GRUNDGRÜN
das dreifaltige grün
von einem offensichtlich künstlichen objekt, wie den drei grünen zylindern, die derzeit die arlen-piazza am yppenplatz in ottakring säumen, erwartet der bürokratieverwöhnte, in den umliegenden cafès „chillende“ und „chattende“ konsument eine möglichst umfassende sinnerklärung des an sich inhaltlosen machwerkes. zu den natürlich wachsenden winter-linden daneben verlangt kein mensch einen beipackzettel, obwohl sich ihr nutzen nur jenen erschließt, die ein bißchen was vom co2-kreislauf verstehen oder lindenblütentee lieben.
im grunde ist dieses schreiben paradox, da das grüne malwerk der drei säulen ja gerade durch seine sprach-, zeichen-, nutz- und hinweislosigkeit und durch seinen mangel an amtlich gestempelter legitimation aufmerken lassen soll; durch sein - einfach nur so - dasein. etwas, das man von einer künstlichen erektion noch weniger wortlos hinnehmen will, als von natürlich gewachsenem.
und hier, liebe „chill&chat“ - freunde, sind sie auch schon: die vielen wörter.
die drei grünen säulen, einschließlich dieses beipackdenkzettels, sind ein kunstwerk, ein werk der bildenden kunst. wer hätte das gedacht? ein kunstwerk ist nach einer neueren und derzeit gängigen definition das werk eines menschen, der vorgibt, ein künstler zu sein, und dessen qualität oder bedeutung von den betrachtern entweder geschätzt oder ignoriert oder verrissen wird.
von mitte september 2009 bis voraussichtlich ende februar 2010 steht da nun das „temporäre dreieinige denkmal des kontemporären denkens“. die nach meinem entwurf, einheitlich satt grün gestrichenen, zeichen- und inhaltlosen litfaßsäulen, zeigen mein bedürfnis nach dem luxus zweckloser kunst, mitten im kommerz körperlicher ernährung. ich will mein grün als reine malerei, ohne religiösen oder politischen inhalt verstanden wissen. allerdings wäre ich nicht beleidigt, sondern eher belustigt, wenn muslime aus ihren schlapfen schlüpfen würden, weil sie die kunstpiazza irrtümlich für eine open-air-moschee mit drei minaretten in mohammeds lieblingsfarbe hielten, oder wenn sympathisanten einer ökologiebewußten partei, die drei grünen erektionen als mächtiges symbol für ihren zunehmenden gesellschaftlichen einfluß sähen. meinetwegen könnte das zeichenlose grün auch pink, oder sonst irgendeine farbe sein. es ist aber nun einmal grün. - ist es das auch wirklich? - wir werden sehen, was das ganze eventuell mit denken zu tun haben könnte und was dazu noch an wörtern aus meinem kopf heranwächst. (die wurzel des wortes „grün“ liegt in dem alten germanischen wort „ghro“, was soviel wie „wachsen“ und „gedeihen“ bedeutet.)
und jetzt wird's weismacherisch, ausgeklügelt, kleinlich, scharfsinnig, spitzfindig, übergenau, wortklauberisch, überspannt (sophistisch).
ich will, daß sie unterscheiden zwischen der farbe grün, die sie sehen und der farbe grün, mit der die litfaßsäulen angestrichen sind. die erste farbe grün ist die resultierende wirkung einer strahlung, die zweite farbe grün ist ein anstreichmaterial. - schon jetzt durcheinander (konfus)? - man unterscheidet zwischen spektralfarben oder farben (engl. color) und körperfarben oder farbmittel (engl. paint), weil sie sich unterschiedlich mischen. die litfaßsäulen sind mit einem grünen farbmittel (dispersionsfarbe = farbpigment mit kunststoffbinder) gestrichen. nach den vielen alten und neuen dreifarbentheorien ist der grüne farbstoff (pigment) ein sekundärfarbstoff, gemischt aus dem primären gelbfarbstoff und dem primären cyanfarbstoff. diese farbmittelmischung wird subtraktive oder auch genauer absorptive (absorbieren = von lateinisch absorptio bzw. absorbere „saugen“, „absaugen“, „aufsaugen“) farbmittelmischung genannt, weil der gelbfarbstoff oder der cyanfarbstoff für sich mehr strahlung zurückwirft als die mischung. die grünmischung absorbiert oder subtrahiert einen größeren anteil der einfallenden sehbereichstrahlung als der gelb- oder cyanfarbstoff für sich alleine. farbstoffe „entnehmen“ (absorbieren, subtrahieren) von der darauffallenden strahlung einen bestimmten bereich in einer bestimmten intensität. eine perfekte mischung aus den drei grundfarbstoffen (primärfarbstoffen) gelb, cyan und magenta oder auch eine mischung aus vielerlei buntfarbstoffen „saugt“ fast die gesamte einfallende strahlung auf und erscheint uns deshalb ganz unbunt und dunkel und schwarz.
farbstoffe „saugen“ aber nicht nur strahlung (photonen bzw. elektromagnetische wellen) auf, sondern werfen auch bestimmte teile davon zurück. zum glück, denn sonst könnten wir nur selbstleuchtende gegenstände sehen. farbmittel und naturfarbene gegenstände absorbieren und remittieren also, wenn sehbereichstrahlung auf sie trifft (remittieren: als remission, von lateinisch remittere = zurückschicken, bezeichnet man in der physik die ungerichtete [diffuse] streuung von strahlung im gegensatz zur regulären, gerichteten reflexion, die den gesetzen der optik entspricht, einfallswinkel = ausfallswinkel). die vom farbmittel remittierte strahlung wird spektralfarbe oder einfach nur farbe genannt, und in dieser qualität ist das grün, das sie sehen, eine grundfarbe (primärfarbe), die aus keinen anderen farben gemischt werden kann. verrückt, nicht? werden nach den dreifarbentheorien die drei spektralgrundfarben rot, grün und blau gleichermaßen miteinander gemischt, so erscheint uns das gemisch bei genügend intensität unbunt, hell und weiß. da mit jeder zugemischten farbe strahlung hinzukommt, vermehrt und verstärkt wird, nennt man die spektralfarbmischung additive farbmischung. die drei säulen sehen grün aus, weil der davon remittierten strahlung der rot- und blauanteil der darauffallenden sehbereichsstrahlung (das von uns zum sehen verwendete spektrum der strahlung) fehlen. die fehlende (absorbierte) strahlung wird in dem anstrich in wärme umgewandelt und die winter-linden verwenden sie sinnvoll für ihre photosynthese. für die linden ist der grünanteil der sehbereichsstrahlung offenbar zwecklos, weshalb sie ihn einfach remittieren, was für uns günstig ist, da wir dadurch ihre blätter so herrlich grün sehen.
in der subtraktiven farbmischung (absorbtiven farbmittelmischung) entsteht grün aus einer mischung aus den beiden grundfarben (primärfarbstoffen) gelb und cyan und ist eine sekundärfarbe (sekundärfarbstoff). in der additiven farbmischung (spektralfarbmischung) ist der farbwert (farbvalenz, lateinisch: valere = gelten) grün eine der drei grundfarben rot, grün, blau und eine primärfarbe.
was die sehbereichstrahlung (optische strahlung), die umgangssprachlich und auch im fachjargon der physiker ungenau einfach licht genannt wird, eigentlich ist, kann bis jetzt kein mensch eindeutig sagen. ihr wesen liegt jedenfalls unterhalb der chemischen stoffgrenze, sie ist also subatomar. physiker, die sich für die betrachtung subatomarer wesen (entitäten) am zuständigsten fühlen, sehen die strahlung je nach ihrem wunsch einmal als kontinuum (elektromagnetische wellen, elektromagnetische felder) und ein andermal als diskretum (elementare teilchen, quanten, photonen). obwohl niemand weiß, was die strahlung ist, wissen viele, was sie macht. jede/r, die/der hier in der „chill&chat“- zone am yppenplatz einmal in der sonne statt im schatten sitzt, spürt auf der nackten haut deutlich ihre wirkung. sie kann chemische substanzen ändern (photochemischer effekt). ihre strömungsgeschwindigkeit ist verhältnismäßig einfach zu messen; sie ist unheimlich schnell unterwegs, ungefähr dreihunderttausend kilometer in der sekunde - sekunde, nicht stunde - durch die luft, und wo sie auftrifft, überträgt sie milliarden winzigster wuchten (impulse). aber worauf es mir hier besonders ankommt, ist die feststellung, daß diese strahlung selbst in wahrheit weder hell noch dunkel ist und auch kein bißchen bunt. kurz zusammengefaßt heißt das, daß das grüne anstrichmittel, mit dem die litfaßsäulen beschichtet sind, tatsächlich keine grüne spektralfarbe remittiert, sondern eine absolut farblose strahlung mit bestimmtem impuls und bestimmter impulsdichte. physiker rechnen gerne zwischen impulsen und energie und frequenzen und wellenlängen hin und her und drücken die impulswerte der sehbereichstrahlung am liebsten in wellenlängen aus. demnach hat die von den säulen remittierte strahlung eine wellenlänge um die 490-540nm (nanometer = milliardstel meter). ob das wirklich stimmt, weiß ich nicht, denn ich hab's nicht nachgemessen. aber manches sollte man ja doch den messenden wissenschaftlern glauben können.
das war im groben umriß der äußere physikalische (zur physik bzw. optik gehörende) teil des sehr komplexen sehvorganges.
