Das Auge – Aufbau und Funktion

Das Auge: Wie funktioniert es?

Ob mit Sehhilfe oder ohne – die wenigsten Menschen können sich vorstellen, auf den Sehsinn zu verzichten. Dennoch wissen ebenso Wenige, wie Sehen eigentlich funktioniert. Brille24 klärt auf.

Das Auge: Eines unserer wichtigsten Sinnesorgane

Sehen ist sowohl ein chemischer als auch ein physikalischer Prozess. Unsere Augen vollbringen in jeder wachen Sekunde Höchstleistungen, indem sie sich physisch an Lichtverhältnisse und Entfernungen anpassen und chemisch Licht in elektrische Impulse umwandeln. Dabei verarbeiten sie in einer Sekunde über zehn Millionen Informationen und geben diese an das Gehirn weiter. Um zu verstehen, wie diese Prozesse funktionieren, gilt es zunächst zu klären, wie das Auge aufgebaut ist.

Der Aufbau des Auges

Das Auge ist das komplexeste Sinnesorgan, darum grenzt es auch für die heutige Medizin noch immer an eine Unmöglichkeit, einmal verlorenes Augenlicht wiederherzustellen. Das Auge besteht aus drei Schichten, die perfekt aufeinander abgestimmt sind. Jeder Bestandteil des Auges erfüllt einen bestimmten Zweck – funktioniert einer nicht, macht sich das für den gesamten Sehvorgang bemerkbar. Der Augapfel eines erwachsenen Menschen weist im Mittel einen Durchmesser von 22 bis 23 Millimetern auf. Bei einem Neugeborenen beträgt der Durchmesser ungefähr 17 Millimeter.

Zwei Häute und zwei Kammern

Die äußere Schicht des Auges bilden die Lederhaut (Sclera) und die Hornhaut (Cornea). Die Lederhaut umgibt fast den kompletten Augapfel, bis auf seinen vorderen Bereich. Sie schützt und formt den Augapfel. Im hinteren Teil des Augapfels geht sie in die harte Hirnhaut über, im vorderen Bereich in die Hornhaut. Die Hornhaut ist eine glasklare, von Gefäßen freie, mehrschichtige Membran. Sie besteht aus Kollagenfasern und ist von feinen Nervenenden durchzogen. Sie trägt einen großen Teil zur Brechung des Lichts bei und beeinflusst die Sehstärke. Hinter der Hornhaut befindet sich die vordere Augenkammer. Die Augenkammer ist mit Kammerwasser gefüllt. Dieses benötigt das Auge, um die Hornhaut mit Nährstoffen zu versorgen. Zusätzlich sorgen die Augenkammern (es gibt auch eine hintere) für den Augeninnendruck. Da das Auge zu großen Teilen aus Gewebe und Flüssigkeiten besteht, wird ein bestimmter Innendruck benötigt, um die korrekte Form und Größe des Augapfels aufrechtzuerhalten – ansonsten würde das Auge einfach in sich zusammenfallen.

Darum sehen wir die Dinge scharf

Im Kammerwasser befindet sich auch die Regenbogenhaut (Iris). Die Iris ist der farbige Teil des Auges. In der Mitte hat sie ein schwarzes Loch – die Pupille. Die Pupille funktioniert für das Auge wie die Blende für eine Kamera. Sie reguliert den Lichteinfall und sorgt dafür, dass wir immer an die gegebenen Lichtverhältnisse angepasst sehen. Nach hinten gehen Iris und Pupille in den Strahlenkörper (Ziliarkörper) über. Im Zentrum des Ziliarkörpers sitzt die Augenlinse. Sie ist elastisch und wird von Zonulafasern und der Augenmuskulatur entweder entspannt oder angespannt, um die Brechkraft der Linse zu regulieren. Diesen Vorgang nennt man Akkomodation, er dient dem Auge zum scharfen Sehen in unterschiedlichen Entfernungen. Betrachten wir etwas aus der Ferne, entspannt sich die Augenmuskulatur, die Zonulafasern ziehen an der Linse und flachen sie ab. Richten wir den Blick auf einen nahen Gegenstand, spannt sich der Muskel an, die Zonulafasern geben nach und die Linse wird kugelförmig. Die Linse wird ebenso wie die Hornhaut vom Kammerwasser mit Nährstoffen versorgt.

