Struktur und Funktion

Beim Erwachsenen laufen die Axone von etwa 1,2 Millionen retinalen Ganglienzellen am Sehnervenkopf zusammen und bilden den Sehnerv. Der Sehnervenkopf ist frei von Photorezeptoren und bildet daher einen blinden Fleck im Gesichtsfeld jedes Auges. Am Sehnervenkopf treten die Sehnervenfasern durch Öffnungen in der Sklera, der so genannten Lamina cribrosa, aus dem Auge aus. Die Axone der retinalen Ganglienzellen bleiben bis zur Durchquerung der Lamina cribrosa unmyelinisiert. Dies ist von Vorteil, da myelinisierte Fasern innerhalb der Netzhaut den Weg des einfallenden Lichts stören würden. Begleitet von der Arteria ophthalmica tritt der Sehnerv durch das Foramen opticum in den knöchernen Schädel ein und durchquert den Sehnervenkanal, um die mittlere Schädelgrube zu erreichen. In der mittleren Schädelgrube befindet sich das Chiasma opticum.

Am Chiasma opticum treffen sich die Sehnerven beider Augen und bilden die Sehnervenbahnen. Am Chiasma opticum dekussieren (kreuzen) die nasalen Netzhautfasern jedes Sehnervs in den kontralateralen Sehnervengang, während die temporalen Netzhautfasern im ipsilateralen Sehnervengang bleiben. Die nasalen Retinafasern leiten sensorische Informationen aus dem temporalen Gesichtsfeld des entsprechenden Auges weiter. Die temporalen Retinafasern leiten sensorische Informationen aus dem nasalen Gesichtsfeld des entsprechenden Auges weiter. Die Sehnervenbahnen leiten also sensorische Informationen aus den kontralateralen Gesichtsfeldern weiter. So leitet beispielsweise die rechte Sehbahn sensorische Informationen aus dem linken Gesichtsfeld weiter. Bevor die Sehnervenbahnen gebildet werden, wandern außerdem einige Nervenfasern von jedem Auge nach oben, um im SCN im Hypothalamus zu synaptieren. Dieser synaptische Input beeinflusst den zirkadianen Rhythmus, der vom SCN gesteuert wird.

Die meisten Fasern der Sehnervenbahnen synapsen im LGN des Thalamus. Eine kleine Gruppe von Fasern synaptiert im Nucleus pretectalis des Mittelhirns, um den Pupillen-Lichtreflex auszulösen. Eine weitere kleine Gruppe von Fasern synaptiert im Colliculus superior, um die Augenbewegungen als Reaktion auf Umweltreize wie Geräusche und Bewegungen zu beeinflussen. Die Axone des LGN bilden die optischen Ausstrahlungen, die auch als Geniculocalcarin-Bahnen bezeichnet werden. Die Sehnervenstrahlen sind beidseitig vorhanden und werden in eine obere und eine untere Abteilung unterteilt. Die obere Abteilung (Baum’sche Schleife) besteht aus Fasern aus der oberen Netzhaut, die sensorische Informationen aus dem unteren Gesichtsfeld weiterleiten. Die untere Abteilung (Meyersche Schleife) besteht aus Fasern der unteren Netzhaut, die sensorische Informationen aus dem oberen Gesichtsfeld weiterleiten. Beide Abteilungen enden im primären visuellen Kortex, der sich um den Sulcus calcarineus des Okzipitallappens befindet. Die visuellen Informationen werden im primären visuellen Kortex verarbeitet und in den visuellen Assoziationsgebieten im ZNS weiter analysiert.

Pupillarer Lichtreflex

Der Sehnerv ist das afferente Glied für den Pupillarlichtreflex. Wenn Licht in das Auge fällt, werden die Photorezeptoren stimuliert und leiten das Signal an die retinalen Ganglienzellen weiter. Die nasalen Netzhautfasern leiten den Reiz an den kontralateralen Prätektalkern weiter, und die temporalen Netzhautfasern leiten den Reiz an den ipsilateralen Prätektalkern weiter. Die Fasern der beiden prätektalen Kerne aktivieren beidseitig Neuronen im Edinger-Westphal-Kern und leiten so den efferenten Teil des Reflexes ein. Die Axone dieser präganglionären parasympathischen Neuronen ziehen entlang der Peripherie des Nervus oculomotorius (CN III) und innervieren das Ganglion ciliare. Die postganglionären parasympathischen Axone des Ziliarknotenganglions bilden die kurzen Ziliarnerven. Die kurzen Ziliarnerven stimulieren die Pupillen des Schließmuskels zur Konstriktion und verursachen die Miosis. Aufgrund der bilateralen Aktivierung der prätektalen Kerne und der Edinger-Westphal-Kerne führt die Stimulation eines Auges mit Licht zu einer Pupillenkonstriktion im ipsilateralen Auge (direkte Reaktion) sowie zu einer Pupillenkonstriktion im kontralateralen Auge (konsensuelle Reaktion).

Akkommodationsreflex

Der Akkomodationsreflex wird durch einen Übergang des Fokus auf ein nahes Objekt ausgelöst. Der Sehnerv ist das afferente Glied dieses Reflexes. Anders als beim Pupillenlichtreflex ist ein afferenter Reiz erforderlich, der über die Sehbahn bis zur primären Sehrinde und den visuellen Assoziationsgebieten weitergeleitet wird. Die Neuronen in den visuellen Assoziationsbereichen lösen den efferenten Teil des Reflexes aus, indem sie den Edinger-Westphal-Kern und den okulomotorischen Kern im Mittelhirn stimulieren. Ähnlich wie beim Pupillenlichtreflex entsteht die Pupillenverengung durch die Aktivierung des zuvor beschriebenen Zwei-Neuronen-Systems. Zusätzlich zur Stimulation der Pupillenschließmuskeln innervieren die kurzen Ziliarnerven auch den Ziliarmuskel. Die Kontraktion des Ziliarmuskels bewirkt eine Entspannung der an der Linse befestigten Zonulafasern. Diese Entspannung führt zu einer Zunahme der axialen Dicke und damit zu einer höheren Brechkraft. Schließlich sind die somatischen Fasern der Okulomotoriknerven für die Stimulation des M. rectus medialis verantwortlich. Die Kontraktion des medialen Rektusmuskels führt zur Adduktion der Augen, und wenn dies zusammenfällt, wird Konvergenz erreicht. Der Akkommodationsreflex ist also eine Kombination aus Miosis, einer Erhöhung der Linsenbrechkraft und Konvergenz.