Ich möchte für diese Einladung ganz herzlich danken und hoffe, dass meine altmodische Sprache, Schuldeutsch von -50er Jahren, den Inhalt meines Referats verständlich überträgt. Deutsch war meine längste Fremdsprache in der Schule, denn Deutsch war damals die Sprache der Medizin. Aber 1959 als ich zu studieren begann, war alles verändert, wir haben die Studien mit Hamiltons Anatomy begonnen. Während der Studien und der langen Aufenthalten in den Vereinigten Staaten habe ich nur etwa zwanzig Vorlesungen auf deutsch gehalten, bis vorigem Jahr, als ich zwei Monaten in Dortmund als Cambrinus Stipendiat verbracht habe.

Diesen kryptischen Satz „Jetzt sehe ich, was ich nicht sehe” habe ich zum Namen meines Referats gewählt, da er die jetzige Situation in der Untersuchung der Sehbehinderten ausdrücklich beschreibt. Wir beginnen jetzt einzusehen, was wir bisher übersehen haben. Der Name deutet auch auf ein wahres Geschehnis hin, das in Finnland vor einem Jahre passiert hat.

Die Optometristen hatten eine Reihenuntersuchung geordnet, um die Sehschärfe der Autofahrer zu messen, als diese die Prüfung ihres Autos warten sollten. Diesmal wurde die Sehschärfe sowohl auf hohem als auch auf 2.5%:em Kontrast gemessen. Ein alter Mann war einer der ersten Untersuchten. Auf hohem Kontrast war seine Sehschärfe normal. Als er die 2.5% Tafel lesen sollte, fragte er: „Was meinen Sie mit dieser weißen Tafel?“ Der Test sollte bis zu einer Entfernung von einem Meter gebracht werden, bevor er etwas sah. Da hat er ausgerufen: “JETZT SEHE ICH, WAS ICH NICHT SEHE”.

Es hatte ihm immer geärgert, dass er im Winter so große Schwierigkeiten beim Autofahren gehabt hatte. Den Weg konnte er gar nicht wahrnehmen, wenn es neu gefallenen Schnee da gab und in Dämmerung und Regen fühlte er sich sehr unsicher. Er hatte seine Schwierigkeiten mehrmals dem Augenarzt und dem Optometrist erwähnt und dann gehört, dass sein Sehen normal war. Es war ihm eine Erleichterung zu erfahren, dass die Schwierigkeiten eine physiologische Erklärung hatten. Es war die Qualität des Bildes, nicht die Qualität seiner Beobachtungs- und Konzentrationsfähigkeit, die das Autofahren schwierig machte.

Beim Autofahren benutzen wir sehr viel Informationen auf niedrigen Kontraststufen, speziell im Nebel, Regen und in Dämmerung. In lebenspraktischen Aufgaben und speziell in der Kommunikation sind viele wichtige Details auf niedrigem Kontrast. Denken Sie mal an die flüchtigen Schatten, welche die Wahrnehmung der Ausdrücke auf unseren Gesichtern ermöglichen. Ausdrücke sind leichte Schatten in Bewegung. Auch Beobachtung in lebenspraktischen Tätigkeiten und Orientierung in einer Umgebung benutzen oft visuelle Informationen großer Formen auf niedrigen Kontraststufen. Diese Information ist in wirklicher oder relativer Bewegung. Auch wenn das Bild unklar ist und die feinen Linien verschwinden, kann man die Formen der Umgebung sehen und sich in der Umgebung orientieren.

Die visuellen Informationen, die wir wahrnehmen, bestehen aus Linien, breite und schmale Linien. Wie wir im Bild 10 sehen, können wir breite Linien bei niedrigen Kontraststufen sehen, die schmalen Linien nur bei viel höheren Kontrasten.

Diese Tatsache ist ganz klar in der Kontrastempfindlichkeitskurve zu sehen. Diese Bilder (11 und 12) zeigen die Form der Kontrastempfindlichkeitskurve, wenn Gitterstimuli benutzt werden. Die breiten Linien, niedrigen Ortsfrequenzen sind auf der linken Seite des Bildes, die hohen Ortsfrequenzen auf der rechten Seite.

