Sehnerv (Nervus opticus) – Aufbau und Funktion

In Summe verfügt das menschliche Individuum über zwölf Hirnnerven, wobei der Sehnerv, in der Fachsprache auch als Nervus opticus bezeichnet, als der zweite dieser zwölf Hirnnerven angesehen werden kann. Jeder Mensch verfügt über zwei Sehnerven (einer pro Auge). Deren Hauptaufgabe besteht darin, visuelle Reize (Lichtreize), welche von der Netzhaut (Retina, bekleidet die Innenseite der Augenwand) aufgefangen werden, in die jeweilige Hirnhälfte (links bzw. rechts) weiterzuleiten. Der Nervus opticus ist ebenso wie die Netzhaut ein Bestandteil des Gehirns mit einer Gesamtlänge von vier bis fünf Zentimetern. Aufgebaut ist der Sehnerv aus einer Anzahl von rund 1 Million Nervenfasern, die elektrische Impulse an das Sehzentrum, lokalisiert in der Großhirnrinde, weiterleiten.

Am sogenannten Chiasma opticum (Kreuzungsstelle) überkreuzen sich die Sehnerven der beiden Augen. Knapp 50 Prozent der Nervenfasern wechselt in diesem Bereich von der linken zur rechten bzw. rechten zur linken Seite, wodurch Signale aus dem rechten Auge auch in der linken Gehirnhälfte (und umgekehrt) verarbeitet werden.

Schwere Schädigungen im Bereich des Sehnervs (z.B. aufgrund eines Unfalles oder einer Schädelverletzung) sind zumeist nicht reversibel, da der Nervus opticus Teil des Gehirns ist. Dennoch verfügt die moderne Augenheilkunde über Methoden, die bei einer partiellen Schädigung des Sehnervs die noch funktionsfähigen Bereiche auf eine solche Art und Weise stimulieren, dass eine Verbesserung des Sehvermögens eintreten kann. Sehstörungen können durch eine Reihe an Erkankungen (z. B. Verkalkung im Sehnervenkopf) verursacht werden, die sich sowohl akut als auch schleichend über einen längeren Verlauf zum Ausdruck bringen können. Meist verläuft dieser Verlust des Sehvermögens über einen Zeitraum von mehreren Jahren bzw. Jahrzehnten.

Detailforschungen im Bereich der Augenheilkunde und Tiermedizin konnten belegen, dass der Nervus opticus rund 1 Mbit/s (Megabit pro Sekunde) vom Auge zum Gehirn übermittelt, was in etwa der Bandbreite einer DSL-Leitung entspricht.

Sehnerv (Nervus opticus) – Definition

Der Sehnerv ist der zweite Hirnnerv von insgesamt zwölf. Im eigentlichen Sinne handelt es sich bei den beiden Sehnerven (jeweils ein Sehnerv im linken und rechten Auge) um keine Nerven, sondern um weiße Gehirnsubstanz. So wie z. B. die Netzhaut (Retina) ist der Sehnerv ein Bestandteil des menschlichen Gehirns. Abhängig von der Schädelform eines Individuums sind die beiden Sehnerven zwischen vier und fünf Zentimeter lang.

Sehnerv (Nervus opticus) – Aufbau und Verlauf

Als Teil des Gehirns ist der Sehnerv, gebildet aus Ganglienzellen der Netzhaut, vorwiegend aus weißer Gehirnsubstanz (Substantia alba) aufgebaut. Im Grunde genommen ist der Nervus opticus kein richtiger Nerv, sondern kann als Gehirnbahn aufgefasst werden, da die Retina des linken und rechten Auges im Rahmen der Entwicklung des Embryos eine Ausstülpung des Gehirns darstellt.

Der menschliche Nervus opticus kann in drei Abschnitte aufgeteilt werden:

• intrabulbärer Anteil: Anteil des Sehnervs, der im Augapfel liegt
• intraorbitaler Anteil: Sehnervteil, der innerhalb der Augenhöhle verläuft
• intrakranieller Anteil: jener Anteil des Sehnervs, der innerhalb der Schädelhöhle verläuft

Jeder der beiden Sehnerven hat seinen Ursprung im Auge an der sogenannten Papille (Discus nervi optici). Bei der Papille handelt es sich um ein scheibenförmiges Kerngebiet am Augenhintergrund, wo in Summe über eine Million Endungen der Nervenfasern der Retina (Netzhaut) aufeinander treffen und in diesem Bereich zum jeweiligen Sehnerv gebündelt werden.

