Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Von der Form zur Funktion: Die Sehgrube im Visier Leipziger Wissenschaftler

24.01.2014
Gestochen scharf sieht der Mensch nur mit einer Stelle der Netzhaut: der Fovea centralis, auch Sehgrube genannt. Doch warum das so ist, darüber konnten Wissenschaftler bislang nur Vermutungen anstellen.

Forscher der Universität Leipzig und des Universitätsklinikums Leipzig haben nun ein neuartiges mathematisches Modell entwickelt, das die Grundlage zu einem tiefergehenden Verständnis der Struktur und Funktionsweise der Sehgrube legt. Vorgestellt wurde das Modell in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Experimental Eye Research“.


Visualisierung der rekonstruierten Oberfläche der Sehgrube des linken Auges.
Patrick Scheibe, Translationszentrum für Regenerative Medizin

Bisherige mathematische Modelle gehen von der vereinfachten Annahme eines gleichmäßig-symmetrischen Aufbaus der Sehgrube aus. Das neue Leipziger Modell berücksichtigt eine anatomische Besonderheit: Weil zwischen Sehgrube und Sehnerv die Fasern der Nervenzellen zusammenlaufen, ist die Nervenfaserschicht auf der zur Nase gewandten Seite der Sehgrube dicker als im übrigen Bereich.

Diese asymmetrische Struktur lässt sich nun erstmals mit nur vier charakteristischen und einfach zu ermittelnden Parametern abbilden. „Rechnen wir diese Daten hoch, können wir die gesamte Oberfläche der Sehgrube in einem sehr präzisen 3D-Modell realisieren“, erläutert Projektleiter Patrick Scheibe.

„Das ermöglicht uns, die Sehgrube als Linse nachzubauen und experimentell auf ihre Funktionsweise hin zu untersuchen.“ So lässt sich künftig prüfen, ob einfallendes Licht durch die Grubenform der Sehgrube einen Lupeneffekt erzeugt, der besonders scharfe Bilder hervorbringt. Oder ob die Grubenform – wie bislang vermutet – wirklich nur dazu dient, dass kein störendes Gewebe den Weg des Lichts zu den empfindlichen Photorezeptoren behindert.

Verbesserte Diagnostik bei Makulallöchern

Mit dem Wissen um die asymmetrische Form der Sehgrube zeichnen sich wesentliche Verbesserungen bei der Frühdiagnostik von Makulalöchern ab. Diese auch als Makulaforamen bezeichneten Defekte der Netzhaut in der Sehgrube entwickeln sich in Folge krankhafter Wechselwirkungen zwischen Glaskörper und zentraler Netzhaut und führen zu einem Verlust des zentralen Sehens.

„Bei Patienten mit Makulaforamen ist insbesondere die Analyse des Partnerauges von großem Interesse, da nicht selten beide Augen – wenn auch zeitlich versetzt – von der Erkrankung betroffen sind“ sagt Dr. Franziska Rauscher von der Leipziger Universitätsaugenklinik. „Mit dem Modell können Strukturveränderungen der Sehgrube anhand weniger Zahlenwerte exakt dargestellt und mit der Normalform verglichen werden. Das lässt uns erkennen, ob biomechanische Kräfte Formveränderungen bewirken, die die Entwicklung von Makulaforamen begünstigen.“

Wenn Makulaforamen möglichst früh erkannt und operiert werden, sind die Chancen auf eine vollständige Wiederherstellung der Sehkraft hoch. „Durch die Entwicklung einer verbesserten Frühdiagnostik auf der Basis des neuen Modells kann die Lebensqualität betroffener Patienten erheblich gesteigert werden“, ist sich die Wissenschaftlerin sicher.

Fachübergreifende Zusammenarbeit

Die Entwicklung des neuen Modells ist das Ergebnis der Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des Translationszentrums für Regenerative Medizin (TRM) Leipzig, der Universitätsaugenklinik Leipzig, des Paul-Flechsig-Instituts für Hirnforschung (PFI) und weiterer Einrichtungen der Universität Leipzig. Fachlich begleitet wird das langjährige Projekt von Prof. Dr. Andreas Reichenbach (PFI) und Prof. Dr. Peter Wiedemann (Universitätsaugenklinik).

Hintergrund: Die Sehgrube

Die Fovea centralis, die auf Grund ihrer Form auch als Seh- oder Netzhautgrube bezeichnet wird, ist der Ort des schärfsten Sehens. Sie befindet sich in der Mitte der Macula lutea, kurz Makula oder auch Gelber Fleck genannt. Auf einem Durchmesser von etwa 1,5 mm stehen dort dicht gedrängt die Zapfen-Photorezeptoren, die für die Erkennung von Formen und Farben zuständig sind.

Die Sehgrube prägt sich erst zu einem relativ späten Zeitpunkt der Individualentwicklung aus. Erst zum Zeitpunkt der Geburt werden die zentralen Zapfen-Photorezeptoren dünner und wandern auf die zukünftige Sehgrube zu, gegenläufig dazu bewegen sich die inneren Netzhautschichten von der Sehgrube weg. Dieser Prozess ist erst im späteren Kindesalter abgeschlossen; die Form der so entstandenen Sehgrube ist individuell verschieden.

Fachveröffentlichung

Parametric model for the 3D reconstruction of individual fovea shape from OCT data, Experimental Eye Research, Volume 119, February 2014, Pages 19-26, ISSN 0014-4835, http://dx.doi.org/10.1016/j.exer.2013.11.008

Information und Kontakt

Patrick Scheibe
Translationszentrum für Regenerative Medizin | Universität Leipzig
Philipp-Rosenthal-Straße 55 | 04103 Leipzig
Telefon: +49 341 97 39483
Fax: +49 341 9739609
E-Mail: patrick.scheibe@trm.uni-leipzig.de

Maria Garz | idw
Weitere Informationen:
http://www.trm.uni-leipzig.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab
17.01.2017 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau