Die Netzhaut oder Retina ist ein mehrschichtiges Nervengewebe, welches das Innere des Auges auskleidet. Innerhalb dieses hochspezialisierten Gewebes befinden sich Fotorezeptorzellen (Stäbchen und Zapfen), welche das einfallende Licht nach Durchquerung von Hornhaut, Linse sowie Glaskörper in Nervenimpulse umwandeln. Neben den lichtempfindlichen Fotorezeptorzellen findet sich eine Vielzahl von signalverarbeitenden sowie signalweiterleitenden Zellen, Hilfs- und Unterstützungsstrukturen innerhalb der Retina.
Aufbau und Funktion der Netzhaut
Die Retina fungiert, vereinfacht dargestellt, wie eine Projektionsfläche. Die darin enthaltenen Sinneszellen, Stäbchen und Zapfen, stellen den Anfang der Sehbahn dar und können das eintreffende Licht, ähnlich der Fotorezeptoren einer Kamera, aufnehmen und als Signal weiterleiten.
Stäbchen
Eine Wahrnehmung von unterschiedlichen Helligkeiten erfolgt durch die Stäbchen, die Fotorezeptoren der Retina.
Dabei handelt es sich histologisch gesehen um Fortsätze der Ganglienzellen der Netzhaut. Diese reichen bis an die Oberfläche der Netzhaut und sind aufgrund ihrer hohen Lichtempfindlichkeit für das Sehen bei geringer Helligkeit, Dämmerung sowie Nacht (Skoptisches Sehen) spezialisiert. In der Retina des Menschen finden sich bis zu 120 Millionen Stäbchen.
Mit Hilfe dieser hoch spezialisierten Fotorezeptorzellen ist es dem Menschen möglich, auch Lichtsignale äußerst geringer Intensität aufzunehmen und an das Gehirn weiterzuleiten. Da Stäbchen nur auf das Licht einer bestimmten Wellenlänge reagieren, dienen sie lediglich dem monochromatischen (Schwarz-weiß) Sehen. Durch Einfall von Licht kommt es zu einer Veränderung des in den Stäbchen enthaltenen Pigmentes Rhodopsin, welches ein Absorptionsmaximum der Wellenlänge von etwa 500nm (blaugrün) aufweist. Die Zapfen, eine zweite Art von hochspezialisierten Sinneszellen der Retina, sind für das Farbsehen verantwortlich.
Zapfen
Die insbesondere im zentralen Bereich der Netzhaut vorkommenden Zapfen stellen ebenfalls Fortsätze hochspezialisierter Ganglienzellen dar.
Im Unterschied zu den bis an die Oberfläche der Retina reichenden Stäbchen, enden Zapfen bereits innerhalb der Netzhaut. Sie dienen dem Farbsehen (Photopisches Sehen) und sind weniger lichtempfindlich als Stäbchen. Deshalb sind die Zapfen auch nur bei ausreichender Beleuchtung aktiv.
Ein Mensch besitzt bis zu 6 Millionen Zapfen, welche nach Absorptionsmaximum nochmals in L (Rotrezeptor)-, M (Grünrezeptor)-, und S (Blaurezeptor)-Zapfen unterschieden werden können. Das Verhältnis von Grün- sowie Rotrezeptoren ist individuell unterschiedlich, weshalb sich in diesem Bereich des Farbsehens unterschiedliche Wahrnehmungen finden. Der Anteil von Blaurezeptoren ist mit 12% bei allen Menschen nahezu konstant.
Eine gleichzeitige Aktivierung aller Zapfentypen vermittelt den Sinneseindruck der Farbe Weiß bis (Dunkel-)Grau. Werden hingegen nur bestimmte Zapfentypen aktiviert führt dies zur Wahrnehmung des entsprechenden Farbtones. Da die Zapfen sehr sensibel auf Lichtreize reagieren, tritt schon bei geringen Intensitäten eine Sättigung auf. Daher tragen die Zapfen bei heller Belichtung nur zu einem äußerst geringen Anteil des Sehprozesses bei.