Unter Augenbewegungen (Synonyme: Okulomotorik, Augenmotilität) versteht man die Gesamtheit aller motorischen Ausdrucksformen und Varianten, die den Augäpfeln (Bulbi oculi) zur Verfügung stehen, sich bewusst oder unbewusst, willkürlich oder unwillkürlich in unterschiedliche Richtungen drehen (oder drehen lassen) zu können. Sie sind als aktives Ereignis das Ergebnis bestimmter Innervationsvorgänge und dienen in den meisten Varianten der Aufnahme visueller Reize. Im Gegensatz hierzu bezeichnet man von „außen“ induzierte Augenbewegungen (beispielsweise durch den sogenannten Traktionstest) als passive Augenbewegungen, deren Untersuchung Aufschluss über zum Beispiel mechanisch bedingte Motilitätsstörungen geben soll.
Die Okulomotorik des Menschen vollzieht sich auf der Grundlage eines sehr komplexen Systems mit einer Reihe von Regelkreisen. In diesen Regelkreisen müssen bestimmte funktionale Erfordernisse erfüllt werden. So dient die Netzhaut (Retina) als eine Art Fühler, das Zentralnervensystem stellt Regelmechanismen zur Verfügung, und äußere Augenmuskeln (sechs beim Menschen) fungieren als Stellglied. Mit der Änderung der Augenstellung geht auch wieder eine Veränderung auf der Netzhaut einher, und der Informationsfluss wird zum Kreis.
Klassifizierung Folgende Einteilung der Augenbewegungen kann vorgenommen werden:
Duktionen nennt man die Drehbewegungen eines einzelnen Auges um einen horizontalen, vertikalen oder schrägen Meridian Torsion nennt man die Rollbewegungen eines oder beider Augen um die Sagittalachse Versionen (Synonyme: Blickwendungen, konjugierte oder assoziierte Augenbewegungen, gleichsinnige Augenbewegungen) schnelle Versionen Sakkaden (Blickzielbewegungen, willkürliche Bewegungen, spontane Blickbewegungen, Kommandobewegungen) rasche Phasen (des optokinetischen und vestibulären Nystagmus) langsame Versionen langsame Phasen (des optokinetischen Nystagmus, Folgebewegungen, Puppenkopf-Phänomen beim vestibulo-okulären Reflex)
Vergenzen (Synonyme: disjugierte Augenbewegungen, disjunktive Augenbewegungen, gegensinnige Augenbewegungen) akkommodative Vergenzen fusionale Vergenzen
In Abhängigkeit von der Art der Augenbewegungen „fühlt“ die Netzhaut unterschiedliche Regelgrößen. Bei Blickzielbewegungen ist dies die Position des Netzhautbildes, das foveolar fixiert werden soll. Beim optokinetischen Nystagmus ist es die Geschwindigkeit der Bildverschiebung über die Netzhaut. Bei Folgebewegungen ist es eine Kombination aus den vorgenannten Regelgrößen. Bei Vergenzen sind es die Disparität und die Schärfe der Abbildung. All diese Werte werden an die verschiedenen Regler im Zentralnervensystem übermittelt, wo ein Vergleich mit den Ist-Werten und den von der Aufmerksamkeitszuwendung abhängigen Soll-Werten erfolgt. Als Resultat erfolgt ein entsprechender Stellbefehl an die Augenmuskeln.
Physiologie der Augenbewegungen Bewegungsmechanik mini|Schematische Darstellung von Muskelebene und Abrollstrecke eines Augenmuskels Der Augapfel (Bulbus oculi) ist ein fast kugelförmiger Körper, der sich innerhalb bestimmter Grenzen ähnlich einer kardanischen Aufhängung um beliebig viele Achsen drehen kann, dabei seine Position innerhalb der Augenhöhle (Orbita) jedoch nicht bzw. nur unwesentlich verändert. Alle möglichen Drehachsen schneiden sich hierbei in einem einzigen Punkt innerhalb der Orbita, dem sogenannten Drehpunkt. Bei einem emmetropen Auge eines Erwachsenen befindet sich dieser Punkt ca. 13,5 mm hinter dem Hornhautscheitel, etwa auf der Gesichtslinie. Eine Augenbewegung ist abhängig von der Zugrichtung einer Muskelkraft, die bestimmt wird durch seinen Muskelursprung und Muskelansatz (Insertion) am Augapfel. Verbindet man Ursprung, Ansatz und Drehpunkt, erhält man die sogenannte Muskelebene. Die Drehachse eines Muskels ist die Lotrechte auf die Muskelebene und führt durch den Drehpunkt. Jeweils zwei Augenmuskeln eines Auges weisen eine ähnliche Muskelebene auf, haben annähernd die gleiche Drehachse, unterscheiden sich aber durch die Drehrichtung. Diese Muskeln mit gleicher Drehachse, aber unterschiedlicher Drehrichtung, werden Antagonisten genannt.
