prinzipien der bildverarbeitung in der retina der säugetiere dr. alexander schütz
TRANSCRIPT
![Page 1: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/1.jpg)
Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere
Dr. Alexander Schütz
![Page 2: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/2.jpg)
Aufbau des Auges
![Page 3: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/3.jpg)
Aufbau der Retina
![Page 4: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/4.jpg)
Aufbau der Retina○ Vertikale Signalübertragung
1. Photorezeptoren (Umwandlung von Licht in elektrische Signale)2. Bipolarzellen3. Ganglienzellen
○ Horizontale Signalübertragung• Horizontalzellen• Amakrinzellen
○ Plexiforme Schichten = Synapsen zwischen den Nervenzellen○ Zellkörperschichten = Stoffwechselfabriken der Neurone
![Page 5: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/5.jpg)
Photorezeptoren: Zapfen & Stäbchen○ Zapfen
• 3 verschiedenen Typen (L, M, S), die für unterschiedliche Wellenlängen sensitiv sind
• Grundlage des Farbensehens• Tagessehen
○ Stäbchen• Nur ein Typ• Hohe Sensitivität• Nachtsehen
![Page 6: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/6.jpg)
Zapfenbahnen○ Zapfen werden durch Licht
gehemmt.○ Weiterleitung an
Bipolarzellen durch• Erregende Synapse
(Aus-Bipolar & Aus-Ganglienzellen)
• Hemmende Synapse(Ein-Bipolar &Ein-Ganglienzellen)
○ Zwei getrennte, parallele Kanäle• Hell-Kanal• Dunkel-Kanal
![Page 7: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/7.jpg)
Stäbchenbahn○ Stäbchen werden durch
Licht gehemmt.○ Hemmende Synapse mit
Stäbchenbipolarzellen (Ein-Bipolarzellen)
○ Diese haben eine erregende Synapse mit Amakrinzellen (AII).
○ Amakrinzellen:• Aus-Schicht: hemmende
Synapse mit Aus-Ganglienzellen
• Ein-Schicht: erregende Synapse mit Ein-Ganglienzellen
![Page 8: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/8.jpg)
Zapfen- & Stäbchenbahnen○ Zapfen- und Stäbchensignale laufen zuerst auf
getrennten Bahnen, Zusammenführung auf Ebene der Ganglienzellen.
○ Zwei getrennte, parallele Bahnen für Hell- & Dunkel- Informationenen
![Page 9: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/9.jpg)
Verteilung der Photorezeptoren○ Fovea
• 1:1 Verschaltung von Zapfen• Keine Stäbchen• Bestes Auflösungsvermögen, Verwendung zum Fixieren,
Detailsehen ○ Peripherie
• Viele Stäbchen konvergieren auf eine Ganglienzelle)• Schlechtes Auflösungsvermögen, Dominanz der
Stäbchen, kein Detailsehen○ Blinder Fleck
• Hier verlässt der Sehnerv das Auge• Gar keine Photorezeptoren
![Page 10: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/10.jpg)
Verteilung der Photorezeptoren
![Page 11: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/11.jpg)
Übergang vom Zapfen zum Stäbchensehen○ Bei der Dunkeladaptation
kann der Übergang vom Zapfen- zum Stäbchensehen beobachtet werden.
○ Innerhalb der ersten Minuten adaptieren die Zapfen, die jedoch bald ihre maximale Empfindlichkeit erreichen.
○ Danach wird die Empfindlichkeit durch die langsamer adaptierenden Stäbchen bestimmt
![Page 12: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/12.jpg)
Rezeptive Felder von Ganglienzellen○ Bereich (z.B. im
Gesichtsfeld) aus dem Neuron Information enthält
○ Nur wenn ein Reiz innerhalb dieses Feldes ist reagiert das Neuron
○ Anatomische Ausdehnung des Dendritenfeldes bestimmt die Größe des Feldes
![Page 13: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/13.jpg)
Klassifikation der Ganglienzellen
![Page 14: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/14.jpg)
Klassifikation der Ganglienzellen
![Page 15: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/15.jpg)
Alphazellen○ Physiologische Eigenschaften
• Großes Dendritenfeld => Großes rezeptives Feld• Phasische Reizantwort
○ Psychophysische Eigenschaften• Bewegungssehen• Räumliches Sehen, Tiefenwahrnehmung• Eignung als Warnsystem und Hinlenkung der
Aufmerksamkeit an bestimmten Gesichtsfeldort• Globale Formwarnehmung • Grobstruktur
![Page 16: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/16.jpg)
Betazellen○ Physiologische Eigenschaften
• Kleines Dendritenfeld => Kleines rezeptives Feld• Tonische Reizantwort
○ Psychophysische Eigenschaften• Erfassung ruhender Muster z.B. beim Fixieren• Detailsehen, Sehschärfe• Farbsehen
![Page 17: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/17.jpg)
Klassifikation der Ganglienzellen
![Page 18: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/18.jpg)
Mosaik der Ganglienzellen
![Page 19: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/19.jpg)
Mosaik der Ganglienzellen○ Funktionelle Überdeckung der Retina von
Ganglienzellen○ Vermeidung von Lücken und Überlappungen○ Jeder Kanal bildet ein vollständiges Mosaik
• EIN-Alphazellen• AUS-Alphazellen• EIN-Betazellen• AUS Betazellen
○ Aber: größte Dichte in der Fovea, abnehmende Dichte zur Peripherie
![Page 20: Prinzipien der Bildverarbeitung in der Retina der Säugetiere Dr. Alexander Schütz](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042610/570491c01a28ab14218d8ad8/html5/thumbnails/20.jpg)
Zusammenfassung○ Retina klar anatomisch geschichtet,
unterschiedliche Nervenzellen
○ Bildverarbeitung findet schon in der Retina statt
○ 3 Dichotomien• Photorezeptoren: Zapfen & Stäbchen• Kanäle: EIN- & AUS Kanäle• Ganglienzellen: Alpha- & Beta- (& Gamma)