Verschaltung Stäbchen und Zapfen

 

 

Zyklusvorlesung "Sinnesphysiologie - vom Ionenkanal zum Verhalten"

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Sehen: das Auge
I. Aufbau des menschlichen Auges
II. Signalverarbeitung in der Netzhaut


Themen:

Verschaltung von Stäbchen und Zapfen
 
rodcone.jpg Im Unterschied zu den Zapfen-Photorezeptoren bilden alle Stäbchen invertierende Synapsen mit ihren Bipolarzellen. Demzufolge erzeugen alle Stäbchen ON-Signale. OFF-Signale dienen bei Zapfen der Kontrastverstärkung - also dem Scharfsehen bei Tageslicht. Stäbchen sind dagegen so konstruiert, dass sie bei sehr schwachem Licht überhaupt das Sehen ermöglichen - auf Kontrastoptimierung kommts dabei nicht an. Meist sind mehrere Stäbchen mit einer Bipolarzelle verknüpft (Konvergenz) . Sie addieren ihre Signale, um die Chance zu erhöhen, eine Reaktion in ihrer gemeinsamen Bipolarzelle auszulösen. Das geht allerdings auf Kosten der räumliche Auflösung.
 
Die Stäbchen-Bipolarzellen haben keinen direkten Kontakt zu Ganglienzellen. Stattdessen bilden sie erregende Synapsen mit Amakrinzellen des Typs AII. Diese Amakrinzellen schalten ihrerseits auf die Bipolarzellen, die auch von Zapfen genutzt werden. Dabei optimiert die Amakrinzelle die Bildung eines ON-Signals auf doppelte Weise: (1) Sie bildet elektrische Synapsen (Gap junctions) mit ON-Bipolarzellen und gibt ihre Erregung damit direkt (also ohne Transmitter) an die ON-Bipolarzelle weiter. (2) Durch inhibitorische Synapsen (Neurotransmitter Glyzin) unterdrückt die Amakrinzelle zusätzlich die Aktivität von OFF-Bipolarzellen. Durch diese Kombination aus Aktivierung von ON-Bipolarzellen und Hemmung von antagonistischen OFF-Bipolarzellen kann auch bei schwacher Erregung der Stäbchen-Bipolarzelle (= bei wenig Licht) schon ein brauchbares ON-Signal entstehen.