dc.contributor.author
Ostendorf, Florian
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:51:17Z
dc.date.available
2015-01-29T13:02:13.115Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12568
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16766
dc.description.abstract
Die vorgestellten Arbeiten beschäftigen sich mit einem elementaren Teilaspekt
sensomotorischer Integrationsleistungen: Um durch eigene motorische Aktionen
verursachte von externen Umweltveränderungen zu unterscheiden, sollte das
zentrale Nervensystem auf ein internes Monitoring motorischer Aktionen
zurückgreifen können. Ein internes Monitoring könnte genutzt werden, um
resultierende Umweltveränderungen vorauszusagen und durch sogenannte
Efferenzopiesignale vermittelt werden. Das visuomotorische System eignet sich
in besonderer Weise für die funktionelle Charaktierisierung von
Efferenzkopiesignalen: Einerseits sind die involvierten kortikalen und
subkortikalen Areale vergleichsweise gut verstanden. Andererseits stellt sich
das skizzierte Problem der Unterscheidung eigeninduzierter versus extern
verursachter Wahrnehmungsveränderungen hier besonders akzentuiert: Jede der
mehrmals pro Sekunde ausgeführten, ruckartigen Augenbewegungen (Sakkaden)
führt zu einem relevanten Versatz der retinalen Information. Um den Eindruck
visueller Stabilität zu erhalten, muss diese ständige Wahrnehmungsveränderung
intern kompensiert werden. Vier der vorgestellten Arbeiten beschäftigen sich
mit dem mutmaßlichen Beitrag von okulomotorischen Efferenzkopiesignalen für
die Aufrechterhaltung visueller Stabilität. Zwei der hier vorgestellten
Arbeiten beschäftigen sich dabei mit dem Phänomen der sogenannten
perisakkadischen Fehllokalisation: Für wenige Millisekunden präsentierte
visuelle Stimuli unterliegen einer systematischen Fehllokalisation, wenn diese
Stimuli unter Laborbedingungen kurz vor bzw. während einer Sakkade präsentiert
werden. Wir demonstrieren in einer Arbeit, dass das grundsätzliche
Fehllokaliationsmuster auch ohne begleitende Augenbewegungen auftreten kann.
Offensichtlich spielen visuelle Faktoren also eine wichtige Rolle bei der
Entstehung der perisakkadischen Fehllokalisation. Die Befunde einer zweiten
vorgestellten Arbeit legen weiterführend nahe, dass die maximale Ausprägung
der perisakkadischen Fehllokalisation jedoch durch Efferenzkopiesignale
moduliert wird. Zwei weitere Arbeiten beschäftigen sich mit einer möglichen
Rolle eines transthalamischen Efferenzkopiepfades für visuelle Stabilität beim
Menschen. Wir konnten nachweisen, dass eine mutmaßliche Läsion dieses Pfades
durch eine fokale Ischämie im menschlichen Thalamus zu einer partiellen
Störung visueller Stabilitätsmechanismen führt. Ein vergleichbarer Befund ließ
sich in einer zweiten Studie erheben: Hier haben wir mit Hilfe der sogenannten
transkraniellen Magnetstimulation transient die Exzitabilität des kortikalen
Zielareals dieses Efferenzkopiepfades in gesunden Normalprobanden moduliert.
Die in beiden Arbeiten als partielles Defizit imponierende, nicht aber
subjektiv bemerkte Störung visueller Stabilitätsmechanismen spricht für eine
Teilkompensation dieser essentiellen Leistung durch andere Signalwege bzw.
Informationsquellen. Die fünfte vorgestellte Arbeit demonstriert, dass der
ventromediale Thalamusbereich für spezifische exekutive Teilleistungen eine
wichtige Rolle spielt. Patienten mit fokalen Thalamusinfarkten in diesem
Thalamusbereich wiesen ein deutliches Defizit im sogenannten Wisconsin-Card-
Sorting-Test (WCST) auf. Das beobachtete Defizit ist vereinbar mit einer
Störung regelbasierten Verhaltens, bei welchem ein Stimulus flexibel mit einer
passenden Kategorie assoziiert werden muss. Auch dieses Defizit wäre
grundsätzlich mit einem gestörten internen Monitoring von sensorischem Input,
motorischer Aktion und resultierendem Feedback vereinbar.
de
dc.description.abstract
This work concerns an elementary aspect of sensorimotor integration: In order
to distinguish sensory changes induced by our own movements from external
changes in the outside world, the central nervous system benefits from an
internal monitoring of motor actions: Internal monitoring can be used to
predict resulting environmental changes and could be conveyed as so-called
efference copies. The visuomotor systems seems to be ideally suited to
characterize the function of efference copy signals: On one hand, the cortical
and subcortical structures involved in the visuomotor systems are
comparatively well understood. On the other hand, the problem of
distinguishing self-induced from external changes in perception is
specifically relevant in this domain: Each single saccadic eye movements that
we perform several times per second displaces retinal information. To maintain
the impression of visual stability, this constant perceptual change has to be
compensated somehow. Four studies that are presented here regard the putative
contribution of oculomotor efference copy signals to the maintenance of visual
stability. Two studies focus on the phenomenon of perisaccadic
mislocalization: Briefly flashed visual stimuli undergo systematic
mislocalization, when they are presented in temporal vicinity to a saccadic
eye movement. We demonstrate that the basic pattern of mislocalization can be
elicited without associated eye movements. Visual factor thus appear to have
major influence on the emergence of this phenomenon. Results of a second study
however suggest that the strength of perisaccadic mislocalzation may be
modulated by efference copy signals. Two further studies concern the role of a
transthalamic efference copy pathway for visual stability in humans. We show
that a lesion of this pathway by focal thalamic stroke partially disturbs
visually stability. A similar result was observed in a second study: Here, we
transiently modulated excitability of the cortical target area of this pathway
in healthy human subjects. A partial deficit without any subjective symptoms
in both studies suggests a partial compensation of this essential mechanism by
other pathways and/or other sources of information. Results of the last study
indicate that the ventromedial thalamus plays an important role for specific
cognitive operations. Patients with focal thalamic stroke in this thalamic
area exhibitied a pronounced deficit in the so-called Wisconsin Card Sorting
Test (WCST). This deficit is in line with a disturbance of rule-based behavior
that requires flexible association of stimuli to a appropriate categories. The
deficit would also be consistent with a disturbed internal monitoring of
sensory input, associated motor action and resulting feedback.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
efference copy
dc.subject
corollary discharge
dc.subject
sensorimotor integration
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Der Einfluss interner Monitoringsignale auf sensomotorische
Entscheidungsprozesse
dc.contributor.contact
florian.ostendorf@charite.de
dc.contributor.firstReferee
Herr Prof. Dr. Markus Lappe
dc.contributor.furtherReferee
Herr Prof. Dr. Hans-Peter Thier
dc.date.accepted
2015-01-14
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000098456-4
dc.title.translated
Contribution of internal monitoring signals to sensorimotor decisions
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000098456
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000016479
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access