Untersuchungen zur Rolle extraretinaler und visueller Signale für die perzeptuelle Mislokalisation beim Menschen

Abstract

Trotz der Tatsache, dass der Mensch zur Erkundung seiner Umgebung zahlreiche sakkadische Augenbewegungen durchführt, wird die Umwelt als visuell stabil wahrgenommen. Im zeitlichen Umfeld der sakkadischen Augenbewegungen wurde eine perzeptuelle Mislokalisation von kurz präsentierten visuellen Stimuli beschrieben. Aufgrund dieser Fehler des Gehirns ist es möglich, Mechanismen zu untersuchen, die der Aufrechterhaltung visueller Stabilität dienen. Es wird angenommen, dass die perisakkadische Mislokalisation durch einen Konflikt visueller Signale mit extraretinalen Signalen, welche die retinale Bewegung kompensieren, hervorgerufen wird. Einem extraretinalen Positionssignal (ERP- Signal), das v.a. durch sakkadische Informationen bestimmt würde, wird hierbei eine entscheidende Bedeutung zugeschrieben. Als Komponenten der perisakkadischen Mislokalisation wurden eine positionsabhängige Kompression visueller Stimuli auf den Sakkadenzielpunkt sowie ein uniformer Shift in Richtung der Sakkade beschrieben. Um den Einfluss extraretinaler und visueller Signale auf diese Mislokalisationskomponenten zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit verschiedene psychophysiologische Experimente durchgeführt. In einem ersten Experiment mit sakkadischen Augenbewegungen wurde die neuronale Aktivität des Colliculus superior durch etablierte behaviorale Methoden moduliert und die Auswirkung auf die Mislokalisation untersucht. Da der Colliculus superior entscheidend an der Generierung des ERP-Signals beteiligt sein soll, sollte eine Modulation auch die Mislokalisation beeinflussen. In einem zweiten Experimentblock wurden okulomotorische Einflüsse durch Experimente während Blickfixation, d.h. ohne Durchführung sakkadischer Augenbewegungen, weitestgehend ausgeschaltet. Es konnte gezeigt werden, dass die perisakkadische Kompression durch Modulation der neuronalen Aktivität des Colliculus superior nicht beeinflusst wurde. Weiterhin konnte eine Kompression auch während Blickfixation bei kurzzeitigem Wegfall visueller Information nachgewiesen werden. Ausgehend hiervon wird die Hypothese aufgestellt, das die Kompressionskomponente der Mislokalisation entscheidend durch visuelle Signale beeinflusst wird während der Einfluss eines ERP-Signals von geringer Bedeutung zu sein scheint. Festgestellte Unterschiede der Shift-Komponente der Mislokalisation erwiesen sich hinsichtlich Zeitverlauf und Ausprägung nur schwer mit einem ERP-Signal vereinbar. Hieraus folgend wird die Theorie gestützt, dass bei Vorhandensein visueller Signale diesen auch eine entscheidende Bedeutung bei der Erhaltung visueller Stabilität zukommt.

Despite the fact that the human being performs numerous saccadic eye movements to explore his surrounding, the environment is perceived visually stable. Around the saccadic eye movement a perceptual mislocalization of shortly presented visual stimuli is described. Because of these errors of the brain it is possible to investigate mechanisms that provide the upkeep of visual stability. It is hypothesised, that the perisaccadic mislocalization is due to a conflict of visual signals an extraretinal signals, which compensate the retinal movement. A perisaccadicly generated extraretinal positioning signal (ERP signal) ist expected to be of crucial importance in this matter. Known components of the perisaccadic mislocalization are a position dependend compression of visual stimuli towards the saccadic goal as well as a uniform shift in the saccade´s direction. To investigate the influence of extraretinal and visual signals on these components of the mislocalization, numerous psychophysiological experiments were conducted. In a first experiment using conditions of saccadic eye movements the neuronal activity of the superior colliculus is modulated using established behavioral methods and the effect on the mislocalization is analysed. Because of the superior colliculus postulated decisive contribution to the generation of the ERP signal, the modulation should affect the mislocalization. In a second experiment oculomtor factors were eliminated as far as possible by conducting experiments during gaze fixation, i.e. without performing saccadic eye movements. No modulation of the perisaccadic compression by modulating the superior colliculus´ neuronal activity could be shown. Furthermore, a compression during gaze fixation due to the temporarily omission of visual information could be demonstrated. Thus, it is hypothesised, that the compression component of the mislocalization is decisively influenced by visual factors. The influence of the ERP signal seems to be of minor importance. Detected differences of the shift component of the mislocalization turned out to be hardly agreeable with the ERP signal due to its time course and specifications. Following these results, the theory of the dominance of visual signals for the upkeep of visual stability is supported.