Informationsverarbeitung

Geschrieben am 31.07.2006 von Conni Kreißl

Die Informationsverarbeitung ist abhängig von der Empfindlichkeit des Auges und beginnt daher in der Netzhaut mit der räumlichen und zeitlichen Filterung der Helligkeitsverteilung des Eingangsreizes. Da dieser sich beständig verändert, sind zusätzlich auch noch andere sogenannte Regelkreise, für die Verarbeitung der Informationen zuständig.
Da ist zum einen das Pupillenregelsystem, welches die Beleuchtungsstärke über die Weite der Pupillen einstellt und damit die Folge der Hell- und Dunkeldifferenzen ändert. Was als Information einerseits über die Sehbahn zur Sehrinde gelangt und andererseits auf einem Nebenweg zum Regelzentrum in die 4-Hügelplatte im hinteren Bereich des Mittelhirns geleitet wird. Dieses ist die Umschaltstelle für die Sehbahn bzw. da wird der Sollwert der Grundhelligkeit mit der eintreffenden Information des Istwertes verglichen und mittels der Nervenfasern der Irismuskeln dem Regelwert angeglichen.
Womit wir zu dem Netzhautregelsystem kommen, welches der sogenannte physikalische Strahlungsempfänger des Auges ist, der mit seiner Sensibilität die Helligkeitsschwankungen über nervliche und photochemische Vorgänge ausgleicht, was wiederum als Info übermittelt wird.
Im großen und ganzen, etwas einfacher beschrieben, heißt das soviel wie, das die Signale aus dem Auge über den Thalamus an die Großhirnrinde weitergeleitet bzw. die Infos des Auges über den optischen Nerv und den Thalamus zum primären visuellen Kortex gesandt werden. Dieser wird auch als Sehrinde bezeichnet und ist der Teil des Gehirns, der neben Auge, Retina bzw. Netzhaut und Sehbahn zum visuellen System zählt, welches wiederum die visuelle Wahrnehmung ermöglicht.
Dabei ist die topographische Anordnung des verarbeiteten Netzhautbildes eindeutig für die Funktionalität bei der Wahrnehmungsentstehung visueller Formen von zentraler Bedeutung. Denn bei der retinalen bzw. netzhautmäßigen Informationsverarbeitung werden die von den Photorezeptoren aufgenommenen Signale mit dem Ziel einer maximalen Infoaufbereitung weiter bearbeitet. Denn der Vergleich der Helligkeitsangabe der Photorezeptoren verbessert die Kontrastwahrnehmung und der Vergleich der Signale der Zapfen mit unterschiedlicher Farbsensitivität verbessert die Farbdifferenzierung. Dabei sind an der Verarbeitung dieser Informationen auch die verschiedenen Typen der Horizontalzellen, die in zahlreichen Typen vorkommenden Amakrinzellen und die anterograden sowie retrograden Querverbindungen zwischen den verschiedenen Zellen beteiligt. Da diese nicht nur die hemmenden sondern auch die verstärkenden Signale an die benachbarten neuronalen Zellen abgegeben, welche dann einen wesentlichen Teil der Anpassung an die Helligkeitsbedingungen der Umgebung übernehmen.
Zudem werden durch die 1:1 Übertragung der Fovea, welche eine kleine Netzhautvertiefung bzw. die Stelle des schärfsten Sehens ist und etwas seitlich der Sehnervenpapille liegt, die einzelnen Lichtdaten der Stäbchen verarbeitet und anschließend dann als Lichtinformation weitergegeben.
Was zusammengefasst vereinfacht bedeutet, das Auge nimmt nicht nur den Lichtreiz wahr sondern es verarbeitet ihn auch. Die durch die lichtbrechenden Gebilde und den speziellen Aufbau der Netzhaut entstehenden Bilder werden also nicht nur nach Bewegung, Helligkeit, Farbe, Form und Tiefe analysiert. Sie werden auch durch die bipolaren Zellen der Zapfen und Stäbchen, welche mit den Ganglienzellen verbunden sind, über weitere neuronale Zellen der Netzhaut als Informationen zur weiteren Verarbeitung ans Gehirn weitergeleitet. Wobei die Photorezeptoren zusätzlich noch durch die Horizontalzellen querverbunden sind und die amakrinen Zellen, von denen es 30 verschiedene Typen gibt, verschalten die Ganglienzellen untereinander, deren Axone bis ins Gehirn reichen. Dadurch sind die Lichtsinneszellen, die außerdem untereinander durch elektrische Synapsen verbunden sind auch mit den bipolaren Zellen verknüpft. Bei denen reagiert die eine Sorte auf einen Photorezeptorenreiz mit einer Hyperpolarisierung und leitet die Information an eine Ganglienzelle weiter und die andere Art reagiert genau umgekehrt, sie wird also durch einen eintreffenden Reiz abgeschaltet bzw. depolarisiert. Wodurch man Grenzen, Konturen, Linien und Farben erkennen kann.