Achiasmie: Neuorganisation des Gehirns gewährt Sehen

In einer umfangreichen internationalen Kooperation ist es Wissenschaftlern, unter anderem der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg, gelungen, zwei extrem seltene Fälle ohne Sehnervenkreuzung (Achiasmie), detailliert zu untersuchen. Wie die Universität mitteilt, haben die Arbeitsgruppe dabei eine alternative Organisation des menschlichen Sehsystems nachgewiesen, die Grundfunktionen des Sehens gewährleistet.

Wesentlich für die Verarbeitung unserer Seheindrücke ist die korrekte Verteilung der Information beider Augen auf die beiden Hirnhälften. Im menschlichen Sehsystem spielt dabei die Sehnervenkreuzung eine Schlüsselrolle. Hier wird die Information aus der rechten beziehungsweise linken Hälfte der Sehwelt auf die jeweils gegenüberliegende Hirnhälfte geleitet. Dieses fundamentale Organisationsprinzip ist in zahlreichen Lehrbüchern beschrieben und stellt eine grundlegende Spezialisierung der beiden Hirnhälften dar. Es sei folglich zu erwarten, dass die Sehnervenkreuzung beim Menschen unentbehrlich für das Sehen ist, führt die Universität in ihrem Bericht aus.

Über eine Million Nervenfasern verlassen das Auge als Sehnerv und verlaufen gemeinsam bis zur Sehnervenkreuzung. Ab dort kreuzt ein Teil der Fasern zur gegenüberliegenden Hirnhälfte während der andere Teil auf der Hirnhälfte bleibt, auf der sie auch das Auge verlassen haben. Diese Aufteilung der Information aus dem Auge auf beide Hirnhälften folgt dabei einem strengen Prinzip. Alles, was in der Sehwelt rechts von der Blickrichtung liegt, also die rechte Gesichtsfeldhälfte, erreicht die linke Hirnhälfte und alles, was links liegt, also die linke Gesichtsfeldhälfte, erreicht die rechte Hirnhälfte. Die Sehrinde hat noch weitere wichtige Eigenschaften, insbesondere sei hier die Sehinformation in gewisser Weise wie eine Abbildung oder Karte des gegenüberliegenden Gesichtsfeldes organisiert. Das heißt, dass Orte, die im Gesichtsfeld benachbart sind, auch in der Sehrinde von benachbarten Nervenzellen repräsentiert werden. Die Dominanz dieser Organisationsprinzipien im menschlichen Sehsystem lasse erwarten, dass bei großformatigen Abweichungen das Sehsystem seine Funktionalität verliert, so die Universität.

Die Untersuchung von zwei seltenen Fällen, denen von Geburt an die Sehnervenkreuzung fehlte (Achiasmie), habe nun einem Team von Wissenschaftlern dreier Kontinente einzigartige Einblicke in die Entwicklung des menschlichen Sehsystems ermöglicht. Sie berichten in der Fachzeitschrift Neuron, dass durch diese außergewöhnliche und extreme Abnormalität zwar Fähigkeiten wie beispielsweise das räumliche Sehen der Betroffenen beeinträchtigt sind, dass aber andere wesentliche Aspekte der Sehfunktion erhalten bleiben.
Mit bildgebenden Verfahren, unter anderem mithilfe eines 7-Tesla-Ultrahochfeld-Kernspintomographen, wurde dabei nachgewiesen, dass der Projektionsfehler der Sehnerven nachfolgende Verbindungen im Gehirn weitgehend unverändert lässt und dass so dieser Fehler einfach an die nachfolgenden Verarbeitungsstufen weitergegeben wird. Das Ergebnis sind hochgradig untypische Antworten in der Sehrinde mit überlappenden Karten gegenüberliegender Halbfelder in der primären und auch der höheren Sehrinde. Dass erstaunlicherweise dennoch wesentliche Aspekte der Sehfunktion der Betroffenen weitgehend erhalten sind, führen die Wissenschaftler auf lokale kleinformatige Veränderungen innerhalb der kortikalen Karten der Sehwelt zurück, die die großformatigen fehlerhaften Verbindungen kompensieren. Das menschliche Sehsystem komme also durch lokale Plastizität innerhalb der Sehrinde mit abnormalem Eingang zurecht und könne sich so an angeborene Veränderungen anpassen. Dies sei auch von klinischer Tragweite, denn bei zukünftigen Therapieoptionen für Erkrankungen des Sehsystems muss berücksichtigt werden, dass die Sehrinde durch frühzeitige Plastizität geprägt sein kann.

Originalveröffentlichung:
Plasticity and stability of the visual system in human achiasma. Neuron (2012) online August 8
Link: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2012.05.026

Quelle:
Universitätsaugenklinik, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg