Wer kurzsichtig ist, kann Objekte in der Ferne nur unscharf erkennen. In Deutschland ist rund jeder Dritte betroffen, in Teilen Ostasiens sogar fast 90 Prozent der jungen Erwachsenen. Gerade bei Kindern und Jugendlichen nimmt der Anteil stark zu. „Kurzsichtigkeit hat weltweit fast epidemische Ausmaße erreicht, doch wir verstehen noch immer nicht vollständig, warum“, sagt Seniorautor Jose-Manuel Alonso von der State University in New York. Auch wenn genetische Faktoren eine Rolle spielen, können sie nicht erklären, warum das Problem sich innerhalb weniger Generationen so rapide verschärft hat. Als Ursache wird häufig viel Zeit an Bildschirmen diskutiert, doch die möglichen Mechanismen dafür sind noch unklar.
Arbeit für die Augen
Gemeinsam mit einem Team um Erstautorin Urusha Maharjan hat Alonso nun erforscht, wie unser Auge auf nahe visuelle Reize reagiert und welche Prozesse dabei womöglich die Kurzsichtigkeit fördern. Dazu baten die Forschenden 21 kurzsichtige und 13 normalsichtige Freiwillige, mit einem Auge ein kleines Quadrat zu fokussieren. Mit Hilfe einer elektrisch einstellbaren Linse stellte das Team das Quadrat unscharf, sodass die Testpersonen ihre Augen anstrengen mussten, um es wieder scharf zu sehen. Bei dieser sogenannten Akkommodation sorgen die Augenmuskeln dafür, dass sich die Linse verdickt und so nahe Objekte schärfer abbildet. Für zusätzliche Schärfe zieht sich die Pupille zusammen. Außerdem bewegen sich die beiden Augen aufeinander zu, um das nahe Objekt zu fokussieren.
Während die Probanden nacheinander zahlreiche helle und dunkle Quadrate mit unterschiedlichem Kontrast zum Hintergrund fokussierten, maßen die Forschenden die Veränderungen von Pupillengröße und Augenposition und erfassten zudem, in welchem Maße die verschiedenen Sehbahnen aktiviert wurden. Einige Nervenzellen der Netzhaut reagieren nämlich auf Licht, andere auf Dunkelheit. Diese sogenannten ON- und OFF-Sehbahnen verarbeiten Helligkeitskontraste unterschiedlich und leiten die Signale getrennt ins Gehirn weiter.
Zu wenig Licht auf der Netzhaut
Dabei zeigte sich: Je mehr sich die Probanden anstrengen mussten, um das Quadrat zu fokussieren, desto mehr bewegten sich ihre Augen aufeinander zu und desto enger wurden ihre Pupillen – und zwar unabhängig von der absoluten Helligkeit. Bei schwacher Beleuchtung führte das dazu, dass durch die verengten Pupillen nur noch wenig Licht auf die Netzhaut fiel. Entsprechend wurden die auf Licht reagierenden ON-Bahnen im Vergleich zu den OFF-Bahnen weniger aktiviert. Bei kurzsichtigen Menschen waren alle beobachteten Effekte deutlich ausgeprägter: Ihre Pupillen verengten sich stärker und ihre auf Dunkelheit reagierenden OFF-Bahnen waren dominanter als die ON-Bahnen.