Wenn Gittertests benutzt werden, ist die Größe des Stimulus eine Variable, welche die Schwellenwerte beeinflusst und darum standardisiert sein sollte. Sehr oft wird heute nur eine Größe gewählt. Dadurch verliert man viele interessante Beobachtungen. Schon in einem normalen visuellen System erhält man unterschiedliche Schwellwerte als eine Funktion der Stimulusgröße: im Gebiet der niedrigen spatialen Frequenzen, der Ortsfrequenzen, sind die Werte desto höher, je größer der Stimulus ist. Beim normalen visuellen System sind die Kontrastempfindlichkeitswerte im Bereich hoher Ortsfrequenzen gleich, wenn sie mit Reizfeldern von verschiedenen Größe gemessen werden. Der absteigende (abfallende)Teil der Kurve (slope auf english) bleibt unverändert, wenn der Stimulus größer wird. Die Kontrastsensitivitätskurve beschreibt, dass viel mehr Informationen in den niedrigen als in den hohen Ortsfrequenzen überführt werden.

Dieses Phänomen möchte ich mit dem nächsten Diabild (13) demonstrieren. Vom Photo A , ist das Bild B so gemacht, dass Dr.Maffei die schmalen Linien weggefiltert hat, das Bild C so, dass darin nur die schmalen Linien da sind. Wie wir sehen, gibt es viel mehr visuelle Informationen im Bild B als im Bild C. Dies ist eine der wichtigsten Details meines Referats, die Sie hoffentlich mitnehmen werden:

Visuelle Informationen sind oft auf niedrigen Kontraststufen und dadurch sind sie nicht im Bereich von schmalen Linien, von hohen Sehschärfewerten zu finden, sondern im Bereich von breiteren Linien.

Wir vergessen in unserer Arbeit oft, dass wir die runden Formen auf niedrigen Kontraststufen und im Gebiet des „schlechten“ Sehens, auf niedrigen und intermediären Ortsfrekvenzen sehen.

Jetzt ist es leicht zu sehen, dass es auch in dem Bild 14 keine schmalen Linien gibt, die visuellen Informationen sind auf niedrigen Ortsfrequenzen und niedrigen Kontraststufen. Darum spielt eine gute Sehschärfe nicht eine Rolle in solcher Verkehrssituation. Im Gegenteil erfahren Personen mit niedriger Sehschärfewerte keine Verschlechterung des Sehens solange das äußere Rauschen weniger als das innere Rauschen der Sehbahnen ist. Dadurch sind sie weniger als die normalsehenden Fahrer von schlechtem Wetter gestört.

Große Optotypen können genau so wie die breiten Linien auf niedrigem Kontrast wahrzunehmen (15), kleine Optotypen nur auf hohem Kontrast. Zeichnet man eine Linie dort, wo Optotypen nicht mehr zu sehen sind, eine Grenze zwischen dem Sichtlichen und dem Unsichtlichen, so entsteht die Kontrastsensitivitätskurve der Forminformationen. Oberhalb und nach Rechts ist das Unsichtliche, unterhalb nach links sind die großen Details, nach rechts die kleinen Details, die man sehen kann. Die Kontrastsensitivitätskurve schildert die verschieden großen Details, die wir sehen. Der Sehschärfewert ist der Punkt, wo die Kurve das X-Axis trifft. Er schildert nur die kleinsten Einzelheiten, die wir noch erkennen können.

Die Form der Kontrastsensitivitätskurve der Optotypen gleichen Informationen schildert sich von der der sinusoidalen Gitter auf niedrigen Ortsfrequenzen. Die Kurve biegt nicht abwärts, sondern hat ein Plateau.

Da die niedrigen Kontraststufen funktionell so wichtig sind, sollte die klinische Untersuchung Kontrastempfindlichkeit gründlich messen. Die Tests sind entweder Gittertests oder Optotypentests. Die Resultate dieser zwei Testtype bringen in den meisten Fällen in unterschiedliche Werte zu Tage. Diese Tatsache ist nicht allgemein bekannt.

Wie wir schon gesehen haben, sind die Werte der Kontrastsensitivität in normalen visuellen Systemen regelmäßig.

In pathologischen Sehsystemen variieren die Schwellenwerte unregelmäßig, was wir in dem Bild 20 sehen: In diesen zwei Fällen mit Makuladegeneration und zentralem Skotom zeigen die Kontrastsensitivitätskurve Unterschiede, mit denen man den zentralen Teil des Gesichtsfeldes beschreiben kann. Je größer der Unterschied zwischen den Werten der kleinsten und der größten Stimuli, desto größer ist der Verlust der Funktion nur in der Mitte.

