Gesichtsfeld (Wahrnehmung)

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Mit Gesichtsfeld bezeichnet man in der Physiologie, Augenheilkunde, Neurologie und allgemeiner der Wahrnehmungsforschung das Sichtfeld der Augen an ihrem natürlichen, anatomischen Ort, gewichtet mit der Lichtempfindlichkeit des zentralen Nervensystems, das die Lichtimpulse aufnimmt und auswertet. Das Gesichtsfeld repräsentiert sowohl den für ein unbewegtes Auge sichtbaren Raum[1] (im 2-dimensionalen Sinn)[2][3] als auch „[…] die Gesamtheit der optisch-sensorischen Reize, die […] zur Gehirnrinde geleitet und wahrgenommen werden.“[4]

Man unterscheidet das monokulare Gesichtsfeld des jeweils rechten und linken Auges allein, vom binokularen Gesichtsfeld, das die Summe der beiden monokularen Gesichtsfelder ist. Beim Menschen überlappen sich die Gesichtsfelder beider Augen in bestimmten Bereichen. Im binokularen Deckfeld[1] findet eine Fusion der beiden Bilder des rechten und linken Auges zu einem einzigen statt. Der sogenannte Horopter ist dabei eine Voraussetzung für die Entstehung von räumlichem Sehen. Die (wesentlich größere) horizontale Gesamtausdehnung des binokularen Gesichtsfelds beträgt bei einem Erwachsenen etwa 214° (±107° auf jeder Seite)[5][6][7][8] (s. auch[9]), die vertikale zirka 60°–70° nach oben und 70°–80° nach unten.[10][11][12][13][4]

Das Gesichtsfeld stellt den Gesamtbereich dar, in dem – ohne Zuhilfenahme von Augen- und Kopfbewegungen – visuelle Wahrnehmung möglich ist. Nur innerhalb des zentralen Bereichs, der Fovea, ist aber ein klares Erkennen möglich; die Wahrnehmungsqualität hinsichtlich Sehschärfe, Mustererkennung und Farbsehen sinkt, je peripherer die visuellen Reize liegen. Die Empfindlichkeit für bewegte Objekte nimmt zwar peripher ebenfalls ab, dies aber weniger als andere Sehfunktionen, so dass sich im peripheren Sehen gegenüber anderen Sehfunktionen eine relative Überlegenheit des Bewegungssehens ergibt. Zum Erkennen von Gefahrensituationen ist die Gesichtsfeldperipherie daher besonders wichtig. Das Dämmerungssehen hat ein Optimum bei etwa 20° Exzentrizität, weshalb man z. B. schwach leuchtende Sterne am besten sieht, wenn man an ihnen vorbeischaut.[3][14]

Die quantitative, funktionelle Prüfung und Vermessung des Gesichtsfeldes nennt man Perimetrie. Diese Untersuchung hat nicht nur für Erkrankungen des Sehsystems eine hohe Bedeutung, sondern kann auch einen Teil einer allgemeinen neurologischen Diagnostik sein.[15]

Darstellung des Gesichtsfelds

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Grafische Darstellung eines normalen Gesichtsfeldes des rechten Auges (kinetische- oder Isopterenperimetrie) mit gängiger Technik. Die äußeren Grenzen sind, messtechnisch bedingt, zu klein dargestellt[5][6][7][8][12]
Grafische Darstellung der zentralen 30° eines Gesichtsfelds des rechten Auges (Statische Perimetrie, Angabe der Reizintensität in Dezibel)

Die mit Hilfe der Perimetrie gewonnenen Daten werden üblicherweise auf einem Blatt Papier oder einem Bildschirm zweidimensional dargestellt. Die auf einer halbkugelförmigen Fläche gewonnenen Messwerte werden dabei etwa in Form einer azimutalen Abbildung auf eine ebene Fläche projiziert. Im Zentrum liegt die Stelle schärfsten Sehens (Zentrum der Fovea); die davon ausgehenden radialen Linien sind die Meridiane. Die oben genannte Ausdehnung des Gesichtsfeldes („horizontal, vertikal nach oben, nach unten“) bezieht sich auf die Abstände vom horizontalen bzw. vertikalen Meridian. In der Abbildung ist der blinde Fleck als schwarzes Oval bei ca. 18° rechts (für das rechte Auge) zu sehen.

