{"id":130,"date":"2021-11-01T07:17:16","date_gmt":"2021-11-01T06:17:16","guid":{"rendered":"https:\/\/zuugs.hfh.ch\/mfbsehen\/?post_type=chapter&p=130"},"modified":"2022-02-03T16:20:24","modified_gmt":"2022-02-03T15:20:24","slug":"visuelle-verarbeitung","status":"publish","type":"chapter","link":"https:\/\/zuugs.hfh.ch\/mfbsehen\/chapter\/visuelle-verarbeitung\/","title":{"raw":"Das visuelle System","rendered":"Das visuelle System"},"content":{"raw":"

Das visuelle System des Menschen ist hierarchisch strukturiert. Grob unterteilen l\u00e4sst es sich in einen physiologischen (okularen) Bereich mit prim\u00e4r aufnehmenden Funktionen und einen cerebralen oder zentralen (neurologischen) Bereich, in welchem die Verarbeitung des Aufgenommenen erfolgt.<\/p>\r\n\"\"<\/a>\r\n

Die Verarbeitung der Lichtimpulse im Auge (peripheres System)<\/strong><\/h2>\r\nDie Augen, kugelf\u00f6rmige, mit Flu\u0308ssigkeit gefu\u0308llte Hohlk\u00f6rper, nehmen Sehinformationen auf, deren vielf\u00e4ltige Verarbeitung erst im Gehirn stattfi<\/span>ndet. Wie Dutton betont, ist es das Gehirn, das \u201esieht\u201c\u00a0<\/span>(2013). Mit den Augen wird physikalische Energie in Form von Lichtwellen vom Sehsystem aufgenommen und u\u0308ber okulare Zwischenstationen zu den Rezeptoren der Netzhaut geleitet. Das okulare System besteht aus dem Augapfel und seinen Hu\u0308llen. Die innerste ist die Netzhaut (Retina) mit ihren Rezeptoren (farbempfi<\/span>ndliche Zapfen und hell-dunkel-empfi<\/span>ndliche St\u00e4bchen). Bevor das Licht durch die Rezeptoren in elektrische Impulse umgewandelt wird, sorgen Hornhaut und Linse (brechende Medien) dafu\u0308r, dass die eintreffenden Lichtstrahlen so gebu\u0308ndelt und gebrochen werden, dass sie genau auf der Netzhaut auftreffen. Wird ein ausgew\u00e4hltes Objekt angesehen, so bildet es sich auf der Netzhaut in der Makula ab. Hier, im Zentrum der Netzhaut, sind die Rezeptoren dicht beisammen und entsprechend scharf wird das Objekt abgebildet. Bei zu starker oder zu schwacher Brechung rufen die Lichtstrahlen allerdings keine scharfe Abbildung eines Sehobjekts auf der Netzhaut hervor. Werden die Strahlen zu stark gebu\u0308ndelt, liegt ihr Brennpunkt bereits vor der Netzhaut; das Auge ist zu lang. Dieser Brechungsfehler wird als Kurzsichtigkeit (Myopie) bezeichnet. Bei zu schwacher Bu\u0308ndelung treffen sich die Strahlen erst hinter der Netzhaut. Das somit zu kurze Auge wird als weitsichtig (hyperop) bezeichnet. Beide Sehschw\u00e4chen lassen sich durch Linsen, die die Lichtstrahlen entweder zus\u00e4tzlich brechen oder der zu starken Brechung durch Streuung entgegenwirken, korrigieren. In der Netzhaut wird das Licht auf der Basis photochemischer Vorg\u00e4nge in elektrische Impulse umgewandelt, welche als Nervenimpulse u\u0308ber Bipolar- und Ganglienzellen an die Fasern des Sehnervs (Nervus opticus) abgegeben und von diesen an zentralnerv\u00f6se Strukturen im Mittel- und Zwischenhirn und letztlich an die Sehrinde weitergeleitet werden.\r\n\r\n[caption id=\"attachment_135\" align=\"alignnone\" width=\"563\"]\"\"<\/a> Aufbau des Augapfels[\/caption]\r\n