Wenn Kontrastempfindlichkeit gemessen wird, sollte man darum wenigstens zwei verschieden große Stimuli benutzen, um die Werte in Follow-up Studien oder zwischen Patienten vergleichbar zu machen.

Diese zwei Personen haben beide eine Sehschärfe von 0.1, die Funktion der zentralen Netzhaut ist aber verschieden. Die Person A, die Makuladegeneration im rechten Auge hat, hat normale Werte gleich den des gesunden linken Auges bei den niedrigen Ortsfrequenzen schon mit 10 Grad Reizfeld. Die Person B hat niedrige Werte noch mit 20 Grad Reizfeld. Die räumliche Summation ist in B abnorm. Überraschend sind die Werte dieser zwei Personen mit dem 5 Grad Reizfeld gleich. Das meint, dass in beiden Fällen es einen Sehrest, eine Insel, gibt, wo die Gitter von 0.25 bis 4 cpd gleich gut gesehen wurden. Im Fall B wurde das 2.5.Grad Reizfeld gar nicht gesehen. Die schattierten Linien sind Normalkurven eines normalen jungen Beobachters.

In beiden Fällen A und B sehen wir, dass die Gittersehschärfe, die man von den Kurven extrapolieren kann, größer ist als die gemessene Optotypensehschärfe. Die Gittersehschärfe variiert als eine Funktion der Größe des Reizfeldes, das heißt, je größer das Reizfeld, desto höher ist die Gittersehschärfe.

In gleicher Weise geben Kontrastempfindlichkeitswerte neue Informationen, wenn man sie während der Genesung der Optikusneurit wiederholt (21). Diese zwei Fälle zeigten Unterschieden im Laufe der Genesung. Bei A wurden sowohl die Sehschärfe als die Kontrastsensitivität besser, im Fall B nur die Sehschärfe, weil nach der Genesung die zentrale Gesichtsfeldsinsel in der Mitte des zentralen Skotoms nur einen halben Grad ausreichte.

Es wäre ein großer Vorteil, wenn die Kontrastsensitivitätsmessungen eine internationale Rekommendation bezüglich der Größe der Stimuli, Luminanzwerten und Ortsfrequenzen erhielten.

Sehschärfemessung auf niedrigen Kontraststufen ist ein viel einfacherer Test der Kontrastempfindlichkeit als die Gittertests. Gebraucht man dieselben Optotypen als auf hohem Kontrast(23), sind die Schwellwerte auf derselben Kurve. Man braucht nur zwei oder drei Werte messen um eine genaue Untersuchung auszuführen. Die Sehschärfe auf niedrigeren Kontraststufen misst man in gleicher Weise als auf hohem Kontrast (24). Die Kontraststufe 2.5% ist eine praktische Stufe, denn die meisten Patienten sehen auf dieser Stufe noch etwas und in meisten Fällen ist der Wert etwa die Hälfte des Wertes auf hohem Kontrast (25).

Kontrastsensitivität verändert sich in drei verschienen Weisen (26):

Beim Typ I ist es typisch, dass die Kurve sich nach links schiebt ohne ihre Deklination zu ändern,

Beim Typ II ist die Funktion auf den niedrigen Kontraststufen weniger verloren als auf den hohen Kontraststufen, die Kontrastsensitivität ist relativ besser als die Sehschärfe, die Deklination der Kurve ist steil,

Der Typ III ist ein Gegenteil des Typs II: Sehen auf den niedrigen Kontraststufen ist verloren, obwohl die Sehschärfe auf hohem Kontrast fast normal sein kann.

Der Typ III kommt in Multipelsklerose, in diabetischer Retinopathie und in Katarakt vor. Den Typ II findet man in Makuladegenerationen und Narben, wenn das Skotom klein ist und die umgebende Netzhaut normal funktioniert.