Das so dargestellte Gesichtsfeld jedes Auges hat typischerweise die Form eines horizontalen Ovals, meist mit einer flachen, inferonasalen Einbuchtung.[16] Die Projektion bewirkt eine Verkleinerung. So wirkt das Gesichtsfeld in zweidimensionaler Darstellung wesentlich enger, als es in Wirklichkeit ist.
Bei der klassischen kinetischen Perimetrie wird die Sensibilität des ZNS durch Linien gleicher Empfindlichkeit, sogenannten Isopteren, repräsentiert. Diese werden mit Hilfe von (langsam) zentripetal bewegten Reizmarken abnehmender Größe und Intensität ermittelt.
Die statische Perimetrie verwendet ortsfeste Reizmarken zunehmender oder abnehmender Intensität. Die graphische Darstellung zeigt den Ort und die Intensität der schwächsten Reize, die gerade noch wahrgenommen wurden (Wahrnehmungsschwelle).

Einschränkungen und Defekte

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Einschränkungen des Gesichtsfeldes werden als Gesichtsfelddefekte bezeichnet. Sie können ihre Ursache in einer Schädigung der Netzhaut des Auges, der Sehbahn oder der Hirnrinde haben. Letztere werden als zerebrale Gesichtsfelddefekte bezeichnet. Gegliedert nach dem Ort und der Größe der Schädigung im Gesichtsfeld unterscheidet man Halbseitenblindheiten, Quadrantenanopsien und Skotome. Liegt die Schädigung im Auge oder Sehnerv begründet, sind in der Regel die Gesichtsfelder der beiden Augen unterschiedlich betroffen (heteronyme Schädigungen). Liegt der Ort der Schädigung dagegen in der Sehbahn nach der Sehnervenkreuzung, sind die Gesichtsfelder der beiden Augen in gleicher Weise betroffen (homonyme Schädigungen). Der Grund dafür ist, dass aufgrund der teilweisen Kreuzung der Sehnervenfasern in der Sehnervenkreuzung das linke (oder rechte) Gesichtsfeld beider Augen in der jeweils gleichen, gegenüberliegenden (rechten oder linken) Hirnhälfte weiterverarbeitet wird. Bei einer Halbseitenblindheit ist dann z. B., unabhängig vom Auge, das linke (oder das rechte) Gesichtsfeld betroffen. Ursache dieser Schädigungen ist oft ein Schlaganfall oder Schädelhirntrauma, seltener auch ein Tumor.

Von der Fläche her kleinere Einschränkungen des Gesichtsfeldes heißen Skotome. Sie können an beliebiger Stelle des Gesichtsfelds auftreten (im Zentrum auftretende heißen Zentralskotome) und unterschiedliche Größe haben. Sie werden, je nach dem Ausmaß des Sensibilitätsverlusts, als relativ (herabgesetzte, aber nicht aufgehobene visuelle Sensibilität) oder absolut (Fehlen jeglicher visueller Sensibilität) eingestuft. Für Skotome gilt die gleiche Einteilung nach dem Ort der Schädigung (Auge, Sehbahn, Hirnrinde); ein Beispiel für eine Schädigung des Auges ist das Bjerrum-Skotom bei einem Glaukom.

Skotome werden weiter eingeteilt in bewusst wahrgenommene, positive Skotome[17] oder Pseudoskotome[18] und unbewusst vorliegende, negative oder echte Skotome. Positive Skotome im Sinn der obigen Definition werden z. B. durch Brillen, die Nase, Augenbrauen und Wangenknochen, die Lider (Ptosis) und Trübungen der Optik des Auges (Hornhaut, Linse, Glaskörper) hervorgerufen. Frische Netzhauterkrankungen können ein bewusst wahrgenommenes Skotom verursachen. Auch das Flimmerskotom ist ein positives Skotom mit Ursprung im Zentralen Nervensystem. Ein absolutes, aber nicht krankhaftes, negatives Skotom ist der so genannte blinde Fleck, der diejenige Stelle des Augenhintergrunds repräsentiert, an der der Sehnerv aus dem Auge austritt.