Sehverarbeitungsprozesse im Gehirn (zentrales System)<\/h2>\r\n

Nachdem die eingehenden Lichtsignale in der Netzhaut aufgrund fotochemischer Vorg\u00e4nge in elektrische Impulse umgewandelt sind, werden sie u\u0308ber verschiedene Zellen zu den Fasern des Sehnervs geleitet. Im Chiasma opticum u\u0308berkreuzt sich je die H\u00e4lfte der Nervenfasern, wodurch die Informationen aus den innenliegenden, nasalen Netzhautbereichen in die jeweils gegenu\u0308berliegende Hirnh\u00e4lfte gefu\u0308hrt werden. Auf verschiedenen Bahnen gelangen diese Impulse zu verschiedenen zentralnerv\u00f6sen Strukturen des Mittel- und Zwischenhirns und weiter zu den visuellen Rindenfeldern in den hinteren Teilen der Grosshirnh\u00e4lften, den Okzipitallappen. Aufgrund der ausgepr\u00e4gten funktionellen Spezialisierung des Gehirns erfolgt die Analyse bestimmter Informationsanteile in dafu\u0308r je zust\u00e4ndigen einzelnen Arealen der Hirnrinde (Kortex).<\/p>\r\n\r\n\r\n[caption id=\"attachment_197\" align=\"alignnone\" width=\"600\"]\"\" Weiterleitung der visuellen Informationen \u00fcber die Sehnerven zum visuellen Kortex[\/caption]\r\n

\u00bbFunktionelle Spezialisierung bedeutet, dass einzelne Areale in besonderer Weise fu\u0308r die Analyse bestimmter Informationsanteile wie Farbe, Form, Bewegung und Raum (Position, Entfernung, Richtung) ausgestattet sind. Sie spielen somit fu\u0308r die visuellen Teilleistungen eine kritische Rolle. Zus\u00e4tzlich ist der visuelle Kortex topographisch organisiert, d. h. jedes visuelle Areal besitzt seine eigene Repr\u00e4sentation des Gesichtsfeldes\u00ab (Zihl et al. 2012, 15).<\/em><\/p>\r\nVon den Okzipitallappen fu\u0308hrt der\u00a0dorsale Strom<\/strong> (= Wo-Pfad und Wie-Pfad) in die hinteren Parietallappen (Scheitellappen). Er erm\u00f6glicht eine Gesamteinsch\u00e4tzung sensorischer Eindru\u0308cke und ein Herausfi<\/span>ltern besonders relevanter Informationen. Damit sichert er das visuelle Suchen, die visuelle Aufmerksamkeit und letztlich die visuelle\u00a0Steuerung der Bewegungen<\/em>\u00a0von Extremit\u00e4ten und K\u00f6rper. Der\u00a0ventrale Strom<\/strong> (=Was und Wer Pfad) verbindet die Okzipitallappen mit den Temporallappen (Schl\u00e4fenlappen), welche eine Art visueller \u00bbBibliothek\u00ab des Gehirns enthalten. Er erm\u00f6glicht das (Wieder-) Erkennen des Gesehenen mitHilfe des visuellen Ged\u00e4chtnisses fu\u0308r Menschen, Tiere, Objekte, Formen, insbesondere aber auch fu\u0308r Gesichter und Gesichtsausdru\u0308cke.\r\n\r\nDas Modell dieser beiden Hauptrouten im neuronalen System ist aber zu erweitern durch die phylogenetisch \u00e4ltere, tektale Bahn. Diese geht u\u0308ber den Vierhu\u0308gel zu weiteren okulomotorischen Kernen und dann u\u0308ber das Pulvinar ein Kerngebiet des Thalamus, das sich u\u0308ber den Knieh\u00f6ckern befi<\/span>ndet) direkt in die Areale des visuellen Kortex. \u00bbDas Sehen erfolgt hier ohne direkte\u00a0\u203a<\/span>Bildanalyse\u2039<\/span>, aber mit einer hohen Effektivit\u00e4t des Sehens von Bewegungen\u00a0\u2013\u00a0<\/span>wobei dieses oftmals unbewusst ist\u00a0\u2013\u00a0<\/span>aber wieder um direkte Handlungen\u00a0\u2013\u00a0<\/span>wie beispielsweise Ausweichen von einem Gegenstand \u2013\u00a0<\/span>erm\u00f6glicht<\/em>\u00ab (Hyv\u00e4rinen 2001). Es scheint neurologisch eine Trennung zu geben zwischen dem Sehen, welches eine schnelle visuelle Kontrolle erfordert und insbesondere auch der r\u00e4umlichen Orientierung dient, und demjenigen, welches zu bewusster visueller Wahrnehmung fu\u0308hrt (Dutton 2001).\r\n\r\n[caption id=\"attachment_134\" align=\"alignnone\" width=\"406\"]\"\"<\/a> Analyse der Sehinformationen im Gehirn[\/caption]\r\n\r\n[h5p id=\"15\"]\r\n\r\nSehsch\u00e4digungen, die nicht auf eine Sch\u00e4digung der Augen und der vorderen Sehbahnen zuru\u0308ckzufu\u0308hren sind, werden als zerebrale Sehsch\u00e4digungen (CVI\u00a0=\u00a0<\/span>Cerebral Visual lmpairment) oder zerebral bedingte Sehbeeintr\u00e4chtigungen bezeichnet. Zerebrale Sehbeeintr\u00e4chtigungen sind heute die h\u00e4ufigste Ursache fu\u0308r Sehbeeintr\u00e4chtigungen im Kindesalter. Sie k\u00f6nnen okul\u00e4ren Funktionsbeeintr\u00e4chtigungen (Funktionsbeeintr\u00e4chtigungen, die das Auge betreffen) \u00e4hneln, indem sie z. B. Auswirkungen auf den Visus, das Gesichtsfeld und das Kontrastsehen haben. Sie k\u00f6nnen jedoch auch zahlreiche andere Sehfunktionen betreffen, die bei okul\u00e4ren Sch\u00e4digungen normalerweise nicht betroffen sind, wobei Sehfunktionen wie der Visus, das Gesichtsfeld, das Farbensehen oder das Kontrastsehen durchaus auch unbeeintr\u00e4chtigt sein k\u00f6nnen. Aufgrund der unterschiedlichen Verarbeitungsorte im Gehirn kann es zu isolierten Ausf\u00e4llen oder Beeintr\u00e4chtigungen einzelner Sehfunktionen kommen, es k\u00f6nnen aber auch mehrere Beeintr\u00e4chtigungen gleichzeitig auftreten. So ist bei einer Gesichtsblindheit (Prosopagnosie) h\u00e4ufig auch das Erkennen von Objekten erschwert.\u00a0<\/span>Zerebrale Sehsch\u00e4digungen k\u00f6nnen allerdings auch in Verbindung mit okul\u00e4ren Sehsch\u00e4digungen auftreten.\r\n\r\n \r\n\r\n[h5p id=\"16\"]","rendered":"