nicht nur unsere haut reagiert auf den einfluß der sehbereichstrahlung: diese erstreckt sich von etwa 380 bis 770 nm wellenlänge, was einer frequenz von etwa 789 bis 385 terahertz, (ein thz = eine billion schwingungen pro sekunde) entspricht. die feinsten sensoren dafür befinden sich in unseren augen, in der durchsichtigen, nicht einmal einen halben millimeter dünnen netzhaut (retina, lateinisch rete, netz, pars optica retinae), die den größten teil der innenfläche unserer augäpfel bedeckt, eingebettet. an dem inneren physiologischen (z.b. biochemischen und bioelektrischen informationsverarbeitenden funktionen unseres sehsinnes betreffenden) teil des sehvorganges wird noch immer mächtig geforscht. die unterschiedlichen nervenzellen (neurone, von griechisch neuron = nerv) in der netzhaut sind salopp gesagt ein aus dem knochenschädel herauslugender, neugieriger teil unseres gehirns. die spezialisierten, für die physikalische strahlung hochempfindlichen sinnesnervenzellen (fotorezeptorzellen) reagieren hier auf die feinen und schwachen impulse der strahlung im bereich von ungefähr 380 bis 770 nanometern, die von den objekten der umgebung remittiert wird, und wandeln sie in physiologische nervenimpulse um. die fotorezeptorzellen bilden dabei das erste oder frontglied unseres sehsinnes und sind besonders bedeutend, weil sie den eigentlich strahlungs- bzw. impulshochempfindlichen zelltyp darstellen. im mikroskop lassen sich der äußeren form nach zwei verschiedene fotorezeptor-zelltypen unterscheiden: die stäbchenzellen und die zapfenzellen. die außensegmente der stäbchen sind lang und schmal. die außensegmente der zapfen sind ebenso wie die gesamte zapfen-fotorezeptorzelle breiter als die stäbchen und verlaufen konisch zu. sehr, sehr vereinfacht gesagt, sind die besonders fein empfindlichen stäbchen auf das sehen bei schwacher beleuchtung spezialisiert (skotopisches sehen), die weniger empfindlichen zapfen für das farbsehen (photopisches sehen) verantwortlich. die menschliche netzhaut enthält etwa 120-130 millionen stäbchen, in die die etwa 6 millionen zapfen wie blumen auf einer wiese eingestreut sind. im aufbau sind stäbchen und zapfen ähnlich organisiert. sie verfügen über einen rötlicher farbstoff, den sehpurpur (rhodopsin). dieser ist aus einem eiweißkörper (dem glykoprotein opsin) und dem farbstoffmolekül 11-cis-retinal aufgebaut, welches im körper aus vitamin a gebildet wird. das außensegment der zelle ist der lichtsensitive biochemische bzw. photochemische reaktionsraum (kompartiment) der photorezeptoren. hier befinden sich die diskmembranen, membranabschnürungen (vesikel) bzw. membraneinfaltungen, dicht bepackt mit sehpurpur (zellmembran = teilweise undurchlässiges bzw. durchlässiges feines häutchen). die mit dem farbstoff zusammengesetzten eiweißmoleküle (proteide) rhodopsin sind in hoher konzentration (etwa 30 000 moleküle pro quadratmikrometer [mikrometer = ein tausendstel millimeter] ) in die disks der stäbchen und die membraneinfaltungen der zapfen eingelagert und initiieren hier die sogenannte visuelle signaltransduktion. die visuelle signaltransduktionskaskade bezeichnet die umwandlung der impulse eines äußeren physikalischen strahlenganges in ein inneres physiologisches signal im organismus. schon ein einziges physikalisches strahlteilchen (photon) kann eine stäbchenzelle aktivieren. allerdings müssen mehrere stäbchen aktiviert werden, damit die angedockten weiterführenden nervenzellen (neurone) der netzhaut reagieren. der einfall von optischer strahlung führt zu einer isomerisierung des retinals (11-cis-retinal zu all-trans-retinal). hierfür wird nur ein photon ausreichender energie benötigt. dadurch kommt es zu einer konformationsänderung im opsin, was über die aktivierung des g-proteins transducin augenblicklich, innerhalb einer tausendstelsekunde, zur auslösung der visuellen signaltransduktion führt. die enzymatische rückverwandlung (retinal-isomerase) in das ursprüngliche 11-cis-retinal und rhodopsin erfolgt langsam in mehreren schritten und kann bis zu einer halben stunde dauern. viele strahlungsimpulse lösen enzymkaskaden aus, die visuellen signaltransduktionskaskaden, die schließlich zu den aktivitätsänderungen der photorezeptorzellen führen. die photochemische transduktion, also die umwandlung von impulsen der optischen strahlung in neuronale elektrische spannung, funktioniert in zapfen und stäbchen gleich. der durch die strahlungabsorption ausgelöste intrazelluläre prozess führt zu einer elektrischen spannungserhöhung (hyperpolarisation) in den fotorezeptoren. sie generieren aber nicht selbst aktionspotenziale, sondern die erregungsweiterleitung in stäbchen und zapfen funktioniert auf andere weise als bei den meisten nervenzellen üblich: sie kodieren die physikalische strahlimpulsinformation nicht über die frequenz von aktionspotentialen, sondern über die stärke ihrer intrazellulären elektrischen spannungsänderung. trifft optische strahlung auf die fotorezeptorzelle, werden ionenkanäle in der zellmembran geschlossen, ausgelöst durch die signaltransduktionskaskade. die fotorezeptorzelle wird hyperpolarisiert und schüttet ihre chemischen botenstoffe (neurotransmitter) nicht weiter aus. die meisten anderen neurone sind in ihrer ruhelage, wenn kein reiz eintrifft, mit etwa -65 millivolt (ein millivolt, abgekürzt mv, entspricht dem tausendstel eines volt) elektrisch negativ geladen. wirkt auf sie ein reiz ein, schnellt die ladung für kurze zeit auf etwa +10 bis +30 mv in eine elektrisch positive ladung um, und ein aktionspotential wird durch diese depolarisation ausgelöst. stäbchen und zapfen sind in ihrer ruhelage, wenn keine optische strahlung eintrifft, jedoch mit etwa -40 mv weniger stark negativ geladen - also leicht depolarisiert. sobald strahlung auf sie einwirkt, werden sie noch negativer geladen, bis max. etwa -65 mv - also hyperpolarisiert - anstatt wie die anderen neurone elektrisch positiver zu werden. grob gesagt schüttet jedes andere „normale“ neuron umso mehr botenstoffe (neurotransmitter) in die synapse aus, je positiver es geladen ist. während normale neurone also bei einem reiz, der depolarisation bewirkt, auf einmal sehr viel mehr botenstoffe ausschütten, läuft diese reaktion bei fotorezeptoren genau umgekehrt ab: trifft strahlung ein, werden sie noch negativer (hyperpolarisiert) und schütten weniger botenstoffe aus als in ruhelage. nachgeschalteten zellen wird der strahlungsreiz also nicht durch mehr, sondern durch weniger ausgeschüttete botenstoffe signalisiert. sie schütten bei dunkelheit fortwährend mehr neurotransmitter, in dem fall glutamat (ja, richtig, den geschmacksverstärker mit der geschmacksnote umami, japanisch = köstlich oder schmackhaft) in die synapsen, als bei helligkeit - je weniger botenstoffe, desto stärker waren die strahlungsimpulse. merkwürdig, nicht?