Die Kräfte, die ausschließlich am Umfang des Bulbus angreifen, lassen sich mit dem mechanischen Wirkungsprinzip von Hebel oder Rolle vergleichen. Der Punkt, an dem ein Augenmuskel den Augapfel tangential verlässt, wird Tangentialpunkt genannt. Den Umfang des Bulbus zwischen Muskelinsertion und Tangentialpunkt nennt man Abrollstrecke. Tangentialpunkt und Drehpunkt des Auges ergeben den Hebelarm. Dabei stellt die Anordnung des Muskelansatzes sicher, dass die ausgeübte Kraft tangential auf den Augapfel einwirkt und der wirksame Hebelarm sich nicht ändert.
Wenn das Auge sich innerhalb der Orbita nicht bewegt, bedeutet dies nicht, dass keine Kraft am Bulbus angreift, sondern lediglich, dass das angreifende Drehmoment in jeder Richtung so groß ist, wie das Drehmoment in der Gegenrichtung. Dieses Gleichgewicht ist ein stabiles Gleichgewicht und bleibt so lange unverändert, wie die Drehmomente unverändert bleiben. Ändert sich nun ein Hebel oder eine einwirkende Kraft, wird das Auge bewegt – und zwar so lange, bis ein neues Gleichgewicht erreicht wird. Die Differenz der angreifenden Drehmomente bestimmt hierbei die Geschwindigkeit der Augenbewegung.
Grundlagen der Augenbewegung mini|Ebene von Listing mit den drei Hauptdrehachsen Drei Drehachsen sind bei Augenbewegungen besonders hervorzuheben: die z-Achse, die senkrecht durch das Auge verläuft, die x-Achse, die waagerecht verläuft – beide liegen frontoparallel in der Ebene von Listing (benannt nach dem deutschen Mathematiker Johann Benedict Listing) –, und die y-Achse (auch Sagittalachse), die im Drehpunkt die Lotrechte auf diese Ebene bildet. Die Terminologie der Augenbewegungen basiert auf der Definition dieser drei Achsen.
Die Bewegungen erfolgen durch reziproke Veränderung der Innervation. Das Gesetz von Sherrington besagt, dass die Innervation eines Antagonisten in dem Maße nachlässt, in dem die des Agonisten verstärkt wird.
Zudem erleichtert es das Verständnis der Augenbewegungen, aus einer Nullstellung heraus die verschiedenen Blickrichtungen zu betrachten. Diese Nullstellung wird eingenommen bei gerader Kopf- und Körperhaltung und geradeaus gerichtetem Blick. Sie wird Primärstellung oder Primärposition genannt.
Bewegungsarten Drehbewegungen eines einzelnen Auges nennt man Duktionen. Hierbei unterscheidet man Adduktion (Bewegung zur Nase hin), Abduktion (Bewegung zur Schläfe), Supraduktion oder Elevation (Bewegung nach oben) und Infraduktion oder Depression (Bewegung nach unten). Eine Verrollung, also eine Drehung um die y-Achse, wird Inzykloduktion genannt, wenn sie mit dem oberen Umfang der Hornhaut zur Nase hin erfolgt, hingegen Exzykloduktion, wenn diese Bewegung zur Schläfe hin vollzogen wird. Die sechs äußeren Augenmuskeln erfüllen hierbei neben ihren Hauptfunktionen in Abhängigkeit von der momentanen Blickrichtung weitere, mehr oder weniger ausgeprägte Teilfunktionen.