Wegen der drei verschiedenen Veränderungstypen ist es möglich, dass drei Personen, die ganz gleiche Sehschärfewerte haben, verschiedene visuelle Funktionen leisten. Von den drei Kindern mit der Sehschärfe 0.3 (27), sieht ein Kind normal, das zweite ist moderat sehbehindert und das dritte ist schwer sehbehindert. Hat man die Kontrastsensitivität nicht untersucht, glaubt man oft, dass die unterschiedlichen Leistungen des Sehvermögens in der Benutzung des Sehens mit den kognitiven Leistungen der Kinder zu tun haben.

Ich möchte über drei Beispiele kurz referieren, die mir überraschend und die Augen öffnend gewesen sind. Einer dieser drei Fälle beruht auf einer diffusen Verletzung der Sehbahnen in der primären Sehrinde, der zweite auf einer Verletzung in den hinteren Sehbahnen und der dritte auf einer vererbten Änderung in der Mitte der Netzhaut.

Der erste Fall war eine junge Frau mit gut gepflegtem Diabetes, die ohne erklärbare Ursache große Schwankungen im Blutzucker hatte und mehrere Tage lang komatös im Universitätskrankenhaus lag, was mit epileptischen Anfällen und Hemiparesis endete. Drei Jahre später ist ihr Sehen schlecht geworden. Sie hat Leute in grauer Kleidung nicht bemerkt und einmal ist sie auf ihrem Fahrrad an ein graues Auto gefahren. Die Sehschärfewerte waren viel schlechter geworden, 0.1 und 0.4 ohne Veränderungen in der Netzhaut.

Als wir die Kontrastsensitivität mit Gitterstimuli gemessen haben, ist der erste Resultat sehr schlecht gewesen (29B). Da habe ich gesagt: „Die Messung funktioniert jetzt nicht. So schlecht kann ihr Sehen nicht sein, denn sie kann sich ohne Schwierigkeiten bewegen“. Die Patientin hat dies gehört und gesagt „Vielleicht beruht das schlechte Resultat darauf, dass ihre Bilder grau sind. Wir mussten ein Farbenfernsehgerät kaufen, da ich das schwarz-weiße nicht mehr sah“. Es gab einen grünen Filter neben an, so haben wir die Messung durch den grünen Filter gemacht. Die Kurve ist normal geworden. Dann haben wir die Messung nochmals ohne den Filter gemacht und wir haben wieder sehr schlechte Werte gemessen.

Damals, 1979, waren die parallelen Sehbahnen noch nicht bekannt, so wir haben die Werte mehrmals gemessen (30, 31) und jedes Mal gleiche Befunde gemacht: normale Werte mit dem grünen Filter und kaum messbare Werte ohne den Filter. Erst nach Untersuchungen während mehreren Monaten wagten wir es, diese merkwürdige Befunde zu veröffentlichen.

Seit der Zeit hat die Patientin leicht grüne und leicht rosa Gläser, durch denen sie graue Nuancen besser sieht. Doch braucht sie auch andere Strategien. Zum Beispiel sieht sie die Differenz zwischen den anatomischen und chirurgischen Pinzetten dadurch, dass an der Spitze der chirurgischen Pinzette ein blauer Trophächen zu sehen ist (32). Ein grauer Linienwinkel wird als hellblauer Punkt gesehen.

Dieser Fall lehrt uns, dass die Kontrastsensitivität in nur einem Teil der parallelen Sehbahnen, in den achromatischen Bahnen, verloren werden kann.

Eine andere Möglichkeit zum Unterschied in der Überführung der visuellen Informationen liegt in der Trennung der retinocalcarinen und tectalen Bahnen. Wenn die Verletzung hinter diesem Trennungspunkt geschieht (33), kann ein Teil der visuellen Information durch die tectalen Bahnen die kortikalen Funktionen erreichen.

Blutversorgungsschwierigkeiten sind in den hinteren Sehbahnen häufig der Fall. In diesem Fall (34) hat eine lange Migraineattacke zum Verlust der hinteren Sehbahnen geführt. Anstatt der hinteren Sehbahnen gibt es nur Liquor auf der rechten Seite.

Homonyme Hemianopie ist das Resultat der Verletzung (35), im Goldmann Gesichtsfeld findet man makuläre Sparung. In der blinden Gesichtsfeldhälfte konnte der Patient die Bewegung des größten Stimulus (4/V) als etwas Glühendes ohne eine Form wahrnehmen (graue Schattierung).

