Visuelles Explorationsverhalten von Normalprobanden und Patienten mit homonymer Hemianopsie: Analyse mittels Fahrsimulator

Abstract

Einleitung: Bei Normalprobanden wird angenommen, dass mit zunehmendem Alter die anhaltende räumliche Aufmerksamkeit und schnelle Reaktionsfähigkeit auf periphere Reize abnimmt (Crundall et al., 2002; Rogé et al., 2004). Patienten mit homonymer Hemianopsie (HH) berichten im Alltag unterschiedlich mit ihrer Gesichtsfeldeinschränkung umzugehen. In Laborsituationen konnten visuelle Explorationsmuster beschrieben werden (Zihl, 1995), mithilfe derer die Patienten ihr Defizit kompensierten. Methodik: Wir untersuchten insgesamt 73 Normalprobanden unterschiedlichen Alters und 14 Patienten mit HH in einem Fahrsimulator–Versuchsaufbau. Augen–und Kopfbewegungen wurden dabei mittels einer Kopf–montierten Augenbewegungs–Kamera aufgezeichnet (Hamel et al., 2012). Die Studienteilnehmer sollten während des Fahrens von Strecken unterschiedlicher Komplexität so schnell wie möglich auf aufkommende Hindernisse verschiedener Ekzentrizitäten (peripher vs. zentral) reagieren. Ergebnisse: Ältere Probanden führten mehr Kopfbewegungen durch, was ihre Blickamplitude erweiterte, videospielerfahrene Probanden zeigten u.a. eine breitere Varianz an Fixationen auf der Horizontalen, was ihnen zu einer schnelleren Detektionsleistung auf peripher gelegene Objekte verhalf. Wir konnten zeigen, dass „high performer“ (HP) mit HH eine deutlich breitere Varianz an Augenbewegungen auf der Leinwand durchführten, als „low performer“ (LP). Dies ermöglichte den HP eine effiziente Kompensation. LP schätzten auf Nachfrage ihre Fahrleistung dennoch als gut ein. Schlussfolgerung: Unser Versuchsaufbau ermöglicht visuelles Explorationsverhalten von Normalprobanden und Patienten innerhalb eines dynamischen und realitätsnahen Settings zu erheben. Einen beginnenden, altersrelevanten visuoperzeptiven Funktionsabbau konnten wir in unserem Kollektiv nicht objektivieren. Aufgrund des maßgeblichen Einflusses der Videospielerfahrung empfehlen wir diese als Variable in zukünftige Simulatorstudien miteinzubeziehen. Wir konnten relevante Unterschiede bezüglich der Augenbewegungsparameter zwischen den Patientengruppen und den Normalprobanden aufzeigen. Inwiefern unser Studienaufbau als mögliches Augenbewegungsbasiertes Rehabilitationsverfahren benutzt werden kann, muss in kommenden Untersuchungen evaluiert werden.

Introduction: It is discussed, that with increasing age the capacity of fast reaction towards upcoming obstacles as well as the visuospatial attention decreases in situations with high workload (Crundall et al, 2002, Rogé et al. 2004). Patients with homonymous hemianopia (HH) report to handle their visual field deficit quite differently after an infarction of the posterior cerebry artery (PCA). Despite similar deficits one can distinguish in laboratory testing situations different visual scan patterns (Zihl, 1995) allowing them to compensate for their deficit. How do healthy persons of varying age and patients with HH assure the coherence of their visuospatial perception in a dynamic and complex natural–scene setting? Methods: We measured in total 73 healthy subjects of varying age and 14 patients with HH in our driving simulator paradigm. Eye–and head movements were recorded via a head–mounted Eye–Tracker. The participants were asked to detect as fast as possible towards upcoming obstacles from two eccentricities (peripheral vs. central) while driving scenarios of different road complexities. Results: Healthy subjects did not differ regarding age in the use of eye–movements. Older participants executed more head movements, in order to enlarge their field of view. Participants with an extensive experience of animated video games, showed a wider spread of fixations within the screen and detected faster manually towards upcoming obstacles. We could show that high performing patients (HP) had a wider spread of fixations within the screen, in comparison to low performing patients (LP). This assured them an efficient compensatory behavior in task. When asked to rate, LP rated their performance as good. Conclusion: Our study paradigm enables us to assess reliably and in a standardized manner the visual exploratory behavior of healthy subjects as well as patients with visual field defect. We couldn’t find an age effect that would suggest early visuoperceptual decline in our collective. Nevertheless, the level of videogame experience being highly correlated with increasing age, we suggest accounting for both variables in future simulation studies. We could show relevant differences regarding the use of eye movements towards the blind field within the patient group and in comparison to healthy subjects. For both patient subgroups, further investigations of the individual scanning patterns are needed in order to better understand the underlying cognitive mechanisms as well as to evaluate the gain of a potential eye–movements based rehabilitation task within our experimental setup.