~90% der Fasern des tractus opticus ziehen zum corpus geniculatum
laterale. Die retinale Information wird in sechs Schichten teils
gekreuzt, teils ungekreuzt abgebildet - getrennt nach
Gesichtsfeldhälfte (gekreuzt), Auge (Schichten 1,4,6 kontralateral;
2,3,5 ipsilateral) und Ganglienzelltyp (M = magnozellulär - Schicht
1+2, P = parvozellulär - Schicht 3,4,5,6). ~10% projizieren auf die
colliculi superiores (Pupillenreflexe, Orientierungsbewegungen von
Augen und Kopf). Ein kleiner Teil zieht zum Hypothalamus
(Synchronisierung biologischer Rhythmen mit dem Tag-Nacht-Zyklus)
Das parvozelluläre System (P: kleine, farbempfindliche, langsam
adaptierende rezeptive Felder) überträgt ~80% der retinalen Information
auf die Kernschichten 3-6 des corpus geniculatum laterale (hohes
räumliches Auflösungsvermögen, Objekt- und Detailerkennung). Es
kommuniziert mit Schichte IVCß des primären visuellen Kortex
Das magnozelluläre System (M: große, nicht farbempfindliche, rasch
adaptierende rezeptive Felder) projiziert auf die Kernschichten 1 und 2
des corpus geniculatum laterale (hohe zeitliche Auflösung, Analyse von
Position und
Bewegung). Es kommuniziert mit Schichte IVCα des primären visuellen
Kortex
Non-M-non-P-Ganglienzellen der Netzhaut projizieren auf
koniozelluläre Neuronen zwischen Schichten des P- und
M-Systems, und diese auf den primären visuellen Kortex (optisch induzierte
Verhaltenssteuerung)
Das Netzhautbild wird auf Vierhügel, Thalamus, Großhirnrinde abgebildet
(Retinotopie) - je nach Bedeutung der Lage im Gesichtsfeld
unterschiedlich gewichtet. Die primäre Sehrinde besteht aus I:
Molekularschicht ("Informationshighway"), II: äußerer Körnerschicht,
III: äußerer Pyramidenschicht (Projektion auf andere Kortexareale), IV:
innerer Körnerschicht (IVA, IVB, IVCα, IVCβ), V: innerer
Pyramidenzellschicht und VI: multiformer Schicht
Magnozelluläre Afferenzen gelangen zu IVCα (diese projiziert auf IVB),
parvozelluläre zu IVCß (diese projiziert auf III) - pro Neuron jeweils von einem Auge. Zellen in Schichte IV erhalten Inputs
jeweils einseitig, solche in Schichte III haben teils monokulären,
teils
binokulären Eingang. Neuronen in Schichten II und III
haben binokuläre rezeptive
Felder, die retinotope Ordnung bleibt erhalten. Der
Seitenabgleich dient der räumlichen Wahrnehmung
Neurone in IV (C) erhalten Inputs von jeweils nur einem Auge, alle
anderen von beiden Augen. Lamina V kommuniziert mit den oberen
Vierhügeln und der Pons, lamina VI mit dem nucleus geniculatum
laterale, lamina III und IV B mit anderen kortikalen Gebieten. Lamina
III enthält okuläre Dominanzsäulen, die jeweils dem rechten oder
linken, und dazwischen solche, die beiden Augen
zugeordnet sind
Der
visuelle Kortex extrahiert aus der Gesamtheit der optischen Information
unterschiedliche Aspekte: Orientierung und Gestalt von Gegenständen
(parvozelluläres
System), Bewegung von Gegenständen mit Richtungsselektivität
(magnozelluläres System), Farben (Neurone mit Farbselektivität über
Non-M-non-P-Sytem zum Blob pathway). Nach Analyse der Einzelkomponenten
entsteht ein Gesamteindruck. Der visuelle Kortex erbringt ~30% der
Rechenleistung der gesamten Hirnrinde, rund die Hälfte der bewusst
verarbeiteten
Sinnesinformation ist visueller Natur
Nachgeschaltet sind assoziative visuelle Rindenfelder: V2 für visuelle
Gestaltserkennung; V3 analysiert Formen, V3a Bewegung und Richtung; V4
unterscheidet Farbunterscheidung und erkennt Objekte nach Farbe; V5,
Bewegungserkennung; V6, Tiefenbeurteilung. Die Gesamtwahrnehmung hilft
bei Orientierung, Bewegungswahrnehmung, Blick- und Körpermotorik.
Weitere Rindengebiete analysieren die visuelle Umwelt nach Formen
(parvozellulärer Pfad), Richtung von Bewegungen (magnozellulärer Pfad),
Farben. Umfassende Bildanalyse erfolgt im Okzipital-, Parietal- und
Temporallappen. Hauptpfade für die Informationsverarbeitung sind der
dorsale Weg zum Parietalkortex ("wo?") und der ventrale Weg zum
Temporalkortex ("was?")
Kortikale Säulen sind - meist richtungsspezifische - Prozessoren des visuellen Kortex. Orientierungssäulen erfassen die Umwelt als ein System von Linien mit bestimmter Orientierung. Blobs
sind farbselektive, nicht richtungsspezifische Säulen. Benachbarte
Orientierungssäulen und Blobs verarbeiten Information vom identischen
Netzhautort und sind zu okulären Dominanzsäulen
gruppiert. Jedem Ort in der Umgebung entsprechen zwei Netzhautorte
(linke und rechte Retina) und zwei okuläre Dominanzsäulen, die im
visuellen Kortex nebeneinander liegen, Hyperkolumnen (kortikale Module, ~2 x 2 mm) bilden und für eine Stelle des Gesichtsfeldes stehen
Der gyrus fusiformis am unteren Rand des Schläfenlappens ermöglicht
Gesichtskennung, eine Störung dieser Fähigkeit heißt Prosopagnosie
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