Verlauf

Durch eine nur wenige Millimeter große Öffnung am hinteren Augenpol gelangt der Nervus opticus durch die Sklera (Lederhaut) in die knöcherne Augenhöhle, die sich hinter dem Augapfel befindet. Dieses Kerngebiet ist vielen Menschen als blinder Fleck ein Begriff. Die Bezeichnung blinder Fleck stammt daher, da an dieser Stelle aufgrund der fehlenden Fotorezeptoren keinerlei Sehfähigkeit vorhanden ist.

In den Augenhöhlen beider Augen verlaufen die Sehnerven auf einer Länge von rund drei bis vier Zentimetern, abhängig von der Augenstellung, bogen- bzw. s-förmig. Jener Verlauf des Sehnervs innerhalb der Augenhöhle macht eine Anpassung an individuelle Augenbewegungen überhaupt erst möglich.

Beim Verlassen der Augenhöhle tritt der Nervus opticus durch den Canalis opticus (Sehnervenkanal) in den Schädel (Keilbein) ein und verläuft dort bis zur Sehnervenkreuzung (Chiasma opticum), der Kreuzungsstelle von rund 50 Prozent der Sehnerven-Fasern des linken und rechten Auges. Auf diese Weise wird es möglich, dass Informationen des rechten Auges in der linken Gehirnhälfte (und umgekehrt) verarbeitet werden können. Ohne diese Kreuzungsstelle wäre ein koordiniertes Sehen nicht möglich.

Jenseits der Sehnervenkreuzung werden die Nervenfasern nicht mehr als Sehnerv, sondern als Sehstrang bzw. Sehtrakte (Tractus opticus) bezeichnet. Der Sehstrang endet im seitlichen Kniehöcker (Corpus geniculatum laterale).

Das Corpus geniculatum laterale (Struktur des dorsalen Thalamus) bildet die einzige Umschaltstation zwischen Retina und primär visuellem Cortex (primäre Sehrinde) im Gehirn und fungiert als Zielort von Axonen, die ausgehend von der Netzhaut ins Gehirn (primär visueller Cortex) ziehen. Im Corpus geniculatum laterale enden knapp 90 Prozent sämtlicher Axone der Sehnerven. Ausgehend von dieser Struktur ziehen die Radiatio optica (Sehstrahlung), bestehend aus Nervenfasern, zur primären Sehrinde.

Umgebung

Gegensätzlich zu anderen Hirnnerven ist der Sehnerv über seine Gesamtlänge hinweg von Dura mater (äußerste Hirnhaut), sowie Pia mater (Schicht aus Bindegewebe, welches direkt auf Rückenmark und Gehirn aufliegt) und Liquor (Körperflüssigkeit, welche Hohlräume in Gehirn und Rückenmark umspült) umgeben. Die arterielle Blutversorgung des Sehnervs wird überwiegend durch die Arteria centralis retinae, die in der Nähe des Augapfels in den Nervus opticus eintritt und bis zur Sehnervenpapille verläuft, sichergestellt. Der venöse Blutabfluss erfolgt über die Vena centralis retinae, welche in der Sehnervenpapille mittels Bündelung vieler kleiner Venen entsteht.

Sehnerv (Nervus opticus) – Embryologie

Der Sehnerv bildet sich im Rahmen der Embryonalentwicklung aus dem Stiel des Augenbechers. Der Augenbecher bezeichnet ein Entwicklungsstadium der Augen eines jeden Embryos und stammt aus dem Neuroektoderm, woraus sich im späteren Verlauf das Nervensystem entwickelt. Die finale Entstehung des Augenbechers geschieht in Folge der Einstülpung des Augenbläschens. Ab Entwicklungswoche 6 des Embryos wachsen die Fortsätze der Nervenzellen der inneren, neuroblastischen (Neuroblasten: Vorstufe der Nervenzellen mit geringer Differenzierung) Netzhautschicht in den Stiel des Augenbechers ein.

