In der nächsten Abbildung sieht man das Gesicht eines Kleinkindes (A), sowie einige Rekonstruktionen aus den Signalen des Encoder (B), des Transducer (C) und zur Kontrolle der Signale einer zerstörten Retina ohne Prothese (D). Obwohl die Prothese für erblindete Menschen auf jedenfall Hoffnung macht, ist der Qualitätsverlust während der Encoder–Transducer-Übertragung augenscheinlich und für eine verbesserte Sicht momentanoch ungeeignet, da besonders durch die künstliche Prozessierung viel Bildqualität verloren geht.
A: Orginalbild eines Babygesicht. B, links: Aus der Impulsfolge des Encoder errechnetes Bild. B, rechts: Aus der Impulsfolge einer blinden Retina mit Encoder und ChR2-Transducer errechnetes Bild. C: Aus der Impulsfolge einer blinden Retina ohne Prothese errechnetes Bild. (Quelle: Nirenberg und Pandarinath (2012), PNAS: noncommercial and educational use only)
Ein wichtiger Unterschied zwischen einer Kamera und unserem Auge ist, dass die Kamera ein Bild erstellt, in dem die Auflösung an jeder Stelle dieselbe ist. Tatsächlich sehen wir nur in einem kleinen Bereich (2° ausgehend von der Mitte unseres Sehfelds) sehr scharf und erst durch die Augenbewegung erkennen wir z.B. eine Landschaft als Ganzes. Wenn wir nun eine hochauflösende Kamera im Auge hätten und die Prozessierung und Weiterleitung der Bilddaten ans Gehirn verlustfrei wäre, würde unser Gehirn die Masse an Daten verarbeiten können? Könnten wir noch ein ohne Probleme ein Buch lesen, oder wären wir überfordert, weil wir alle Wörter ständig auf einmal wahrnehmen? Ich weiß es nicht.
Mit den Augen eines Adlers
Doch können vielleicht einfach die eigenen Augen irgendwie verbessert werden? Klar, z.B. kann bei Kurzsichtigkeit die Sehfähigkeit durch Augenlasern wiederhergestellt werden. Wieso, mag sich jemand fragen, kann man die Augen nicht einfach beliebig gut lasern. Wenn man sich nochmal die Funktionsweise des Auges und die Lasertechnik ansieht, liegt die Antwort auf der Hand. Kurzsichtigkeit entsteht meistens dadurch, dass der Augapfel eines Menschens zu lang im Vergleich zur Brechungskraft des Auges ist. Dadurch wird das einfallende Licht auf einen Punkt vor der Retina fokussiert. Mithilfe eines Lasers kann von der Hornhaut des Auges ein bisschen abgeschabt werden und somit die Lichtbrechung der Augenlänge angepasst werden. Nimmt man jedoch dem Auge zuviel Brechungskraft, wandert der Fokussierungspunkt des Lichts hinter die Retina. Die Folge ist Weitsichtigkeit, also keine Verbesserung der Weitsicht, sondern nur eine Verschlechterung der Nahsicht.
Bei Kurzsichtigkeit ist der Augapfel in Relation zur Lichtbrechung des entspannten Auges zu lang und das einfallende Licht wird an einem Punkt vor der Retina fokussiert. Bei Weitsichtigkeit verhält es sich genau anders herum.
Viele Menschen träumen davon die Augen eines Adlers zu besitzen, welcher das Paradebeispiel für gute Sicht auf weite Entfernungen ist. Wieso der Adler wie viele andere Tagraubvögel so toll sehen können, liegt an einer Fülle von Eigenschaften, von denen ich nur einige anspreche. Zum einen besitzt der Adler im Gegensatz zum Menschen etwa fünfmal mehr Zäpfchen in der Fovea. Das ist der Bereich in der Makula, auf den alles Licht von dem Punkt aus gebündelt wird, den wir direkt mit dem Auge fixieren. Damit besitzt der Vogel für diesen Bereich eine deutlich höhere „Pixelauflösung“ als wir Menschen. Zudem haben Adler auch noch eine sekundäre, vielleicht sogar eine dritte Fovea, was sie auch in einigen Bereichen der Peripherie schärfer sehen lässt. Zuletzt haben wir nur drei verschiedene Arten an Zäpfchen, welche von Licht unterschiedlicher Wellenlängen angeregt werden. Der Adler hingegen besitzt fünf davon. Sie können also verschiedene Bereiche des Farbspektrums besser voneinander trennen, was zu einem deutlich höheren Kontrast führt. Es wäre schwierig auch nur eine dieser Eigenschaften im menschlichen Auge einzuführen, da weitgehend unbekannt ist, welche Bereiche des Genoms hierfür verändert werden müssten. Da das komplexe Nervensystem der Retina schon in der Embryonalentwicklung angelegt wird, könnten solche Modifikation auch nur durch ein Transplantat eingeführt werden. Es gibt zwar schon Ansätze für eine in-situ-Herstellung der Retina, aber bis ein voll funktionstüchtiges oder gar verbessertes Implantat möglich ist, wird es wohl noch ein gutes Stück dauern.
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