Das visuelle System des Menschen ist hierarchisch strukturiert. Grob unterteilen l\u00e4sst es sich in einen physiologischen (okularen) Bereich mit prim\u00e4r aufnehmenden Funktionen und einen cerebralen oder zentralen (neurologischen) Bereich, in welchem die Verarbeitung des Aufgenommenen erfolgt.<\/p>\n

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Die Verarbeitung der Lichtimpulse im Auge (peripheres System)<\/strong><\/h2>\n

Die Augen, kugelf\u00f6rmige, mit Flu\u0308ssigkeit gefu\u0308llte Hohlk\u00f6rper, nehmen Sehinformationen auf, deren vielf\u00e4ltige Verarbeitung erst im Gehirn stattfi<\/span>ndet. Wie Dutton betont, ist es das Gehirn, das \u201esieht\u201c\u00a0<\/span>(2013). Mit den Augen wird physikalische Energie in Form von Lichtwellen vom Sehsystem aufgenommen und u\u0308ber okulare Zwischenstationen zu den Rezeptoren der Netzhaut geleitet. Das okulare System besteht aus dem Augapfel und seinen Hu\u0308llen. Die innerste ist die Netzhaut (Retina) mit ihren Rezeptoren (farbempfi<\/span>ndliche Zapfen und hell-dunkel-empfi<\/span>ndliche St\u00e4bchen). Bevor das Licht durch die Rezeptoren in elektrische Impulse umgewandelt wird, sorgen Hornhaut und Linse (brechende Medien) dafu\u0308r, dass die eintreffenden Lichtstrahlen so gebu\u0308ndelt und gebrochen werden, dass sie genau auf der Netzhaut auftreffen. Wird ein ausgew\u00e4hltes Objekt angesehen, so bildet es sich auf der Netzhaut in der Makula ab. Hier, im Zentrum der Netzhaut, sind die Rezeptoren dicht beisammen und entsprechend scharf wird das Objekt abgebildet. Bei zu starker oder zu schwacher Brechung rufen die Lichtstrahlen allerdings keine scharfe Abbildung eines Sehobjekts auf der Netzhaut hervor. Werden die Strahlen zu stark gebu\u0308ndelt, liegt ihr Brennpunkt bereits vor der Netzhaut; das Auge ist zu lang. Dieser Brechungsfehler wird als Kurzsichtigkeit (Myopie) bezeichnet. Bei zu schwacher Bu\u0308ndelung treffen sich die Strahlen erst hinter der Netzhaut. Das somit zu kurze Auge wird als weitsichtig (hyperop) bezeichnet. Beide Sehschw\u00e4chen lassen sich durch Linsen, die die Lichtstrahlen entweder zus\u00e4tzlich brechen oder der zu starken Brechung durch Streuung entgegenwirken, korrigieren. In der Netzhaut wird das Licht auf der Basis photochemischer Vorg\u00e4nge in elektrische Impulse umgewandelt, welche als Nervenimpulse u\u0308ber Bipolar- und Ganglienzellen an die Fasern des Sehnervs (Nervus opticus) abgegeben und von diesen an zentralnerv\u00f6se Strukturen im Mittel- und Zwischenhirn und letztlich an die Sehrinde weitergeleitet werden.<\/p>\n

