Adaptation des Auges

Hallo! Bestimmt bist du schon einmal in einen dunklen Raum gekommen und konntest im ersten Moment nichts sehen. Nach einiger Zeit hatten sich deine Augen jedoch an die Dunkelheit angepasst. Das gleiche passiert, wenn du aus einem dunklen Raum raus in den strahlenden Sonnenschein gehst. Dann bist du im ersten Moment geblendet und kneifst die Augen zu, aber nach kurzer Zeit haben sich deine Augen an die Helligkeit gewöhnt.

Woran liegt das überhaupt? In diesem Video möchte ich dir die Adaptation des Auges zeigen, die oftmals auch als Adaption des Auges bezeichnet wird. Die Adaptation ist die Anpassung des Auges an verschiedene Lichtverhältnisse.

Mechanische Adaptation

Diese Adaptation kann entweder mechanisch oder biochemisch sein. Bei der mechanischen Adaptation kann das Auge den Lichteinfall ins Auge regulieren, indem der Pupillendurchmesser verändert wird. Verengte Pupillen beispielsweise lassen wenig Licht durch und sind eine Anpassung an große Helligkeit, wie z.B. helles Sonnenlicht.

Diese Anpassung des Pupillendurchmessers ist ein Reflex und man nennte ihn auch Pupillenreflex. Man kann den Pupillenreflex auch als Regelkreis sehen: Die Sinneszellen auf der Netzhaut des Auges sind die Fühler, die die Informationen weiter das das Gehirn, das Regler, weiterleiten. Die Irismuskulatur, also die Ring- und Radialmuskeln, das Stellglied*. Die Regelgröße ist der Pupillendurchmesser.

Die Sinnenszellen auf der Netzhaut nehmen den Lichteinfall wahr. Die Information des Lichteinfalls wird über afferente Nervenbahnen an das Gehirn, genauer gesagt an das Mittelhirn, weitergegeben.

Bei starkem Lichteinfall erhalten die Ringmuskeln der Iris über motorische Nervenbahnen den Befehl zur Kontraktion. Da bei diesem Regelkreis die Kontraktion der Irismuskeln dem erhöhten Lichteinfall entgegenwirkt, spricht man auch von negativer Rückkopplung. Bei geringem Lichteinfall werden die Radialmuskeln kontrahiert, was zur Pupillenerweiterung führt.

Wirkung von Drogen und Medikamenten

Da es sich bei der Pupilleneinstellung um einen Reflex handelt, kannst du keinen Einfluss darauf nehmen. Allerdings haben viele Drogen und Medikamente auch eine Erweiterung oder Verengung der Pupille zur Folge, was zu einer falschen Regulation des Lichteinfalls ins Auge führt. Man reagiert bei einer Pupillenerweiterung z.B. sehr viel empfindlicher auf helles Licht. Im Straßenverkehr kann das gefährlich werden, da man z.B. durch helles Scheinwerferlicht geblendet wird und nicht mehr angemessen reagieren kann.

Biochemische Adaptation

Kommen wir nun zur biochemischen Adaptation. Diese ist notwendig, wenn die mechanische Adaptation des Auges nicht ausreicht, um das Auge optimal auf die herrschenden Lichtverhältnisse einzustellen. Bei der biochemischen Adaptation ändert sich die Empfindlichkeit der Netzhaut für das einfallende Licht. Der Sehfarbstoff Rhodopsin in den Stäbchen und Zapfen zerfällt oder wird aufgebaut.

Helladaptation

Die Helladaptation ist notwendig, wenn du z.B. aus dem Kino nach draußen in den Sonnenschein gehst. Du bist dann kurzzeitig geblendet. Dein Auge passt sich aber innerhalb von etwa einer Minute der Helligkeit an. In den Stäbchen und Zapfen zerfällt Rhodopsin. Die Netzhaut ist daraufhin weniger empfindlich für das einfallende Licht. Diese schnelle Anpassung an große Helligkeit ist natürlich durchaus sinnvoll, da dadurch Schäden an der Netzhaut verhindert werden.

Dunkeladaptation

Wenn man z.B. von draußen in ein Kino hinein geht, ist die Dunkeladaptation notwendig. Dabei wird Rhodopsin aufgebaut. Das resultiert in einer höheren Empfindlichkeit der Netzhaut für das einfallende Licht. Der Vorgang dauert einige Zeit, da der Aufbau von Rhodopsin wesentlich langsamer verläuft als der Zerfall. So sind die Zapfen bereits nach 10 Minuten an die Dunkelheit angepasst, die Stäbchen aber erst nach 30 Minuten.

Man kann die Empfindlichkeit des Auges messen, indem man feststellt, wie hell ein Lichtblitz sein muss, damit er vom Auge wahrgenommen wird. Man bestimmt also den Schwellenwert. Setzt man nun eine Versuchsperson zunächst hellem Licht aus und dunkelt dann ab, so ist die Schwelle zunächst hoch, fällt dann ab und nähert sich einem Wert an.

Diese Kurve spiegelt die Empfindlichkeit der Zapfen wieder. Danach fällt die Kurve wieder stark ab und nähert sich nach 20 bis 30 Minuten wieder einem Wert an. Dieser Kurvenbereich entspricht der Empfindlichkeit der Stäbchen. Die Kurven der Zapfen und Stäbchen zusammen ergeben die Gesamtempfindlichkeit.

Zusammenfassung

Du weißt jetzt, wie sich dein Auge an sich verändernde Lichtverhältnisse anpassen kann. Das ist z.B. dann notwendig, wenn du aus dem Sonnenlicht in einen dunklen Raum gehst oder umgekehrt. Bei der mechanischen Adaptation wird der Pupillendurchmesser reguliert. Bei großer Helligkeit wird die Pupille z.B. verengt, so dass weniger Licht auf die empfindliche Netzhaut gelangt.

Bei der biochemischen Adaptation zerfällt der Sehfarbstoff Rhodopsin oder er wird aufgebaut. Auf diese Weise wird die Empfindlichkeit der Netzhaut für das einfallende Licht verändert. Bei Dunkelheit wird also z.B. Rhodopsin gebildet und die Empfindlichkeit erhöht. Tschüss und bis zum nächsten Mal