Über 100 Millionen Sehzellen

Hinter der Augenlinse und damit im Bereich des Augeninneren befindet sich der Glaskörper. Der Glaskörper ist eine gelartige Flüssigkeit, die zu 98 Prozent aus Wasser besteht; somit ist er transparent. Die restlichen zwei Prozent bilden Kollagenfasern und Hyaluronsäure-Moleküle. Die Aufgabe des Glaskörpers besteht darin, die Form des Augapfels zu erhalten und einfallendes Licht weiter zur Netzhaut durchzulassen. Die Netzhaut liegt direkt hintern dem Glaskörper. Auf ihr befinden sich mehr als 100 Millionen Sehzellen. Dabei gibt es zwei unterschiedliche Typen: Die Stäbchen sind für das Hell- und Dunkelsehen verantwortlich, die Zapfen für das Farbsehen. Hinter der Netzhaut liegt der Sehnerv, der schließlich alle Informationen, die das Auge aufnimmt und verarbeitet, an das Gehirn weiterleitet.

Der Vorgang des Sehens: Wie funktioniert das Auge?

Die wichtigste Voraussetzung fürs Sehen ist Licht. Das Licht trifft auf Objekte in unserer Umgebung und wird von diesen zu Teilen absorbiert und zu Teilen reflektiert. Ein Teil der reflektierten Lichtstrahlen trifft auf unser Auge und dort zunächst auf die Hornhaut. Die Hornhaut bündelt das Licht und lässt es weiter zur Regenbogenhaut. Dabei reguliert das Auge mithilfe der Pupille, wie viel Licht hineingelassen wird: Durch eine geweitete Pupille gelangt viel Licht, durch eine verengte weniger – dies wird als Pupillenreflex bezeichnet. Deshalb haben wir bei viel Tageslicht kleinere Pupillen als bei gedämmtem Licht oder einsetzender Dunkelheit.

So entstehen die Farben

Hat das Licht die Pupille durchquert, gelangt es zur Augenlinse. Sie bündelt das Licht und lässt es den Glaskörper passieren. Nun trifft das Licht auf die Netzhaut. Bei Dämmerung und wenig Licht sind hier die Stäbchen aktiv. Bei Tageslicht reagieren die Zapfen auf das Licht. Das Licht hat unterschiedliche Wellenlängen, die von verschiedenen Zapfenarten aufgenommen werden. Je nach Wellenlänge trifft das Licht auf Zapfen für die Wahrnehmung von roter, blauer oder grüner Farbe. Die getroffenen Zellen setzen das Licht in elektrische Impulse um. Der Sehnerv leitet diese Impulse schließlich an das Gehirn weiter. Dieses ist dafür verantwortlich, die Informationen des Auges zu verarbeiten und zu einem Bild werden zu lassen – dem Eindruck der Umwelt, den wir haben. Werden Farben nicht klar oder gar nicht wahrgenommen, spricht man umgangssprachlich von Farbblindheit.

Das Auge liefert Input, das Gehirn interpretiert

Aufgrund der Funktionsweise unseres Gehirns können wir niemals die ungefilterte Wirklichkeit sehen – das Abbild, das letztlich in unser Bewusstsein tritt, ist stets auch eine Interpretation unserer Umgebung, die das Gehirn vornimmt. Das Auge liefert dem Gehirn beispielsweise Informationen über ein aufrechtes großes Objekt in brauner Farbe, das viele kleine grüne Objekte am oberen Ende besitzt. Erst das Gehirn sorgt dafür, dass wir einen Baum erblicken. Das Gehirn gleicht dabei die Informationen des Auges mit Bekanntem ab. Erinnerungen und Gelerntes spielen daher eine große Rolle für das Sehen. Aufgrund dessen können wir unseren Augen nicht immer trauen: Die meisten optischen Täuschungen entstehen daraus, dass unser Gehirn eine falsche Zuordnung trifft, sich in der Interpretation irrt.