Konzentrische Gesichtsfeldausfälle bis hin zum sogenannten Röhrengesichtsfeld oder Tunnelblick können nicht nur entstehen durch Erkrankungen der Netzhaut (Retinopathia pigmentosa)[19] und des Sehnerven[20], sondern bspw. auch als Folge von übermäßigem Alkoholkonsum, Medikamenten[21] oder psychischer Disposition (Simulation).[22]

Andere Gesichtsfeldbegriffe

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Intaktheit des Gesichtsfeldes im Sinne der üblichen (Licht-)Perimetrie ist weder immer eine notwendige, noch eine hinreichende Bedingung für das Sehen im entsprechenden Gesichtsfeldbereich. Auf der einen Seite werden nämlich bewegte Reize im peripheren Gesichtsfeld wesentlich besser wahrgenommen als die in der Perimetrie verwendeten statischen oder langsam bewegten Reize.[3][14][23] Auf der anderen Seite sagt die Intaktheit eines Gesichtsfeldbereichs im Sinne der Standardperimetrie nichts darüber aus, ob komplexere Reize wahrgenommen werden. In praktischen Anwendungen haben sich daher auch andere Gesichtsfeldbegriffe als nützlich herausgestellt. Bekannt geworden ist etwa das Useful field of view in der Diagnostik für Fahrtauglichkeit. Das Formerkennungsgesichtsfeld sagt etwas darüber aus, ob einfache Formen (etwa Schriftzeichen, Verkehrsschilder) im entsprechenden Gesichtsfeldbereich erkannt werden.[3][14]

Auch in der augenärztlichen Diagnostik kommen neben der Standardperimetrie andere perimetrische Verfahren zum Einsatz, wie z. B. die Flimmerperimetrie nach Frisén,[24] die Rauschfeldkampimetrie nach Aulhorn u. a.

Gesichtsfeld von Tieren

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  • Taube: Prominente Augen seitlich am Kopf
    Taube: Prominente Augen seitlich am Kopf
  • Eule: Tiefliegende Augen vorn am Kopf
    Eule: Tiefliegende Augen vorn am Kopf
  • Schematische Außengrenzen und Deckfelder des binokularen Gesichtsfeldes bei einer Taube (links) und einer Eule (rechts)
    Schematische Außengrenzen und Deckfelder des binokularen Gesichtsfeldes bei einer Taube (links) und einer Eule (rechts)

Das Gesichtsfeld anderer Lebewesen unterscheidet sich von dem des Menschen teilweise recht deutlich:

Die einfachen Augen (Gruben-, Flach- und Punktaugen) sowie Napf- und Lochaugen sind allerdings nicht bildgebend, sondern geben nur ungefähre Richtungen an. Echte Bilder erzeugen erst die Facettenaugen höherer Insekten durch die Gruppierung länglicher Lichtkanäle sowie die Linsenaugen größerer Tiere. Fluchttiere wie Pferde oder Kaninchen tragen die Augen seitlich am Kopf und können ohne Kopfbewegung einen großen Raumausschnitt überschauen, während Raubtiere wie Katzen die Augen vorn und eng beisammen tragen und dadurch große Deckfelder mit guter räumlicher Auflösung besitzen.

Gesichtsfeld von Pferden

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  • Pferdeauge
    Pferdeauge
  • Horizontales Gesichtsfeld grau: toter Winkel gelb: binokularer Bereich weiß: monokularer Bereich
    Horizontales Gesichtsfeld
    grau: toter Winkel
    gelb: binokularer Bereich
    weiß: monokularer Bereich
  • Entfernte Objekte kann das Pferd binokular fokussieren, indem es den Kopf hebt.
    Entfernte Objekte kann das Pferd binokular fokussieren, indem es den Kopf hebt.
  • Bei senkrechter Kopfhaltung ist der binokulare Fokus nahe bei seinen Beinen.[25]
    Bei senkrechter Kopfhaltung ist der binokulare Fokus nahe bei seinen Beinen.[25]

Pferde haben sehr große Augen, die seitlich am Kopf sitzen. Das horizontale Gesichtsfeld von Pferden beträgt ungefähr 350°. Trotz des weiten Gesichtsfelds können sie nicht nach hinten sehen, ohne den Kopf zu bewegen. Man meidet es, von hinten an Pferde heranzutreten, um sie nicht zu erschrecken. Auch direkt vor dem Pferdekopf ist ein blinder Fleck. Das räumliche Sehen ist auf einen vergleichsweise schmalen, rund 65° weiten Bereich vor dem Pferd beschränkt. Nur in diesem Bereich kann ein Pferd beispielsweise Hindernisse taxieren. In den verbleibenden 285° kann das Pferd jeweils nur mit einem Auge sehen.[26] Das vertikale Gesichtsfeld ist nach oben vergleichsweise eingeschränkt. Deshalb heben Pferde den Kopf, wenn sie entfernte Objekte fokussieren möchten, beispielsweise wenn sie beim Springen ein Hindernis taxieren. Sie senken ihn, wenn sie Objekte direkt vor ihren Beinen betrachten, beispielsweise beim Weiden.