sorgfältig sortieren die photorezeptorzellen die einfallende strahlung nach impuls und strahldichte (intensität). jede rezeptorart ist auf eine spezielle reizbandstärke ausgelegt - einen adäquaten reiz. durch die stäbchen können keine „farben“ unterschieden werden, da im gegensatz zu den zapfen alle stäbchen dasselbe empfindlichkeitsspektrum haben. stäbchen sind am empfindlichsten (absorbtionsmaximum) für strahlung mit einer wellenlänge von etwa 500 nm, das ist „blaugrün“, und reagieren, wie schon gesagt auf geringste intensität. die absolute helligkeitsschwelle, bei der ein signal weitergeleitet wird, liegt bei sechs strahlungsquanten (photonen). das auge hat also eine extrem hohe sensitivität. menschen sind trichromaten, d.h. sie besitzen drei zapfenarten mit unterschiedlichen strahlung-absorptionsmaxima. jodopsin ist die sammelbezeichnung für die drei leicht abgewandelten (geringe differenzen in ihren aminosäuresequenzen) farbsehmoleküle der zapfen, „rot“, „grün“ und „blau“. es handelt sich um proteine (so genannte opsine) verknüpft mit dem farbgebenden stoff (chromophor) 11-cis-retinal. die jeweiligen absorptionsmaxima liegen ungefähr bei 563 nm für das „rot“-sensitive molekül, 534 nm für das „grün“-sensitive molekül und 420 nm für das „blau“-sensitive molekül. jodopsine enthalten etwa 350-360 aminosäuren und sind membranproteine. die zapfen benötigen eine wesentlich größere photonenanzahl, mindestens etwa 200, als die stäbchen, um ein verlässliches signal an die in der netzhaut nachgeschalteten zellen weiterzuleiten. außerdem liefern meist viele stäbchen ihr signal über mehrere synapsen an die nachgeschalteten zellen, während oft nur ein zapfen mit den folgenden zellen verknüpft ist. darauf beruht das unterschiedliche tag- und nachtsehen: "nachts sind alle katzen grau". überwiegende aktivierung bestimmter zapfentypen ergibt entsprechende farbtöne. fehlt einer der drei zapfentypen bedeutet das für den betroffenen menschen farbenfehlsichtigkeit (dys-chromasie). andere wirbeltiere (vertebraten) haben teils nur zwei, teils ebenfalls drei, manchmal auch vier zapfentypen und sehen dementsprechend auch andere farben. daß unsere fotorezeptorzellen auch auf einen gewissen druck mit dem finger auf das geschlossene auge reagieren und der reiz als folge von aktionspotenzialen variabler frequenz in der sehrinde (zum sehsinn gehörender teil der großhirnrinde, visueller cortex) ankommt und da das psychologische phänomen licht oder farbe auslöst, ist ein indiz dafür, daß der innere physiologische prozess des sehvorganges auch ohne den äußeren physikalischen strahlungsunabhängig funktioniert. nur sieht man dann halt für gewöhnlich etwas anderes als das, was außerhalb des kopfes vor sich geht. kommt eine folge von aktionspotenzialen im visuellen cortex an, wird sie als seheindruck interpretiert, unabhängig davon, wodurch sie ausgelöst wurde.
kurz zusammengefaßt, wird die absorbtion von photonen in den fotorezeptoren zuerst in ein biochemisches signal übersetzt und dann in ein bioelektrisches signal, das wiederum über chemische synapsen nachgeschaltete neurone der retina stimuliert; aber von licht oder farbe ist bis jetzt nichts zu sehen. weder die physikalische strahlung noch die biochemischen und bioelektrischen signale sind bunt.
intraretinale informationsverarbeitung:
eine für uns typische nervenzelle hat von ihrem zellkörper ausgestreckt zwei verschiedene, vis a vis liegende fortsätze (bipolare zelle), auf der einen seite einen meist kurzstämmigen, aber stark verzweigten, zur aufnahme chemisch übertragener nervenimpulse, dendrit genannt (der dendrit, griechisch dendrites: zum baum gehörend) und auf der gegenüberliegenden seite einen meist viel längeren, faserartigen fortsatz, der elektrische nervenimpulse vom zellkörper wegleitet: das axon (griechisch = achse). das axon kann sehr lang sein und ermöglicht somit eine erregungsleitung über weite strecken. hierfür läuft ein elektrisches signal durch das axon, welches erzeugt wird, indem bestimmte ionen (elektrisch geladene atome bzw. moleküle) gezielt durch die zellmembran durchgeschleust werden. das axonende steht über synapsen, an denen das signal chemisch weitergegeben wird, mit anderen nervenzellen oder empfängerzellen in verbindung.