Wenn die blinde Hälfte zuerst mit Luminanzflickern (36, 37) von abnehmendem Kontrast, später auch mit Flickerbuchstabenstimuli untersucht wurde, konnten wir schon in der ersten Messung ziemlich gute Funktion dokumentieren, die nach Trainieren gleich gut wie auf der normalen Seite wurde (38).

Die Untersuchung der Funktion auf niedrigen Kontraststufen mit Flickerstimuli hilft uns entdecken, warum einige Patienten mit homonymen Gesichtsfelddefekten die „blinde“ Seite nicht blind wahrnehmen, sondern dort wirklich sehen. Es gibt Sehen ohne Formsehen. Dieses Wahrnehmen ist nicht „blind sight“. In diesem Fall hat der Patient nach Trainieren auch begrenztes Formsehen im hemianopischen Gesichtsfeld gekriegt (40).

Da diese Erfindung ganz revolutionär ist, haben wir sie mit MEG dokumentiert (41 - 44). Während der MEG waren die Flickerbuchstabenstimuli dieselben wie in den psychophysischen Untersuchungen. Aktivität war auf beiden Hemisphären zu messen. Die Aktivität auf der verletzten Seite reicht den temporalen Kortex verspätet.

Von diesem Fall lernen wir, dass in homonymer Hemianopie visuelle Informationen auf niedrigen Kontraststufen und in Bewegung in der blinden Gesichtsfeldhälfte wahrgenommen werden können. Dadurch hat die Person ein Gesichtsfeld mit fast normaler Funktion in Verkehrssituationen. Wir sehen Bewegung, nicht klare Formen im temporalen Gesichtsfeld.

In der Untersuchung von Patienten mit X-kromosomaler Retinoschisis (45-47) erhalten wir wichtige Befunde, wenn wir visuelle Funktionen auf niedrigen Kontraststufen messen. Der Retinoschisis ist es typisch, dass die Sehschärfe schon vor dem Schulalter 0.4-0.6 ist und im Schulalter noch etwas weniger wird, oft bis 0.2, was sie dann bleibt. Die Photos 46 und 47 zeigen die Netzhäute im Alter von 45 Jahren. Die kleinen Falten in den Foveas sind schwierig zu sehen. Sie ändern die Kontrastsensitivität im Gebiet der hohen Ortsfrequenzen, aber in niedrigen Ortsfrequenzen sind die Werte normal (48). Goldmann Gesichtsfeld zeigt normale Weite der peripheren Isoptern (49). Die Schwellenwerte in Octopus Gesichtsfeld (50) sind niedrig nur in der Mitte und in Macular Mapping Feld (51) gibt es nur drei Punkte, wo die Buchstaben gar nicht gesehen wurden. Lumianzflicker (52) war in der Fovea fast normal, und im peripheren Gesichtsfeld normal wahrgenommen. Nach diesen Befunden war es leicht zu verstehen, wie dieser Mann mit einer Sehschärfe von 0.2 mehr als eine Million Kilometer ohne Schwierigkeiten und ohne Strafen gefahren war.

Kontrastsensitivität sollen wir auch im Kindesalter messen (53). Bei Kleinkindern ist es nur als Detektionstest mit Hiding Heidi Test möglich (54). Damit erhalten wir wichtige Informationen über Wahrnehmen der Ausdrücke. Schon im Alter von 3-4 Jahren kann man Optotypentests benutzen (55). Im Alter von 6 Jahren erreichen die Werte die der Erwachsenen (56).

Messung der Funktion auf niedrigen Kontraststufen öffnet uns ein neues „Fenster“ in die visuellen Funktionen (57). „Low Vision“ erhält einen veränderten Inhalt (58). Obwohl die Sehschärfe niedrig ist, kann die Kontrastsensitivität normal, sogar hoch normal sein, und dies im Bereich, wo wir wichtige visuelle Informationen in Kommunikation und Bewegung wahrnehmen (59). „Low Vision“ ist nicht immer „low“ und normale Sehschärfewerte können mit funktional schlechtem Sehen verbunden sein. Mit einfachen Tests können wir einsehen, was und wie die sehbehinderten Personen sehen.

Die Bilder 61-62 sind von der Genesungsperiode der jungen Diabetikerfrau und zeigen, wie das Sehen allmählich besser wurde. Sie wurden während der Diskussion gezeigt.