Die Feinheiten des Sehens: Wie Auge und Photorezeptoren zusammenarbeiten für optimale Schärfewahrnehmung
Die Zartheit des Sehens: Wie Augenbewegungen unsere Sehschärfe beeinflussen
Bild: Erste Autorin Jenny Witten vor dem mikro-psychophysikalischen Aufbau. (Credit: MIB-Center am UKB / Volker Lannert)
Unsere Fähigkeit, die Welt um uns herum klar zu sehen, beginnt mit speziellen lichtempfindlichen Sinneszellen, den Photorezeptoren, in unseren Augen. Ein kleiner Bereich der Netzhaut, bekannt als Fovea, ist für die scharfe Vision verantwortlich. Diese Region enthält eine hohe Dichte an Farbrezeptoren, die es uns ermöglichen, selbst kleinste Details zu erkennen. Doch wussten Sie, dass die Art und Weise, wie sich unsere Augen bewegen, einen erheblichen Einfluss auf unsere Sehschärfe hat? Forscher des Universitätsklinikums Bonn (UKB) und der Universität Bonn haben dieser Frage nun nachgegangen.
Die Rolle der Fovea für unsere Sehschärfe
Die Fovea, die mit einer Dichte von über 200.000 Zapfen pro Quadratmillimeter gefüllt ist, ist etwa 200 Mal kleiner als eine Vierteldollarmünze. Diese kleinen, dicht gepackten Zapfen sind das, was wir "sehen". Sie funktionieren ähnlich wie die Pixel eines Kamerasensors und übertragen visuelle Informationen an unser Gehirn. Doch was viele nicht wissen: die Dichte der Photorezeptoren variiert von Person zu Person, und auch die Augenbewegungen sind individuell verschieden.
Dr. Wolf Harmening, Leiter des AOVision Lab am UKB, erläutert, dass unsere Augen, selbst wenn wir auf einstationäres Objekt starren, ständig in Bewegung sind. Diese sogenannten Fixationsbewegungen ermöglichen es uns, feine Details wahrzunehmen, indem sie variierende Signale an die Photorezeptoren senden, die unser Gehirn entschlüsseln muss.
Hochauflösende Bildgebung zur Untersuchung der Sehschärfe
Um die Beziehung zwischen Bewegungen der Augen und der Dichte der Photorezeptoren zu erforschen, hat Harmenings Team modernste Technologien eingesetzt, darunter das erste adaptive Optik-Scanning-Licht-Ophthalmoskop (AOSLO) Deutschlands. Mit dieser hochpräzisen Technik erforschten die Wissenschaftler, wie Fixationsbewegungen mit der Dichte der Zapfen zusammenhängen und wie sie unsere Sehschärfe beeinflussen.
In einer Studie, in der sie die Sehschärfe von 16 gesunden Teilnehmern untersuchten, fanden sie heraus, dass die Augenbewegungen feinsinnig auf die Struktur der Fovea abgestimmt sind. Diese feinen Bewegungen, genannt Drift, bringen visuelle Stimuli in Bereiche mit höherer Zapfendichte, was zu einer Verbesserung der Sehschärfe führt.
Die faszinierenden Ergebnisse der Forschung
Die zentralen Erkenntnisse dieser Studie zeigen, dass Menschen in der Lage sind, feinere Details zu erkennen, als die Zapfendichte in der Fovea vermuten lassen würde. Das Team stellte fest, dass die Driftbewegungen der Augen in der Lage sind, sich innerhalb von Bruchteilen von Sekunden an die retinalen Bereiche mit höherer Zapfendichte anzupassen, was zu erhöhter Sehschärfe führt.
Diese Erkenntnisse könnten weitreichende Implikationen für das Verständnis ophthalmologischer und neuropsychologischer Störungen haben und helfen, technologische Lösungen zu entwickeln, die das menschliche Sehen nachahmen oder wiederherstellen, wie beispielsweise retinalen Implantaten.
Fazit
Die Interaktion zwischen Augenbewegungen und der Dichte der Photorezeptoren stellt einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis unserer Sehmechanismen dar. Solche Erkenntnisse sind entscheidend, um die Grundlagen der Ophthalmologie und unser kognitives Verständnis des Sehens zu verbessern.
Für Interessierte gibt es die vollständige Veröffentlichung der Studie in der Fachzeitschrift eLife zu lesen: Sub-cone visual resolution by active, adaptive sampling in the human foveolar.
Funding: Diese Forschungsarbeit wurde unterstützt durch das Emmy Noether Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), die Carl Zeiss Stiftung, Novartis Pharma GmbH sowie den Open Access Publication Fund der Universität Bonn.
Wenn Sie mehr über die Grundlagen unserer Sehfähigkeit erfahren möchten oder an wissenschaftlichen Entdeckungen interessiert sind, bleiben Sie dran für weitere Beiträge in unserem Blog!