interneuronale synapsen, (griechisch syn = zusammen, haptein = ergreifen, fassen, tasten) sind kontaktstellen zwischen nervenzellen untereinander. an ihnen findet die erregungsübertragung von einem axon auf eine andere zelle statt. an chemischen synapsen wird ein elektrisches signal zunächst in ein chemisches signal umgewandelt: eine in der signalgebenden nervenzelle erzeugte elektrische entladung, das aktionspotential, führt dazu, daß an der präsynaptischen membran botenstoffe (neurotransmitter) ausgeschüttet werden. diese chemischen botenstoffe binden sich an membranrezeptoren einer signalempfangenden nervenzelle (postsynaptische membran) und führen auch dort zu spannungsänderung. das besondere an der chemischen synapse ist, daß es keine direkte verbindung zwischen prä- und postsynaptischer zelle gibt. das system besteht also aus zwei getrennten komponenten, die präsynapse und die postsynapse. sie werden durch den synaptischen spalt getrennt. diese kleine distanz von 20 bis 30 tausendstel millimetern muss nun überwunden werden. das geschieht mit hilfe von chemischen überträgerstoffen, die in den synaptischen bläschen (vesikeln) gebildet werden. präsynaptisch werden die teile einer synapse genannt, die vor dem synaptischen spalt liegen (signal liefernde zelle), postsynaptisch hingegen der teil der synapse, der nach dem synaptischen spalt liegt (signal empfangende zelle).
vorgangsweise:
1 depolarisation der präsynaptischen membran (aktionspotential)
2 öffnen der kalzium-kanäle, einstrom von kalzium in die zelle
3 verschmelzen der transmitter enthaltenden vesikel mit präsynaptischer membran
4 freisetzung des transmitters in den synaptischen spalt (exozytose)
5 anlagerung von transmittern an den rezeptoren der postsynaptische membran (schlüssel-schloss-prinzip)
6 öffnen der natrium-kanäle der postsynaptischen membran (depolarisation)
7 enzymatische aufspaltung der transmittermoleküle
8 wiederaufnahme der spaltprodukte durch die präsynaptische membran
(achtung! nicht vergessen, die photorezeptorzellen bilden eine ausnahme; sie bilden kein aktionspotential)
die synapsen der fotorezeptoren sind spezialisierte, sogenannte "ribbon-synapsen", in bezug auf eine band- oder plattenartige struktur direkt an der aktiven zone der präsynapse. an die ribbon-struktur sind viele synaptische vesikel (transmitter enthaltende membranbläschen) gekoppelt und es können im vergleich zu „normalen“ synapsen eine weit höhere anzahl von botenstoffen pro zeiteinheit ausgeschüttet werden. zapfen besitzen wesentlich mehr ribbons als stäbchen.
über die z.b. für das kontrastsehen (helligkeitsausgleich, kontrastverstärkung) bei unterschiedlicher beleuchtung sehr wichtigen, über die ribbon-synapsen den rezeptorzellen nachgeschalteten horizontalzellen, die die photorezeptorzellen quer (lateral) miteinander verknüpfen und deren signale sortieren und manipulieren, aber selbst nicht zum gehirn leiten (nicht afferent sind), will ich mich jetzt hier nicht mehr genauer auslassen. langsam reicht mir das geschreibsel, das der typische yppenplatz -"chill&chatter" sowieso nicht liest, auch schon selber.
die afferenten (in richtung gehirn ableitenden) bipolaren zellen der retina (bipolar = mit zwei fortsätzen, dendrit und axon) docken ebenfalls mit ihren dendriten an meist mehrere stäbchen, manchmal weniger zapfen, der ribbon-synapsen der photorezeptorzellen an und leiten die nervensignale der stäbchen und zapfen senkrecht zur netzhautebene (vertikal) durch ihre axone an die präzisen retinalen ganglienzellen weiter. wir haben neun verschiedene zapfen-gesteuerte bipolarzellentypen und einen typ von stäbchen-gesteuerten bipolaren zellen. ähnlich wie die fotorezeptoren (stäbchen und zapfen), von welchen die bipolaren zellen signale erhalten, weisen sie eine besonderheit in der erregungsweiterleitung im gegensatz zur großen mehrzahl der anderen neuronen auf: sie kodieren ihre information nicht über die frequenz von aktionspotentialen, sondern durch eine graduierte elektrische potentialänderung und der damit verbundenen veränderung der anzahl ausgeschütteter botenstoffe (neurotransmitter). der in die üppigen ribbon-synapsen der vorgeschalteten rezeptorzellen ausgeschüttete neurotransmitter glutamat kann auf die einen bipolarzellen erregend, stimulierend (exzitatorisch) oder auf die anderen gegenteilig, erregungshemmend (inhibitorisch) wirken, weshalb sie auch als schaltzellen (on- oder off-zellen) bezeichnet werden.
die strahlungsimpulse werden von den sinneszellen der retina, den stäbchen und zapfen, registriert. sie bilden ein membranpotential, das über bipolare zellen an ganglienzellen weitergeleitet wird, wo erstmals die für „normale“ nervenzellen üblichen frequenzkodierten aktionspotentiale ausgelöst werden. die langen fortsätze der retinalen ganglienzellen bilden den ausgang der netzhaut, den sehnerv (nervus opticus), der die aktionspotentiale ins gehirn weiterleitet.
