Ganglionzelle

Die Ganglienzellen befinden sich in der Retina des Auges in der untersten Schicht und bilden die letzte Stufe vor der Weiterleitung der visuellen Information über den II. Gehirnnerven (nervus opticus) Richtung Gehirn.

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Die Ganglienzellen erhalten ihre Information von den bipolare Zellen, welche ihrerseits Synapsen mit den Fotorezeptoren bilden. Die Axone der Ganglienzellen bündeln sich in der unteren Retinaschicht und verlassen gemeinsam als nervus opticus das Auge (an der Stelle des blinden Flecks).

Jede Ganglionzelle verfügt über ein rezeptives Feld, also einen bestimmten Bereich auf der Retina, aus welchem sie Informationen erhält. Die rezeptiven Felder werden durch konvergierende Informationsweiterleitung ermöglicht: Viele Stäbchen und mehrere Zapfen leiten in der Regel auf eine einzige Ganglionzelle ab. Die (idealisierterweiser) runden rezeptiven Felder der Ganglienzellen überlappen sich stark und werden in zwei Arten unterteilt: On- und Off-Center Zellen, welche vor allem bei der Kantendetektion eine wichtige Rolle spielen.

On-Center Ganglienzellen

Das rezeptive Feld der On-Center Ganglionzelle muss man sich wie folgt vorstellen:

   -------
  ----++----
 ----++++-----
----++++++-----
 ----++++-----
  ----++----
   -------
  

Fällt ein Lichtreiz genau auf das Zentrum der Zelle (durch + symbolisiert), dann steigt die Aktivitätsrate bzw. Feuerrate der Zelle. Fällt ein Lichtreiz genau in den peripheren Bereich (durch - symbolisiert), sinkt die Aktivität der Zelle unter die Ruheaktivitätsrate. Fällt eine Lichtkante (also der Übergang von einem dunkleren zu einem helleren Bereich) auf das rezeptive Feld, hängt das Ausmaß der Aktivitätssteigerung bzw. -reduzierung davon ab, welcher "+"-Bereich in Relation zum "-"-Bereich beleuchtet wird.

Bei Affen, deren On-Center Zellen man durch pharmakologische Eingriffe deaktivierte, deren Off-Center Zellen man jedoch aktiv ließ, beobachtete man, dass diese keine helleren Objekte vor dunklerem Hintergrund mehr wahrnehmen konnten. Sie konnten jedoch ohne Probleme dunklere Objekte vor hellerem Hintergrund wahrnehmen. Daher vermutet man, dass On-Center Zellen zur Diskriminierung von helleren Gegenständen von dunklerem Kontext zuständig sind - wenn wir bspw. weiße Schrift auf schwarzen Papier lesen.

Off-Center Zellen

Off-Center Ganglienzellen haben folgendes rezeptives Feld:

    +++++++
   ++++--++++
 +++++----+++++
+++++------+++++
 +++++----+++++
   ++++--++++
    +++++++

Fällt ein Lichtreiz genau auf ihr Zentrum, sinkt die Aktivität der Zelle unter das Ruheaktivitätspotential, fällt ein Lichtreiz genau auf die Peripherie, steigt ihre Aktivität. Fällt eine Lichtkante auf das rezeptive Feld, so entscheidet das Verhältnis der Beleuchtung von Zentrum/Peripherie über das Aktivitätsausmaß.

Off-Center Zellen scheinen für die Wahrnehmung von dunkleren Objekten vor hellerem Hintergrund zuständig zu sein (bspw. wenn wir diesen Text hier auf dem weißen Bildschirm lesen).