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Die Physiologe des Sehens

Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin des Jahres 1967 ging an Ragnar Granit, Haldan Keffer Hartline und George Wald für ihre Arbeit zu den primären physiologischen und chemischen visuellen Prozessen des Auges.

Georg Wald arbeitete mit den Augenpigmenten und identifizierte das Vitamin A in der Retina. Dieser Bestandteil war gerade erst von Paul Kramer's Labor isoliert worden. Wald zeigte, dass das Pigment Rhodopsin im Auge das Protein Opsin und einen weiteren Bestandteil, der Vitamin A enthält, produziert, wenn es dem Licht ausgesetzt wird. Dies legt nahe, dass Vitamin A für die Sehfähigkeit von Bedeutung ist. Wald durchleuchtete die Mechanismen, durch die das Licht bei den Stäbchen-förmigen sensorischen Zellen des Auges Reaktionen hervorruft. Diese Mechanismen bilden den ersten Schritt des Sehens.

Ragnar Granit identifizierte die drei Typen der kegelförmigen sensorischen Zellen der Netzhaut. Von diesen reagiert jeder Typ empfindlich auf einen unterschiedlichen Anteil des sichtbaren Lichtspektrums. Auf diese Weise ist es uns möglich Farben wahrzunehmen. Er war der erste, der zeigen konnte, dass Nervenzellen in der Netzhaut sich dadurch unterscheiden, dass sie auf unterschiedliche Weise auf die unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts reagieren.

Haldman Keffer Hartline widmete sich tieferen anatomischen Studien, die zeigten, wie die Stäbchen und Zäpfchen der Retina mit dem Gehirn in Verbindung stehen. Er studierte die Neurophysiologie des Sehens anhand der Elektrophysiologie in der Netzhaut von Gliederfüßlern, Wirbeltieren und Mollusken. Er wählte Pfeilschwanzkrebse als Modell und lieferte die erste Aufzeichnung elektrischer Impulse, die von einem optischen Nerv gesendet werden, wenn er von Licht stimuliert wird. Er zeigte, dass die visuelle Information über Nervenzellen ins Gehirn weitergeleitet wird.

Er fand auch heraus, dass die einzelnen Nervenzellen nicht alle auf dieselbe Art stimuliert werden: einige reagieren auf stetiges Licht, andere feuern nur, wenn das Licht erstmalig auf das Auge trifft und wieder andere werden aktiv, wenn das Licht schwächer wird. Die Kommunikation zwischen den Nervenzellen beinhaltet auch, dass wenn eine Zelle stimuliert wird, die Stimulation der anderen in der unmittelbaren Umgebung unterdrückt wird. Diese laterale Hemmung verbessert den Kontrast in Lichtmustern und schärft die Wahrnehmung von Formen, bevor die Information an das Gehirn weitergeleitet wird.

Hartline zeigte also, dass die einfachen Mechanismen der Netzhaut bereits wesentliche Schritte für die Integration der visuellen Information darstellen. Über die Hälfte der Informationen, die auf dem Auge auftreffen und die das Gehirn auswertet, wird bereits entschieden bevor ein Bild überhaupt den visuellen Kortex erreicht.


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