das ist aber längst nicht alles, was in der netzhaut passiert. in der retina geschieht wesentlich mehr, als die signale von sinneszellen einfach weiterzugeben. es gibt unter etlichen anderen zellen (verschiedene gliazellen) noch die für das sehen besonders wichtigen vielfältigen amakrinzellen. diese winzigen gehirnlosen tierchen vollbringen bereits in der dünnen netzhaut durch ihre seitlichen (lateralen) verschaltungen eine gewaltige gemeinsame denkleistung. die bipolaren zellen leiten nicht einfach strikt ein signal der fotorezeptoren direkt an die ganglienzellen weiter: die amakrinzellen schalten sich auf der ebene der synapsen (in der inneren plexiformschicht der netzhaut) zwischen bipolarzellen und ganglienzellen dazwischen und beeinflussen die aktivitätsweiterleitung ganz wesentlich.
die amakrinen zellen sind auch eine besondere art von nervenzellen: ohne axon, aber dafür mit um so mehr und umso längeren dendriten. die dendritischen fortsätze dieser neurone sind sowohl ableitend (postsynaptisch), als auch zuleitend (präsynaptisch). amakrinzellen können als, nur zwischen den anderen nervenzellen verschaltende zellen (retinale interneurone) betrachtet werden. in unserer netzhaut arbeiten vermutlich mindestens siebzehn verschiedene morphologische typen von amakrinzellen. es gibt wahrscheinlich keinen neurotransmitter im zentralnervensystem, der nicht auch in dem einen oder anderen typ von amakrinzellen vorkommt. sie verfügen ebenso über erregend wirkende (exzitatorische), als auch hemmend wirkende (inhibitorische) botenstoffe. die vielen fortsätze der amakrinzellen erstrecken sich in die innere plexiforme schicht (eine fast zellkörperlose, von dicht vernetzten nervenfortsätzen geprägte schicht, auch innere synapsenschicht genannt, der ohnehin schon dünnen netzhaut, die sich noch in zehn verschaltungsebenen einteilen läßt) und bilden ein so dichtes geflecht, daß jeder quadratmillimeter der plexiformen schicht von bis zu 3 m dendritischer fortsätze eines amakrinzelltyps durchdrungen werden kann. sie verbinden sich da synaptisch mit den axonen der bipolarzellen, den dendriten der ganglienzellen, und ihresgleichen. ihre teils rhythmischen depolarisationen nehmen nicht die form von aktionspotentialen an, wie sie in den retinalen ganglienzellen erzeugt werden. ihre denkleistung liegt in der verrechnung bzw. koordinierung des bipolarzell-outputs, den sie modulieren. was bei den ganglienzellen am ende als signalmuster (repräsentationen) der elektrischen aktivität herauskommt, ergibt sich aus der verrechnung von erregenden signalen der bipolarzellen und hemmenden signalen der amakrinzellen.
die den bipolarzellen und amakrinzellen nachgeschalteten „normalen“ nervenzellen, die zwölf verschiedenen ganglienzelltypen, auch präzise retinale ganglienzellen genannt, erhalten durch die arbeit der amakrinzellen regelrechte abstrahierte „filmspuren“ von der sehszene. jedem der zwölf ganglienzelltypen wird eine eigene spur zugewiesen, sodaß schließlich ein dutzend „filmspuren“ durch den sehnerv die netzhaut verlassen. jede spur enthält einen anderen aspekt dessen, was sich vor den augen abspielt, einen anderen vereinfachten „film“ aus elektrisch kodierten abstraktionen. so überträgt eine „film“-spur zum beispiel umrisse von objekten, etwa wie bei einer strichzeichnung. eine andere informiert über bewegung in der visuellen szene. wieder andere erfassen dunkle bzw. helle bereiche. zu jeder datenspur gehört im sehnerv eine eigene typgruppe von fasern. in den „netzhautfilmen“ findet sich alles wieder, was wir vor uns sehen, und sie laufen fort, solange wir hinschauen. auch von einem unbewegten, schwarzen punkt irgendwo in einem farblosen raum, erzeugt die netzhaut einen fortlaufenden „film“, denn sie nimmt ihn kontinuierlich auf.
das durch den optischen apparat auge projizierte bild der szene wird bereits in der netzhaut analysiert und zu filmspuren verarbeitet („helligkeitsausgleich“, „kontrastverstärkung“, „farbe“, „bewegung“, „etc.“). was das auge dem gehirn gleichzeitig auf zwölf „filmspuren“ mitteilt, ist somit ergebnis dessen, was jeweils bei den zwölf typen von ganglienzellen einläuft. diese inhalte resultieren wesentlich aus den wechselwirkungen zwischen amakrin- und bipolarzellen. zum gehirn gelangen zwölf völlig verschiedene fortlaufende „filme“ als elektro-physiologisches geschehen - kein licht und keine farbe!