Abgrenzungen

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Vom Gesichtsfeld, welches sich auf den Bereich im Außenraum bezieht, innerhalb dessen (ohne Augen- und Kopfbewegungen) visuelle Reize wahrgenommen werden können, ist das Blickfeld in seinen verschiedenen Formen zu unterscheiden. Es beschreibt den Bereich, innerhalb dessen Fixation mit Hilfe von Augenbewegungen möglich ist, und bezieht sich insofern rein auf die Okulomotorik.[27][28] Der Begriff wird z. B. in der Augenheilkunde im Bereich des Strabismus angewendet.

Das Gesichtsfeld (engl.: Visual field) ist weiterhin zu unterscheiden vom Sichtfeld (engl.: Field of View, FoV), welches den Bereich des Außenraums beschreibt, der sichtbar ist (etwa durch eine Brille oder in einem Okular). Augenbewegungen sind dabei nicht ausgeschlossen.

Literatur

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  • Herbert Schober: Das Sehen. Band 1. 2., verbesserte und erweiterte Auflage. Fachbuchverlag, Leipzig 1957.
  • Gottfried Gerstbach: Auge und Sehen – der lange Weg zu digitalem Erkennen. In: Der Sternenbote. Heft 8, 2000, ISSN 0039-1271, S. 160180.
  • Inge Flehmig: Normale Entwicklung des Säuglings und ihre Abweichungen. Früherkennung und Frühbehandlung. 5., unveränderte Auflage. Thieme, Stuttgart u. a. 1996, ISBN 3-13-560605-8.
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Wiktionary: Gesichtsfeld – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons: Gesichtsfeld – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b Robert F. Schmidt, Gerhard Thews (Hrsg.): Physiologie des Menschen. 21., korrigierte Auflage. Springer Verlag, Berlin u. a. 1983, ISBN 3-540-12222-2.
  2. ↑ Raum ist hier im zweidimensionalen Sinn gemeint, als Kugelfläche um den Beobachter herum. Das Gesichtsfeld repräsentiert nicht die Tiefe des Umgebungsraumes, wie sie etwa mittels Stereosehen wahrgenommen wird.
  3. ↑ a b c d H. Strasburger: Indirektes Sehen. Formerkennung im zentralen und peripheren Gesichtsfeld. Hogrefe, Göttingen 2003.
  4. ↑ a b Theodor Axenfeld (Begründer), Hans Pau (Hrsg.): Lehrbuch und Atlas der Augenheilkunde. 12., völlig neu bearbeitete Auflage. Unter Mitarbeit von Rudolf Sachsenweger u. a. Gustav Fischer, Stuttgart u. a. 1980, ISBN 3-437-00255-4.
  5. ↑ a b Strasburger H, Jüttner M: Erratum. Corrections to: Strasburger, Rentschler & Jüttner (2011), Peripheral Vision and Pattern Recognition. In: Journal of Vision. Band 24, Nr. 15, April 2024 (JOV).
  6. ↑ a b Hans Strasburger: Seven myths on crowding and peripheral vision. In: i-Perception. Band 11, Nr. 2, 2020, S. 1–45, doi:10.1177/2041669520913052.
  7. ↑ a b In den meisten Lehrbüchern wird der horizontale Durchmesser des Gesichtsfeldes fälschlich zu klein angegeben, nämlich mit nur 180°. Der Grund liegt einerseits in der technischen Beschränkung moderner handelsüblicher Kugelperimeter, deren Messbereich zur Seite nur bis jeweils 90° oder noch weniger reicht. Gleichzeitig sind die verwendeten standardisierten Reize außerhalb 90° nicht sichtbar. Ein weiterer Grund ist wohl die fälschliche Annahme, dass Lichtstrahlen, die seitlich unter einem Winkel von 90° auftreffen (also tangential), gar nicht in das Auge gelangen können. Tatsächlich können sie jedoch sogar noch unter etwas größeren Winkeln als 90° seitlich auf die Hornhaut auftreffen und dennoch, durch deren Brechkraft, ins Auge hinein gelenkt werden.