Gleichzeitige Drehbewegungen beider Augen unterteilt man in Vergenzen und Versionen. Versionen sind konjugierte (gleichsinnige) Augenbewegungen, also Drehungen um parallele Achsen bei gleicher Drehrichtung. Man spricht von Dextroversionen bei Blickwendung nach rechts, von Lävoversionen bei Blick nach links und von Supra- bzw. Infraversionen bei Blick nach oben bzw. unten. Dextrozykloversionen sind konjugierte Zykloduktionen beider Augen, bei der der obere Umfang der Hornhaut nach rechts geneigt wird. Deren entgegengesetzte Bewegung nennt man Lävozykloversion. Mit Vergenzen bezeichnet man disjugierte (gegensinnige) Augenbewegungen, also Drehungen um parallele Achsen bei entgegengesetzter Drehrichtung. Als Konvergenz wird eine Augenbewegung bezeichnet, die aus der Parallelstellung heraus die Gesichtslinien vor den Augen zur Überschneidung bringt, ausgelöst durch eine beidseitige Adduktion. Dementsprechend ist die Divergenz eine Bewegung aus beidseitiger Abduktion, bei der sich die Gesichtslinien hinter den Augen schneiden. Weiterhin spricht man von einer positiven Vertikaldivergenz, wenn die Blicklinie des rechten Auges gegenüber der des linken Auges nach oben abweicht, von einer negativen Vertikaldivergenz im umgekehrten Fall. Eine Inzyklovergenz besteht aus einer beidseitigen Inzykloduktion, eine Exzyklovergenz aus einer beidseitigen Exzykloduktion. Unsere Augen führen permanent kleinste Bewegungen aus, auch wenn wir subjektiv den Eindruck haben, einen Punkt vollkommen ruhig zu fixieren. Diese Mikrobewegungen können in drei Formen unterteilt werden: Langsame Mikrobewegungen: Diese, auch Drifts genannten, Bewegungen werden durchgeführt mit einer Amplitude von ca. 2,5 Winkelminuten und einer Geschwindigkeit von 2–8 Winkelminuten/Sek. Mikrosakkaden: Sie weisen eine Amplitude zwischen 3 und 50 Winkelminuten auf und eine Maximalgeschwindigkeit von 8°/Sek. bis 80°/Sek., jeweils in linearer Abhängigkeit von der Amplitude. Mikrotremor: Er weist eine Amplitude von weniger als 1 Winkelminute auf bei einer Geschwindigkeit von bis zu 10 Winkelminuten/Sek. und darüber.
Langsame Mikrobewegungen und Mikrosakkaden dienen der Fixationskontrolle, in dem sie als eine Art Korrektiv die Blicklinien immer wieder auf das Fixationsobjekt zurückführen, von dem sie zwecks Verhinderung der Lokaladaption regelmäßig langsam abweichen.
Augenstellungen rechts|Die unterschiedlichen Stellungen der Augen Aus der oben genannten Primärstellung heraus kann das Auge eine reine Horizontalbewegung um die z-Achse oder eine Vertikalbewegung um die x-Achse durchführen. Diese Bewegungen aus der Primärposition heraus nach links, rechts, oben oder unten nennt man Kardinalbewegungen. Nach Durchführung einer solchen Kardinalbewegung befindet sich das Auge in einer sogenannten Sekundärstellung. Werden nacheinander eine Vertikalduktion und eine Horizontalduktion durchgeführt, befindet sich das Auge in einer sogenannten Tertiärstellung. In diese Position gelangt ein Auge auch dann, wenn es eine Bewegung um eine schräge Achse vollzieht und nicht nacheinander um die z-Achse und die x-Achse. Dies bedeutet, dass jede denkbare Blickrichtung eines Auges das Resultat einer Bewegung um eine Achse aus der Primärstellung heraus darstellt. Die Gesamtheit dieser Achsen bildet im Drehpunkt des Auges eine senkrechte, frontoparallele Ebene, die sogenannte Ebene von Listing. Das Gesetz von Listing besagt demnach:
Alle Augenbewegungen, die aus der Primärstellung heraus in einer Sekundär- oder Tertiärposition münden, sind denkbar als Duktionen um Achsen, die in einer Ebene liegen.
Jedoch ist das Gesetz von Listing nicht auf alle Augenbewegungen anwendbar. Zykloduktionen, also Rollungen, finden um die y-Achse statt, die senkrecht auf der Listing’schen Ebene steht.
Als anatomische Ruhelage wird von Bielschowsky diejenige Stellung der Augen bezeichnet, die, unbeeinflusst von irgendeiner Innervation, nur von mechanischen Faktoren abhängig ist. Da jedoch auch im Schlaf eine Muskelinnervation nicht vollkommen erlahmt, ist eine einfache Messung an Lebenden kaum möglich. Von der anatomischen Ruhelage muss die sogenannte relative Ruhelage oder fusionsfreie Einstellung unterschieden werden, die nach Unterbrechung der Fusion vorliegt.
Leistungen des Bewegungsapparates