die langen axone der ganglienzellen bilden die beiden sehnerven (nervi optici), die die aktionspotenziale in richtung sehrinde (visueller cortex) weiterreichen. nach eintritt in die schädelhöhle kreuzen die sehnerven beider augen in der sehnervenkreuzung (chiasma opticum) an der gehirnbasis. ungekreuzt weiter verlaufen die äußeren (temporalen) fasern, während die inneren (nasalen) zur gegenseite kreuzen. auf die weise verlaufen die fasern der linken netzhauthälfte beider augen in richtung linke hirnhälfte und die der rechten netzhauthälften in richtung rechte hirnhälfte. dadurch sehen wir dreidimensionale tiefe und haben eine optimale raumwahrnehmung. das haben nicht alle, die augen haben, z.b. ein huhn hat sie nicht. von der sehnervenkreuzung setzen sich die sehbahnen (tracti optici) weiter fort zum seitlichen kniehöcker (corpus geniculatum laterale) des zwischenhirns (der thalamus, von griech. thálamos = schlafgemach, kammer, bildet den größten teil des zwischenhirns [bei manchen leuten ist nicht nur das zwischenhirn eine schlafkammer] ). hier findet die erste verschaltung der sehbahnen außerhalb der retina statt. der seitliche kniehöcker ist ein kerngebiet, in dem etwa 90 % der axone des sehnervs enden und wo sie über synapsen in den spezifischen thalamuskernen jeweils auf nachfolgende nervenzellen umgeschaltet werden. die neurone des seitlichen kniehöckers erhalten nicht nur input von der netzhaut (afferente signale), sondern weit mehr von der großhirnrinde (efferente signale) und dem zwischenhirn, sowie anderen nervenzellen des seitlichen kniehöckers. all diese informationen werden hier integriert und gelangen in der sehstrahlung zur sehrinde. die umschaltung im thalamus ermöglicht eine primitive informationsverarbeitung, indem das zwischenhirn als filter fungiert und entscheidet, welche informationen für den organismus im moment so wichtig sind, daß sie an die großhirnrinde weitergeleitet und bewußt werden sollen. das zwischenhirn wird deshalb oft als „tor zum bewußtsein“ bezeichnet. gibt es hier schon farbe und licht? ich bin mir sicher, es gibt sie hier noch immer nicht.
vom zwischenhirn führen die sehbahnen über die breit gefächerte sehstrahlung (radiatio optica) seitlich zum hintersten teil des großhirns (cortex), den beiden hinterhauptslappen (okzipitallappen), die die beiden primären und sekundären sehzentren (zusammen visueller cortex) enthalten. die primären sehzentren (auch primäre sehrinde, primärer visueller kortex oder area stria genannt) sind äußerst komplex aus ca. 250.000.000 raffiniert verschalteten nervenzellen gebaut, was bei der geringen dicke der rinde von maximal 2mm eine sehr hohe zelldichte bedeutet. die primäre sehrinde besitzt einen für den stammesgeschichtlich jüngsten teil des großhirns (neocortex) typischen sechsschichtigen aufbau, den ich hier jetzt nicht mehr beschreiben mag, weil mir die tipperei schon auf die sehnerven geht, obwohl es gerade erst jetzt spannend wird.
beide primären sehrinden liegen anatomisch dicht beieinander und sind nur durch den trennspalt zwischen den beiden hirnhälften (interhemisphärenspalt) getrennt. in jeder primären sehrinde ist die gegenüberliegende (kontralaterale) gesichtsfeldhälfte repräsentiert. jeder in den ganglienzellen zusammengefaßten rezeptorgruppe der netzhaut im auge ist ein bestimmter bereich in den primären sehrinden zugeordnet. die sehrinden sind retinotop aufgebaut, was bedeutet, daß auf der netzhaut nebeneinander abgebildete punkte auch hier nebeneinander liegen (die retinotope struktur bleibt senkrecht durch alle schichten gleich). während des ganzen transportes der signale vom auge bis hierher bleiben die räumlichen lagebeziehungen der rezeptoren in den lagebeziehungen der nervenbahnen und synapsen erhalten. diese lagebeziehung ist in den primären sehrinden als neuronale karte nachweisbar.
die signalverarbeitung erfolgt hier in den für mich besonders interessanten übereinander gelagert organisierten zellverbänden, den sogenannten kortikalen säulen (die säulen der sehrinde werden auch hypersäulen genannt). das sind senkrecht zur oberfläche stehende, durch alle sechs schichten ragende, übereinanderliegende nervenzellen, die besonders eng zusammenarbeiten und seitlich dicht vernetzt sind. jeder ort der netzhaut wird durch eine etwa 1mm dicke zylindrische hypersäule der sehrinde (kortikal) repräsentiert. die hypersäulen sind fast identisch organisierte „elemente“ kortikaler verarbeitung. all ihre zellen arbeiten am selben projekt; sie haben funktionale eigenschaften gemeinsam, z.b. die art des stimulus, der maximale erregung hervorruft. sie stellen damit sozusagen die elementaren verarbeitungseinheiten (module) der sehrinde dar. sie werden auch als phylogenetische säulen gesehen (phylogenese, altgr. phýlon = stamm und génesis = ursprung, die stammesgeschichtliche biologische entwicklung betreffend), da sie in ihrer form seit jahrhunderttausenden existieren. bei allen tieren, die eine sehrinde haben, findet man die sehr ähnliche anordnung der neuronen in den hypersäulen. ebenso sind die größe der säulen und die anzahl der neuronen in den einzelnen säulen bei allen arten weitgehend gleich: von der maus über das pferd bis zu ihnen und mir. die hypersäulen erhalten ihren nervösen input (afferente signale) von der netzhaut über die fasern aus dem zwischenhirn (thalamus).
für mich sind die hypersäulen deshalb so besonders interessant, weil nach meiner hypothese genau hier die geburtsstätte der farbvalenz grün liegt, die sie an den drei litfaßsäulen sehen. (insofern haben die hypersäulen und die litfaßsäulen etwas gemeinsames - schmunzel).
in den hypersäulen der primären areale des sensorischen kortex erscheint meines erachtens nach das erste mal auf dem komplizierten weg von den litfaßsäulen bis hierher die völlig andere neue geistige qualität licht bzw. farbe auf eine von noch keinem menschen verstandene weise. der sehweg macht von den litfaßsäulen zu den hypersäulen eine metamorphose durch. vom farblosen physikalischen stadium über das farblose physiologische stadium bis zum letztendlich farbigen psychologischen stadium.