Im Zeitraum der beiden darauffolgenden Wochen treten die Nervenzellfortsätze in Kontakt mit dem am weitesten superior gelegenen Teil des Hirnstamms (Mesencephalon) auf. Parallel zu diesem Vorgang schließt sich die Fissura optica (Spalte des Augenbechers, die an dessen Unterseite lokalisiert ist) durch Verschmelzung ihrer beiden Ränder. Im Zuge der Verschmelzung werden sowohl die Vena hyaloidea als auch die Arteria hyaloidea eingeschlossen. Aus den proximal (am Ansatz) gelegenen Anteilen der Vena hyaloidea und Arteria hyaloidea entstehen folglich die Arteria und Vena centralis retinae, welche im späteren Verlauf die Blutversorgung und den Blutabfluss des ausgebildeten Sehnervs regulieren.

Durch Einwachsen zusätzlicher Neuriten (Zellfortsatz von Nervenzellen) wird der Augenbecherstiel ausgefüllt. Dieser Vorgang ist mit dem Ende der neunten Woche der Embryonalentwicklung abgeschlossen.

Sehnerv (Nervus opticus) – Aufgaben und Funktion

Der Sehnerv ist hauptverantwortlich dafür, dass es dem Menschen möglich ist, seine persönliche Umgebung und Umwelt wahrnehmen zu können. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sowohl Farben als auch Bewegungen und Konturen erkannt werden. Ohne die beiden Sehnerven wäre alles, was wir sehen könnten ein schwarzes Bild.

Aus diesem Grund ist es wenig überraschend, dass der Nervus opticus eine bedeutende Funktion innerhalb des wertvollsten Sinnesorgans des menschlichen Individuums erfüllt. Alle Bilder, Farben, Bewegungen und Konturen entstehen durch die Brechung von Licht, sowie durch unterschiedliche Prozesse auf der Retina (Netzhaut).

Fallen äußere Reize in Form von Licht auf die Netzhaut ein (elektrische Signale), werden aufgrund dieser Lichteinstrahlungen spezifische Erregungen in den Augen ausgelöst. Sämtliche dieser Erregungen werden von der Netzhaut schlussendlich in Form von Reizen an den Nervus opticus abgegeben. Der Sehnerv übernimmt die Aufgabe der Weiterleitung der Reize bis diese im menschlichen Sehzentrum in der Großhirnrinde, dem primär visuellen Kortex, ankommen. Folglich können Menschen die sie umgebende Umwelt erkennen und in Form von Bildern wahrnehmen. Das Gehirn ist letzten Endes dafür verantwortlich, dass aus den von beiden Sehnerven weitergeleiteten Reizen bzw. Signalen Bilder entstehen.

Weiterleitung von Information – Bilder entstehen

Dabei leitet der Nervus opticus lediglich jene elektrischen Signale weiter, die von der Netzhaut übertragen werden, jedoch keine bestehenden Abbilder. Ein wesentlicher Grund, der dem Menschen das Sehen ermöglicht, ist die Kreuzung von rund 50 Prozent der Nervenfasern am Chiasma opticum (Kreuzungsstelle). Hierdurch kann die linke Gehirnhälfte Informationen verarbeiten, die aus dem rechten Auge stammen und umgekehrt.

Ausgehend von den Augen durchlaufen die elektrischen Signale in Summe vier Stationen, bis diese im Sehzentrum des Gehirns ankommen. An jeder dieser Stationen werden die Signale von einer auf die nächste Nervenzelle umgeschaltet.

Stationen der elektrischen Signale

Die ersten zwei Umschaltungen geschehen bereits in der Retina, dort verlassen die elektrischen Signale über Ausläufer der dritten Nervenzelle schlussendlich das Auge. An der Kreuzungsstelle der Sehbahn treffen Nervenfasern beider Sehnerven (linker und rechter Sehnerv) aufeinander, wo sich deren nasal lokalisierter Anteil auf die Gegenseite kreuzt.

