Augen: Aufbau, Sehvorgang & Sehfehler

Was sind Augen und wie funktionieren sie?

In einem einzigen Blick arbeiten unsere Augen mit dem Gehirn zusammen, um uns Größe, Form, Farbe und Textur eines Gegenstandes zu verraten. Sie zeigen, wie nah er ist, ob er stillsteht oder auf uns zukommt und wie schnell er sich bewegt.

Nur ein Teil des Auges ist im Gesicht sichtbar. Das ganze Auge – der Augapfel – ist etwa so groß und geformt wie ein Tischtennisball.

Alle Augenteile sind extrem empfindlich, daher schützt der Körper sie mehrfach. Der Augapfel sitzt in der Augenhöhle (Orbita) im Schädel, von Knochen umgeben. Der sichtbare Teil wird von Augenlidern und Wimpern geschützt, die Schmutz, Staub und grelles Licht fernhalten.

Tränen schützen die Augen zusätzlich: Sie befeuchten, spülen Schmutz, Staub und Reizstoffe aus, die an Lidern und Wimpern vorbeigekommen sind. Tränen schützen auch vor Infektionen.

Bei jedem Lidschlag verteilen die Augenlider einen Film aus Schleim, Öl und Tränen über die Hornhaut, die die Vorderseite des Auges bedeckt. Die Tränendrüsen (Glandulae lacrimales) im oberen äußeren Augenwinkel produzieren Tränen, die nach Befeuchtung in Kanäle der Lider abfließen. Diese münden in den Tränensack (im unteren inneren Augenwinkel) und gelangen über einen Gang in die Nase.

Zum Sehen muss sich das Auge bewegen. Sechs äußere Augenmuskeln umgeben den Augapfel wie Marionettenfäden und bewegen ihn in alle Richtungen. Die Muskeln beider Augen bewegen sich normalerweise synchron, sodass die Augen parallel ausgerichtet bleiben.

Wie sehen wir?

Die Augapfelwand hat drei Schichten, wie eine Zwiebel:

  1. Die Sklera (Lederhaut) ist die Schutzschicht. Dieses zähe, faserige Gewebe umgibt den Augapfel und geht in die Hornhaut über – die klare vordere Augenoberfläche. Das Weiße im Auge ist die Sklera. Über ihr liegt die Bindehaut, eine klare Hautschicht, die das Auge vor Austrocknung schützt.
  2. Die Aderhaut (Chorioidea) ist die mittlere Schicht mit Blutgefäßen, die Sauerstoff und Nährstoffe in die Augeninnere liefern.
  3. Die Netzhaut (Retina), die innerste Schicht, kleidet den Augapfel von innen aus. Sie ist eine weiche, lichtempfindliche Nervengewebeschicht. Der Sehnerv leitet Signale von der Netzhaut ans Gehirn, das sie als visuelle Bilder interpretiert.

Der Raum im Augapfelzentrum ist mit einem klaren, gallertartigen Material gefüllt, dem Glaskörper (Corpus vitreum). Er lässt Licht zur Netzhaut durch und hilft, die runde Augenform zu erhalten.

Das Sehen ist der Prozess, bei dem vom Auge aufgenommene Bilder vom Gehirn interpretiert werden. Der sichtbare Teil des Auges ist der Startpunkt. Auf der vorderen Augenoberfläche liegt die durchsichtige, kreisrunde Hornhaut. Man kann die Hornhaut nicht so sehen wie den farbigen Teil dahinter – sie ist wie ein klares Fenster, das Licht ins Auge bündelt.

Hinter der Hornhaut befindet sich eine wässrige Flüssigkeit, der Kammerwasser (Aqueous humor). Hornhaut und Kammerwasser bilden eine äußere Linse, die Licht auf dem Weg ins Auge breitet (refraktiert). Hier wird der größte Teil der Brechkraft des Auges erbracht.

Der farbige Ringmuskel hinter der Hornhaut heißt Regenbogenhaut (Iris). Die Iris steuert die Lichtmenge, die durch die Pupille – die Öffnung in der Irismitte, die wie ein kleiner schwarzer Kreis aussieht – ins Auge gelangt.

Wie eine Kamera, die Lichtmenge regelt, um Über- und Unterbelichtung zu vermeiden, wird die Iris weiter und enger, verändert die Pupillengröße und steuert so den Lichteinfall. Die Pupille weitet sich bei wenig Licht (besseres Sehen) und verengt sich bei hellem Licht.

Die Augenlinse sitzt direkt hinter der Iris. Wie ein Kameraobjektiv bündelt sie Licht zu scharfen, klaren Bildern. Licht, das durch Hornhaut und Kammerwasser gebrochen wurde, trifft auf die Linse, die es weiter fokussiert, durch den Glaskörper auf die Netzhaut leitet.

