Wie wir Farben sehen Das menschliche Auge
So weit die Physik. Die existiert auch ohne uns. Sichtbar wird die Welt für den Menschen allerdings erst mithilfe eines komplizierten Sehapparats, der Licht aufnehmen und zu bewegten Buntbildern verarbeiten kann. Dieses optische Wunderwerk besteht aus dem Auge, den Sehnerven, der Sehbahn und schließlich der Sehrinde des Gehirns.
Das menschliche Auge - 7,5 Gramm Hochleistungsoptik
Modell eines Auges: Pupille - Iris - Lederhaut
Beginnen wir mit dem Auge. Würde man es aus seiner Knochenhülle schälen, sähe man einen kugelförmigen Körper, den Augapfel, vor sich. Er wiegt etwa 7,5 Gramm, hat ein Volumen von 6,5 Kubikzentimeter und einen Durchmesser von rund 22 Millimeter. Das Augeninnere besteht zu 98 Prozent aus Wasser und heißt deshalb Glaskörper. Er hat dieselbe Funktion wie Luft in einem Ball: Seine Aufgabe erschöpft sich darin, die optisch relevanten Hautschichten des Augapfels aufzuspannen und die Kugelform zu stabilisieren.
Querschnitt eines Auges: Glaskörper - Linse - Hornhaut
Den Glaskörper überziehen drei Gewebelagen, die jeweils unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Die äußere Augenhaut bilden zwei Schichten: Lederhaut und Hornhaut. Die weiße Lederhaut umhüllt das gesamte Auge. Sie hat keine optische Funktion, sorgt aber ebenfalls für die Stabilität des Augapfels. Vorne, im sichtbaren Teil des Auges, wird sie durchsichtig und klar. Dieser Hornhaut genannte Abschnitt ist für die Lichtbrechung zuständig. Dahinter liegt eine schillernde Regenbogenhaut, die Iris. Sie reguliert den Lichteinfall über die Pupille. Diese runde Öffnung kann von Muskeln je nach Lichteinfall erweitert oder verengt werden.
Hinter der Pupille wölbt sich die elastische Augenlinse. Sie bündelt das einfallende Licht und kann mithilfe von Muskeln stärker oder schwächer gekrümmt werden, um stets ein scharfes Bild auf die Netzhaut zu werfen.
Fotorezeptoren verwandeln Licht in Nervenimpulse
Die Retina oder Netzhaut umhüllt als innerste Wandschicht den gesamten Augapfel mit Ausnahme jener Stellen, die von der Pupille, der Iris, der Horn- und Lederhaut überzogen sind. Sie ist mit ungefähr 130 Millionen spezialisierten Sinneszellen (Fotorezeptoren) bestückt, die das von der Linse gesammelte und projizierte Licht in Nervenimpulse umwandeln. Die ungefähr 1,2 Millionen Nervenfasern der retinalen Sinneszellen laufen im Sehnervenkopf zusammen und "verdrahten" sich schließlich zum Sehnerv, der an der Rückseite des Auges austritt. Da die Netzhaut an dieser Stelle keine Lichtrezeptoren aufweist, ergibt sich ein "blinder Fleck", den das Gehirn jedoch "wegrechnet" und damit der Wahrnehmung entzieht. Kurz hinter dem Augapfel überschneiden sich die paarigen Sehnerven in der Sehnervenkreuzung und leiten die neuronalen Signale anschließend den Sehrinden der beiden Gehirnhälften zu. Hier werden die eintreffenden Nervenimpulse so aufbereitet, dass wir farbige und bewegte Bilder sehen.
Das gesamte Netz der Übertragungsleitungen und neuronalen Verschaltungen des optischen Systems vom Auge bis zum Gehirn wird als Sehbahn bezeichnet.
Zusammenfassung
- Licht ist elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen von 400 bis 700 Nanometer. Das sichtbare Licht erscheint farblos. Bricht man es jedoch mithilfe eines Prismas, entstehen sämtliche Spektralfarben von Rot bis Violett.
- Sobald sichtbares Licht auf einen Gegenstand fällt, reflektiert er einen bestimmten Teil der elektromagnetischen Strahlung und absorbiert alle anderen Teile. Was wir als Farbe wahrnehmen, hängt davon ab, welchen Bereich des Wellenspektrums ein Gegenstand reflektiert.
- Die Augen nehmen das reflektierte Licht durch die Hornhaut auf. Es wird in der Linse gebündelt und auf die Sinneszellen der Netzhaut projiziert, in Nervenimpulse (neuronale Signale) umgewandelt, dem Gehirn zugeleitet und dort in bewegte, bunte Bilder umgewandelt.