ich meine, daß in den hypersäulen der primären sehrinde das erste mal die genuin psychischen phänomene licht und farbe erscheinen. allerdings könnten wir damit genauso wenig anfangen wie ein fotoapparat, da es sich dabei nur um eine interpretationsfreie repräsentation handelt.
die komplexität der visuellen wahrnehmung wird in der sekundären sehrinde, die afferente signale aus der primären sehrinde erhält, noch gesteigert. auch hier gibt es kortikale säulen, in denen nun die grüne farbe durch assoziation bewußt erkannt wird. von hier laufen afferente signale in die tertiären areale (assoziationsfelder) in denen dann schließlich die grüne farbe mit früheren erlebnissen und erlerntem und gefühlen verknüpft wird, wie z.b.: „grün beruhigt mich.“ „grün erscheint mir beunruhigend giftig.“ „marsmenschen sind grün.“
von den tertiären und sekundären zentren laufen auch efferente bahnen in die primäre sehrinde zurück, mit dem effekt, daß wir auch im stockdunkeln mit geschlossenen augen im rem-schlaf (rem = rapid eye movement), wenn die efferenten zellen feuern, anstatt mit uns zu schlafen, die herrlichsten licht- und farberscheinungen erleben können, z.b. traumhaft schöne bunte landschaften und städte im sonnenlicht.
schließlich soll hier festgehalten werden, daß die vorstellung, farbe sei etwas anderes als licht, falsch ist. licht hat viele farben. jede farbe ist licht, auch eine dunkle. weiters ist die vorstellung, daß licht und farben von messbarer und objektivierbarer physikalischer art wären, falsch. ferner ist die vorstellung, daß licht und farben messbare und objektivierbare physiologische prozesse wären, falsch.
licht und farbe sind unmessbare, subjektive, geistige gebilde (mentale konstrukte), geistige erscheinungen (psychische phänomene), unbewußtes denken, als resultat oder wirkung ursächlicher, messbarer, physiologischer prozesse und eventueller, nicht unbedingt notwendiger, messbarer physikalischer strahlung. tageshelligkeit ist keine physikalische größe, sondern die im visuellen kortex zum phänomenalen eindruck gewandelte impulsintensität an den photorezeptoren.
der sehsinn berührt in den hypersäulen das ewige philosophische problem mit geist und materie.
die optische strahlung wird im allgemeinen sprachgebrauch und in besonders peinlicher weise von physikern falscherweise licht genannt. diese feststellung soll aber jetzt nicht heißen, daß ich hier biblisch-babylonische sprachverwirrung stiften möchte. mir wäre es selber peinlich, wenn man einem kind mit kontemporärem wissen den tipp gibt, es solle doch den zettel zum lesen ins licht halten anstatt in den schatten, und das folgsame kind dann den zettel einrollt, um ihn durch nase oder ohren ins hirn einzuführen, weil es licht ja nur im hirn gibt (na ja, das ist ein blödes beispiel). bei physikern ist der ungenaue sprachgebrauch besonders ungünstig, weil sie dadurch, für physiker besonders peinlich, ursache und wirkung verwechseln. zum beispiel ist der von universitätsprofessoren für physik verwendete und gelehrte folgende satz: "das licht ist der für menschen sichtbare bereich der elektromagnetischen strahlung", logisch vernunftfern (grenzdebil) und entspricht in keiner weise kontemporärem wissen und denken. die elektromagnetische strahlung oder einfacher gesagt, die optische strahlung ist an sich unsichtbar. sie ist selbst nicht licht, sie ist eine mögliche ursache von licht.
sollten sie versuchen, meine künstlerische sicht von licht über wikipedia der allgemeinheit zur verfügung zu stellen, dann werden sie von den barbarischen wächtern des lichtes des üblen vandalismus bezichtigt und wenn sie ihren computer nicht hinter einer externen firewall verschanzt haben, bis in diesen hinein verfolgt. kontemporäres denken ist nicht nur bei wikipedia nicht aktuell. es macht auch theologen samt ihrem gott zu prähistorischen denkern. in der biblischen schöpfungsgeschichte ist das licht das erste werk gottes. da lobe ich mir den ausspruch von kasperl obergscheit in einem internetforum: "und wenn es tausend sonnen gab, bevor es leben gab, war die welt finster."
wie trostlos licht- und farblos die welt außerhalb unseres kopfes wirklich aussieht, können wir uns nicht einmal im kühnsten traum vorstellen. umso tröstlicher ist es selbst für den dümmsten yppenplatz-„chill&chatter“, daß wir über ein so sensationell phantastisches gehirn verfügen, das uns die welt in bestem licht und den schönsten farben vorspielt.
ich bin natürlich nicht der erste und einzige, dem das licht im hirn aufgegangen ist:
alhazen oder ibn al-haytham, (965 - 1040)
leonardo da vinci (1452 - 1519)
rené descartes (1596 – 1650)
sir isaac newton (1643 - 1727)
johann wolfgang von goethe (1749 - 1832)
michel eugene chevreul (1786-1889)
gustav theodor fechner (1801 –1887)
hermann ludwig ferdinand von helmholtz (1821 – 1894)
theodor meynert (1833 – 1892)
und später vielen anderen vernunftbegabte besonders malern.
ingo neu, wien, september 2009