  8. ↑ a b Traquair’s Abbildung, aus der die Größe des Gesichtsfeldes hervorgeht
  9. ↑ Ankit Mathur, Julia Gehrmann, David A. Atchison: Pupil shape as viewed along the horizontal visual field. In: Journal of Vision. Band 13, Nr. 6, 2013, S. 3 1-8.
  10. ↑ Henning Rönne: Zur Theorie und Technik der Bjerrrumschen Gesichtsfelduntersuchung. In: Archiv für Augenheilkunde. Band 78, Nr. 4, 1915, S. 284–301.
  11. ↑ Harry Moss Traquair: An Introduction to Clinical Perimetry. Henry Kimpton, London 1938, Kap. 1, S. 4–5.
  12. ↑ a b Ähnliche Grenzen sind bereits im 19ten Jahrhundert von Alexander Hueck berichtet worden: „Ich fand nach aussen von der Sehachse einen Umfang von 110°, nach innen nur 70°, nach unten 95°, nach oben 85°. Wir übersehen also, wenn wir den Blick in die Ferne richten, 220° des Horizontes.“ A. Hueck: Von den Gränzen des Sehvermögens. In: Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche Medicin. 1840, S. 82–97, hier S. 84.
  13. ↑ Robert H. Spector: Clinical Methods: The History, Physical, and Laboratory Examinations. 3. Auflage. 1990 (nih.gov).
  14. ↑ a b c H. Strasburger, I. Rentschler, M. Jüttner: Peripheral vision and pattern recognition: a review. In: Journal of Vision. Band 11, Nr. 5, 2011, S. 1–82, doi:10.1167/11.5.13 (journalofvision.org).
  15. ↑ Claus-W. Wallesch (Hrsg.): Neurologie. (Diagnostik und Therapie in Klinik und Praxis). Elsevier, Urban & Fischer, München u. a. 2005, ISBN 3-437-23390-4.
  16. ↑ M. Bruce Shields, Günter K. Krieglstein: Glaukom: Grundlagen Differentialdiagnose Therapie. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-77053-1 (books.google.com).
  17. ↑ Th. Axenfeld, H. Pau: Lehrbuch der Augenheilkunde. 13. Auflage. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart / Jena / New York 1992, ISBN 3-437-00504-9, S. 51.
  18. ↑ Frederick H. Roy: Ophthalmologische Differentialdiagnostik. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1997, ISBN 3-13-108881-8.
  19. ↑ Newsletter Uni Tübingen aktuell Nr. 1/2011: Forschung
  20. ↑ Rudolf Sachsenweger: Neuroophthalmologie. 3. Auflage. Thieme Verlag, Stuttgart 1983, ISBN 3-13-531003-5, S. 142 ff.
  21. ↑ Torsten Schlote, Ulrich Kellner: Unerwünschte Arzneimittelwirkungen in der Augenheilkunde. Georg Thieme Verlag, 2011, ISBN 978-3-13-165141-9, S. 99.
  22. ↑ Th. Axenfeld (Begr.), H. Pau (Hrsg.): Lehrbuch und Atlas der Augenheilkunde. Unter Mitarbeit von R. Sachsenweger u. a. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1980, ISBN 3-437-00255-4, S. 50 ff.
  23. ↑ Man bezeichnet dies auch als statokinetische Dissoziation.
  24. ↑ F. Dannheim: Flimmer- und konventionelle Perimetrie im Vergleich zu Strukturveränderungen beim Glaukom. In: Ophthalmologe. Band 110, 2013, S. 131. doi:10.1007/s00347-012-2692-y
  25. ↑ Robert W. Miller: Western Horse Behavior and Training. Main Street Books, 1975, ISBN 0-385-08181-2.
  26. ↑ C. Hartley, R. A. Grundon: Chapter 5: Diseases and surgery of the globe and orbit. In: B. C. Gilger (Hrsg.): Equine Ophthalmology. 3. Auflage. John Wiley & Sons, 2016, ISBN 978-1-119-04774-2, S. 151.
  27. ↑ Herbert Kaufmann (Hrsg.): Strabismus. 3., grundlegend überarbeitete und erweiterte Auflage. Mit Beiträgen von Wilfried de Decker u. a. Georg Thieme, Stuttgart u. a. 2004, ISBN 3-13-129723-9.
  28. ↑ Wolfgang Leydhecker: Augenheilkunde. 23. Auflage. Springer, 1987, ISBN 3-540-17628-4.
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