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Aufbau des Augapfels<\/figcaption><\/figure>\n

Sehverarbeitungsprozesse im Gehirn (zentrales System)<\/h2>\n

Nachdem die eingehenden Lichtsignale in der Netzhaut aufgrund fotochemischer Vorg\u00e4nge in elektrische Impulse umgewandelt sind, werden sie u\u0308ber verschiedene Zellen zu den Fasern des Sehnervs geleitet. Im Chiasma opticum u\u0308berkreuzt sich je die H\u00e4lfte der Nervenfasern, wodurch die Informationen aus den innenliegenden, nasalen Netzhautbereichen in die jeweils gegenu\u0308berliegende Hirnh\u00e4lfte gefu\u0308hrt werden. Auf verschiedenen Bahnen gelangen diese Impulse zu verschiedenen zentralnerv\u00f6sen Strukturen des Mittel- und Zwischenhirns und weiter zu den visuellen Rindenfeldern in den hinteren Teilen der Grosshirnh\u00e4lften, den Okzipitallappen. Aufgrund der ausgepr\u00e4gten funktionellen Spezialisierung des Gehirns erfolgt die Analyse bestimmter Informationsanteile in dafu\u0308r je zust\u00e4ndigen einzelnen Arealen der Hirnrinde (Kortex).<\/p>\n

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Weiterleitung der visuellen Informationen \u00fcber die Sehnerven zum visuellen Kortex<\/figcaption><\/figure>\n

\u00bbFunktionelle Spezialisierung bedeutet, dass einzelne Areale in besonderer Weise fu\u0308r die Analyse bestimmter Informationsanteile wie Farbe, Form, Bewegung und Raum (Position, Entfernung, Richtung) ausgestattet sind. Sie spielen somit fu\u0308r die visuellen Teilleistungen eine kritische Rolle. Zus\u00e4tzlich ist der visuelle Kortex topographisch organisiert, d. h. jedes visuelle Areal besitzt seine eigene Repr\u00e4sentation des Gesichtsfeldes\u00ab (Zihl et al. 2012, 15).<\/em><\/p>\n

Von den Okzipitallappen fu\u0308hrt der\u00a0dorsale Strom<\/strong> (= Wo-Pfad und Wie-Pfad) in die hinteren Parietallappen (Scheitellappen). Er erm\u00f6glicht eine Gesamteinsch\u00e4tzung sensorischer Eindru\u0308cke und ein Herausfi<\/span>ltern besonders relevanter Informationen. Damit sichert er das visuelle Suchen, die visuelle Aufmerksamkeit und letztlich die visuelle\u00a0Steuerung der Bewegungen<\/em>\u00a0von Extremit\u00e4ten und K\u00f6rper. Der\u00a0ventrale Strom<\/strong> (=Was und Wer Pfad) verbindet die Okzipitallappen mit den Temporallappen (Schl\u00e4fenlappen), welche eine Art visueller \u00bbBibliothek\u00ab des Gehirns enthalten. Er erm\u00f6glicht das (Wieder-) Erkennen des Gesehenen mitHilfe des visuellen Ged\u00e4chtnisses fu\u0308r Menschen, Tiere, Objekte, Formen, insbesondere aber auch fu\u0308r Gesichter und Gesichtsausdru\u0308cke.<\/p>\n

Das Modell dieser beiden Hauptrouten im neuronalen System ist aber zu erweitern durch die phylogenetisch \u00e4ltere, tektale Bahn. Diese geht u\u0308ber den Vierhu\u0308gel zu weiteren okulomotorischen Kernen und dann u\u0308ber das Pulvinar ein Kerngebiet des Thalamus, das sich u\u0308ber den Knieh\u00f6ckern befi<\/span>ndet) direkt in die Areale des visuellen Kortex. \u00bbDas Sehen erfolgt hier ohne direkte\u00a0\u203a<\/span>Bildanalyse\u2039<\/span>, aber mit einer hohen Effektivit\u00e4t des Sehens von Bewegungen\u00a0\u2013\u00a0<\/span>wobei dieses oftmals unbewusst ist\u00a0\u2013\u00a0<\/span>aber wieder um direkte Handlungen\u00a0\u2013\u00a0<\/span>wie beispielsweise Ausweichen von einem Gegenstand \u2013\u00a0<\/span>erm\u00f6glicht<\/em>\u00ab (Hyv\u00e4rinen 2001). Es scheint neurologisch eine Trennung zu geben zwischen dem Sehen, welches eine schnelle visuelle Kontrolle erfordert und insbesondere auch der r\u00e4umlichen Orientierung dient, und demjenigen, welches zu bewusster visueller Wahrnehmung fu\u0308hrt (Dutton 2001).<\/p>\n

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Analyse der Sehinformationen im Gehirn<\/figcaption><\/figure>\n
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