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Die Bilder, die wir sehen, werden wie bei einer Kamera mit einer Linse fokussiert und dann auf die Netzhaut (bzw. bei der Kamera den Film) abgebildet.

Normalerweise enthält die Netzhaut Stäbchen (für das schwarz-weiße Dämmerungssehen) und Zapfen (für das hochauflösende Farbsehen). 

Zapfen:

Zapfen sind für das photopische Sehen zuständig (Farbsehen am Tag).

Zapfen enthalten jeweils unterschiedliche Sehfarbstoffe (Opsine) und reagieren daher auf unterschiedliche Wellenlängen sichtbaren Lichts. Die Zapfen senden kontinuierliche elektrische Signale ans Gehirn aus. Trifft ein Photon (=Lichtteilchen) aus dem empfindlichen Farbspektrum der Zapfen auf die farbstoffhaltigen Proteine (=Eiweiße), wird die Signalaussendung in Abhängigkeit von der Helligkeit des Reizes heruntergefahren. 

Diese Veränderung wird als Farbwahrnehmung verarbeitet. Erst im Gehirn werden die Rot-, Grün- und Blausignale aus den Zapfen zu konkreten Farbeindrücken zusammengesetzt.

Absorptionsmaximum  Wellenlänge
Blauzapfen  420 nm
Grünzapfen  540 nm
Rotzapfen  560 nm

 

Bei Achromaten liegt eine Funktionsstörung der Zapfen auf der menschlichen Netzhaut vor, wahrscheinlich eine Störung bei der Bildung der Sehpigmente für das sichtbare Licht zwischen 500 und 700 nm Wellenlänge. Eine Restaktivität für den Bereich 400 - 500 nm Wellenlänge ist in der Regel noch vorhanden.


Abbildung: Absorption der Zapfen 
in Abhängigkeit von der Wellenlänge

Farbton Wellenlänge  Achromat 
Violett  400 - 420 nm  Restaktivität
Blau  420 - 490 nm  Restaktivität
Grün  490 - 575 nm  keine Aktivität 
Gelb  575 - 585 nm  keine Aktivität 
Orange  585 - 650 nm  keine Aktivität 
Rot  650 - 750 nm  keine Aktivität 

Stäbchen:

Stäbchen sind für das skotopische Sehen (Hell-/Dunkel-Sehen) zuständig, das bei reduzierter Lichtmenge (z.B. Dunkelheit) benutzt wird.

Stäbchen werden optimal von blau-grünem Licht (500 nm) angeregt. Sie vermitteln die Wahrnehmung von Grautönen.


Abbildung: Absorption der Stäbchen 
in Abhängigkeit von der Wellenlänge

Wissenschaftlich Interessierte finden detaillierte Informationen zu dem Sehvorgang finden unter Physiologie des Sehvorganges 1.

 

In untenstehender Tabelle werden Stäbchen und Zapfen verglichen.

  Zapfen Stäbchen
Funktion
bulletFarbsehen
bulletschwarz-weißes Sehen
Dämmerung
bulletWahrnehmung eingeschränkt oder nicht mehr möglich
bulletWahrnehmung möglich
gelber Fleck (=Vovea centralis, Ort des schärfsten Sehens mitten im Gesichtsfeld, Zentrum der Netzhaut)
bulletim gelben Fleck finden sich 10% aller Zapfen (große Dichte)
bulletaußerhalb des gelben Fleckes nimmt die Dichte der Zapfen drastisch ab (7.000 pro mm2 in 3 mm Abstand vom Zentrum)
bulletin einem Areal von 0,25-0,5 mm nicht vorhanden
Anzahl auf der Netzhaut eines Auges
bullet3,2-6,5 Millionen
bullet60-125 Millionen
Unterteilung
bulletZapfen unterteilen sich in rot-, grün- und blauempfindliche Zapfen
bulletkeine Unterteilungen
Verschaltung zum Gehirn
bulletbesonders in der Fovea besteht eine 1:1 Übertragung: ein Zapfen kontaktiert je eine Nervenzelle
bulletVorteil: maximale Auflösung
bulletdie Informationen mehrerer Stäbchen wird auf eine Nervenzelle gebündelt
bulletVorteil:  die Lichtinformationen werden gebündelt und somit ist ein Sehen im Dunkeln auch bei geringer Lichtinformation möglich
zeitliche Auflösung
bullethoch
bulletbis zu 55 Hz
bulletgering
bulletbis zu 12 Hz, da die Wirkungen aller Photonen im Intervall von 100ms aufsummiert werden

 

 
  

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