Folgend verlaufen die Nervenfasern als sogenannter Sehstrang (Tractus opticus) weiter in Richtung Hirnrinde, wo die Signale weiter verarbeitet werden.

Des Weiteren sind die Nervenfasern des Tractus opticus maßgeblich am Pupillenreflex beteiligt: Bei sehr starkem Lichteinfall in eines der beiden Augen verengt sich sowohl die Pupille des stärker beleuchtenden als auch des schwächer beleuchtenden Auges. Dies wird durch die gezielte Verschaltung der Nervenfasern des Sehstranges mit dem für die Verengung verantwortlichen Muskel (Musculus sphincter pupillae) realisiert.

Sehnerv (Nervus opticus) – Klinik

In den meisten Fällen kann die Funktion der Nervus opticus erst dann wahrgenommen werden, wenn diese aufgrund verschiedener Erkrankungen bzw. Einschränkungen nicht mehr zur Gänze gegeben ist. Ein Gang zum/-r Arzt/Ärztin wird dann dringend empfohlen, wenn ein generelles Nachlassen der Sehkraft wahrgenommen wird. Da Sehnervenerkrankungen häufig mit einer sich reduzierenden Sehkraft verbunden sind, können diese in einer Vielzahl von Fällen schnell erkannt werden. Größtenteils sind Krankheiten oder sonstige Beeinträchtigungen des Sehnervs nicht mit Schmerzen verbunden.

Es gibt eine Reihe von Erkankungen, die den Nervus opticus betreffen. Einige Beispiele sind nachfolgend im Artikel, Abschnitt für Abschnitt, erklärt.

Grüner Star (Glaukom)

Der Grüne Star zählt zu den häufigsten Krankheiten, die in Verbindung mit dem Sehnerv stehen. Dieses Krankheitsbild stellt sich durch eine Erhöhung des Augendrucks ein, was folglich zu einer Schädigung des Sehnervs und den damit verbundenen Sehausfällen führt.

Stauungspapille

Hier kommt es zu einer Schwellung der Papille (Sehnervenkopf), die in den meisten Fällen in beiden Augen auftritt. Als Auslöser für die Schwellung der Papille gilt erhöhter Hirndruck. In der überwiegenden Mehrheit der Fälle steht die Erhöhung des Hirndruckes in Zusammenhang mit einem Gehirntumor. Ebenso können andere Ursachen (z. B. Bluthochdruck, Hirnhautentzündung) für die Steigerung des Druckes im Gehirn infrage kommen.

Neuritis nervi optici (Sehnervenentzündung)

Zu den Hauptursachen für eine Sehnervenentzündung zählen Infektionen (z. B. Virusinfektion, Malaria, etc.) sowie Autoimmunerkrankungen. Eine Entzündung des Sehnervs hinter einem der beiden Augen kann weiters ein Hinweis auf Multiple Sklerose (MS) sein. Bei Multipler Sklerose wird die Myelinschicht (Substanz, die Nervenfasern umgibt) in Augen, Gehirn und Rückenmark beschädigt.

Papilleninfarkt

Infolge eines Verschlusses der Arterie, welche den Sehnervenkopf versorgt, kommt es zu einer Minderversorgung der Papille mit Blut, sowie zu Schwellungen. Patienten/-innen nehmen eine plötzliche Erblindung bzw. eine deutliche Verschlechterung des Sehvermögens wahr, häufig in Verbindung mit Gesichtsfeldausfällen.

Sehnerv-Tumore

Die gute Nachricht ist, dass es sich meist um gutartige Tumore handelt, die sich vielfach hinter dem Auge und nicht direkt im Augapfel befinden.

Sehnervenschwund (Optikusatrophie)

Sehnervenschwund kann durch sämtliche der oben beschriebenen Erkrankungen ausgelöst werden. Es handelt sich um eine von der Medizin als degenerativ bezeichnete Erkrankung, die sich durch den Schwund von Nervengewebe im Sehnerv charakterisieren lässt. In Reihen der modernen Fachgebiete der Augenheilkunde ist eine erfolgreiche Behandlung vielfach nicht möglich.