Um Objekte in unterschiedlichen Entfernungen scharf zu sehen, muss die Augenlinse ihre Form ändern. Der Ziliarkörper (Corpus ciliare) enthält die Muskulatur, die die Linsenform verändert. Bei normaler Sehkraft flacht der Ziliarkörper die Linse ab, um Objekte ab 6 Metern (20 Fuß) scharf zu stellen. Für nahe Objekte kontrahiert der Muskel, verdickt die Linse. Kleinkinder können Dinge sehr nah scharf sehen; viele Menschen über 45 müssen Objekte immer weiter weg halten, um sie scharf zu sehen. Grund: Die Linse wird mit dem Alter weniger elastisch.

Die Netzhaut (die weiche, lichtempfindliche Gewebeschicht an der Augenrückwand) besteht aus Millionen Lichtrezeptoren: Stäbchen und Zapfen. Stäbchen sind viel lichtempfindlicher als Zapfen. Jedes Auge hat ca. 120 Mio. Stäbchen für Dämmerungssehen und Graustufen, aber keine Farberkennung. Im Vergleich dazu ermöglichen die 6 Mio. Zapfen pro Auge das Sehen bei hellem Licht sowie Farb- und Detailwahrnehmung.

Die Makula (Gelber Fleck) ist ein kleiner, spezialisierter Netzhautbereich, der feinste Details beim direkten Hinschauen ermöglicht. Sie enthält hauptsächlich Zapfen, wenige Stäbchen.

Wenn fokussiertes Licht auf die Netzhaut trifft, regt es Stäbchen und Zapfen an. Die Netzhaut sendet Nervensignale durch die Augenrückwand zum Sehnerv. Der Sehnerv leitet sie ans Gehirn, das sie als visuelle Bilder interpretiert. Der Gehirnbereich, der visuelle Eingänge verarbeitet und die Augenbotschaften interpretiert, heißt Sehrinde (visueller Cortex).

Wie bei einer Kamera überträgt die Augenlinse Lichtbilder kopfüber. Das Gehirn lernt, dass Impulse aus dem oberen Netzhautbereich eigentlich vom unteren Teil des betrachteten Objekts stammen – und umgekehrt.

Die meisten Menschen nutzen beide Augen (binokulares Sehen). Bilder entstehen auf der Netzhaut jedes Auges. Sie unterscheiden sich leicht, weil der Blickwinkel leicht verschieden ist. Nervensignale beider Bilder gehen ans Gehirn, wo sie als zwei Ansichten desselben Objekts interpretiert werden. Einige Nervenfasern kreuzen sich, sodass jede Gehirnhälfte Signale von beiden Augen erhält. Durch Erfahrung lernt das Gehirn, die Entfernung eines Objekts am Grad der Bildunterschiede abzuschätzen. Diese Fähigkeit nennt man Tiefenwahrnehmung.

Was verursacht Sehprobleme?

Sehen ist ein fein abgestimmter Prozess. Alle Augenteile – und das Gehirn – müssen zusammenarbeiten, damit man richtig sieht. Wegen der komplexen Augenstruktur kann viel schiefgehen.

Häufige Augenprobleme sind Brechungsfehler (Refraktionsfehler). Das sind die Probleme, die Augenärzte bei Sehtests routinemäßig prüfen. Refraktion bedeutet Brechung von Lichtstrahlen zur Fokussierung des Lichts von einem Bild. Brechungsfehler sind Fokussierungsprobleme aufgrund der Augenform, die das gesehene Bild unscharf machen.

Brechungsfehler umfassen:

Astigmatismus (Hornhautverkrümmung). Die Hornhautkrümmung ist unregelmäßig. Das verursacht teilweises unscharfes Sehen. Korrekturlinsen (Kontaktlinsen, Brille) korrigieren dies meist.

Myopie (Kurzsichtigkeit). Das Auge fokussiert das Bild eines Objekts vor der Netzhaut statt direkt darauf. Meist sieht man in der Ferne unscharf, aber nah klar. Der Zustand verschlechtert sich oft in Kindheit/Adoleszenz, stabilisiert sich im Erwachsenenalter. Betroffene brauchen oft Brille/Kontaktlinsen. Lasereingriffe (bei Erwachsenen) können Kurzsichtigkeit dauerhaft korrigieren, indem sie die Hornhautform verändern. Bei Jugendlichen keine Laser-OP, da Auge noch wächst und Brechungsfehler sich ändern können.

Hyperopie (Weitsichtigkeit). Das einfallende Bild wird nicht auf der Netzhaut, sondern hinter ihr fokussiert. Das kann Nahsehen erschweren, Fernsicht ist leichter. Viele jüngere Kinder sind hyperop, brauchen aber wegen der Anpassungsfähigkeit des Auges oft keine Korrektur. Brille/Kontaktlinsen können bei Bedarf korrigieren. Die meisten Erwachsenen entwickeln im Alter eine Form der Weitsichtigkeit namens Presbyopie (Alterssichtigkeit).

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