Woher weiß das Auge, ob es weiter außen oder näher fokussieren muss, um ein verschwommenes Objekt scharf zu stellen?

Interessante Frage! Die Bestimmung des Fokus eines visuellen Bildes erfolgt im visuellen Assoziationsbereich des Gehirns. Letztendlich führt dieser Prozess zu einer Fokussierung des Netzhautbildes durch Anpassung der Form der Linse im Auge. Die Linsenformung zur Fokussierung des Bildes wird als Akkommodation bezeichnet

Die an der Akkommodation beteiligten neuronalen Schaltkreise umfassen die folgenden Strukturen:

Der Input für die Akkommodationsreaktion wird von der Netzhaut, dem Sehnerv, dem Thalamus und dem visuellen Kortex geliefert. Der visuelle Kortex projiziert zum Assoziationskortex.

Das (vereinfachte) Ausgabeschema ist das folgende: Der Assoziationskortex projiziert zu den supraoculomotorischen Kernen, die wiederum motorische Steuersignale erzeugen, die die Akkommodationsreaktion auslösen. Das Signal wird dann bilateral an den okulomotorischen Komplex gesendet, und daher reicht die Eingabe von einem Auge aus, um beide Augen zu fokussieren.

Die Motorleistung reguliert die Ziliarmuskeln, die die Form der Augenlinse steuern. Negative Akkommodation stellt das Auge durch Erschlaffung der Ziliarmuskulatur auf weite Entfernungen ein. Positive Akkommodationsanpassung des Auges auf kurze Distanzen durch Kontraktion der Ziliarmuskulatur Medizinisches Wörterbuch .

Zum zweiten Teil Ihrer Frage: Wie werden unscharfe Bilder funktional erkannt:

Für die Akkommodation sind mindestens drei Mechanismen verantwortlich:

1) Erkennung von Bildunschärfe : Wenn ein Bild unscharf / unscharf ist, sind die Kanten nicht klar definiert. Netzhautunschärfe kann erkannt (Kantenerkennung) und im Gehirn beurteilt werden. Die Korrektur wird dann wie oben beschrieben eingeleitet und erfolgt grundsätzlich durch Versuch und Irrtum. Wenn die Einstellung zu einer Änderung der Unschärfe führt, wird die Akkommodationsreaktion (Linsenverformung) als nützlich erkannt und die Akkommodation eingeleitet. Auch die Akkommodation selbst basiert auf Trial-and-Error: Wenn die Unschärfe zunimmt, wird die Akkommodation umgekehrt, wenn sie abnimmt, wird die Akkommodation in die gleiche Richtung erhöht. ( Philips & Stark, 1977). Bildunschärfe wirkt monokular und reicht aus, damit Akkommodation auftritt, und ist wahrscheinlich der wichtigste Akkommodationsmechanismus. Es kann ohne vorherige Kenntnis von Entfernung, Größe usw. auftreten.

Zwei weitere spezifische Fälle führen ebenfalls zu einer Akkommodation, wobei wahrscheinlich ähnliche neuronale Schaltkreise beteiligt sind:

2) Vergenz / Netzhautdisparität . Dieser Reiz wird erzeugt, wenn sich die Augen in entgegengesetzte Richtungen bewegen, dh wenn sich der Fokus auf näher oder weiter entfernte Objekte verschiebt. Die vorübergehende Verschiebung auf binokularen Netzhautbildern wird erkannt und führt zur Einleitung der Akkommodation Fincham & Walton, 1977 .

3). Die Nahreaktion : Während 1) und 2) retinotope Reaktionen sind, wird die Nahreaktion durch räumliche Reize ausgelöst, einschließlich der wahrgenommenen Tiefe und Entfernung von Objekten, die von Hinweisen wie relativer Größe, Überlappung, Perspektive, Schattierung und Texturgradienten abgeleitet werden sowie kleine zeitvariable dynamische Tiefenhinweise, die Bewegungsparallaxe, Webstuhl und Tiefenbewegung beinhalten. Dynamische Hinweise stellen zeitveränderliche Referenzen für die Wahrnehmung der relativen Tiefe bereit, während statische Hinweise den gleichzeitigen Vergleich separater absoluter Entfernungen ermöglichen, aus denen die relative Tiefe wahrgenommen wird ( Schor et al., 1991 ).

Die Neurologie des Sehens ist ein äußerst komplexes Thema und lässt sich nur schwer in Kürze beschreiben, da in so vielen Teilen des Gehirns so viel vor sich geht. Es wird geschätzt, dass etwa 50 % der Bahnen des Gehirns und etwa 30 % des Cortex am Sehen beteiligt sind (wobei nur 8 % des Cortex dem Berühren und 3 % dem Hören gewidmet sind). Einige Forschungsergebnisse schätzen, dass achtzig bis fünfundachtzig Prozent unserer Wahrnehmung, unseres Lernens, unserer Kognition und unserer Aktivitäten durch das Sehen vermittelt werden. ¹

Die Fähigkeit, ein Objekt genau zu fokussieren, diesen Fokus aufrechtzuerhalten und die Fokussierung zu ändern, wenn man auf verschiedene Entfernungen blickt, wird als Akkommodation bezeichnet. Das passiert mit der Pupillengröße, der Linsenform usw., aber es sagt uns nicht, wie das Gehirn entscheidet, worauf es sich konzentrieren soll. Die kurze Antwort ist, dass es viel mehr ist, als nur wie ein Kameraobjektiv zu fokussieren. Wir haben Netzhautbereiche, die gleichzeitig auf weiter entfernte und nähere Bereiche, Hell/Dunkel, Ränder und mehr achten, was alles auf einmal passiert. Diese und viele weitere Informationen, die an das Gehirn weitergeleitet werden, werden verarbeitet und der efferente Fokus wird geschärft. Noch komplizierter wird es, wenn zwei Augen beteiligt sind.

Es gibt so viele Aspekte zu sehen, dass es eine enorme Anzahl von Arten optischer Täuschungen gibt. Sie sind unfreiwillig. Deshalb machen sie Spaß. Wenn Sie nicht ausgetrickst wurden, würde dies tatsächlich auf ein Problem in einem Teil Ihres Gehirns hinweisen. Hier ist eine, die auf Verarbeitungskontrast angewiesen ist:

Wenn Sie beim Scannen auf die weißen Punkte schauen, scheint Ihr peripheres Sehvermögen schwarze Punkte sehen zu können, aber es ist klar, wenn Sie sie eine Reihe nach der anderen scannen, dass es keine schwarzen Punkte gibt.

In der folgenden Illusion sind die roten vertikalen Linien parallel.

Das Folgende sind Zusammenfassungen der Neuroanatomie des Sehens.

Auge, Gehirn und Sehen
Anatomie und Physiologie des afferenten visuellen Systems

_{1 Das Sehen ist unser dominanter Sinn}