösung.
  • Glaukom: Im Auge baut sich ein Druck auf, der den Sehnerv schädigt. Dies kann zu Sehverlust führen.
  • Mydriasis: Beide Pupillen weiten sich oder ziehen sich ungewöhnlich zusammen.
  • Myopie: Kurzsichtigkeit, auch Kurzsichtigkeit genannt, macht es schwierig, Dinge aus der Ferne klar zu sehen.
  • Optikusneuritis: Der Sehnerv entzündet sich, oft aufgrund eines überaktiven Immunsystems.
  • Strabismus: Die Augen zeigen in verschiedene Richtungen.
  • Uveitis: Die Uvea entzündet sich und führt zu einer Schwellung und Rötung des Auges. Dies erfordert dringende Aufmerksamkeit.

 

Wann sollte man einen Arzt konsultieren?

 

Eine Person sollte einen Arzt aufsuchen, wenn eines der folgenden Ereignisse auftritt:

  • alle plötzlichen Änderungen, einschließlich eines plötzlichen Anstiegs der Anzahl der Floater
  • starke Schmerzen und Rötung
  • starke Lichtempfindlichkeit
  • Sehverlust, Doppeltsehen oder andere Sehstörungen
  • eine Verletzung, die das Auge oder die Augenhöhle betrifft

 

Zusammenfassung

 

Das Sehen ist ein komplexer Prozess, an dem verschiedene Teile des Auges und des Gehirns beteiligt sind.

Viele Menschen haben Sehprobleme. Einige, wie z. B. Katarakte, sind gut behandelbar, können aber ohne Behandlung zu einem Sehverlust führen.

Augensymptome können auf ein ernstes Gesundheitsproblem hinweisen. Verschwommenes Sehen oder plötzliche Veränderungen des Sehvermögens, wie z. B. eine Zunahme von Floatern, sind Anzeichen dafür, dass eine Person ärztliche Hilfe benötigt. Jeder, der Bedenken hinsichtlich seiner Augen oder seines Sehvermögens hat, sollte einen Spezialisten namens Augenarzt aufsuchen.