Fichas
Klinische Neuropsychologie - Bewegungssehen, Stereopsis und Störungen
Fichas del conjunto (25)
- 1System des BewegungssehensEvidenz dafür,, dass Bewegungssehen als eigenständige visuelle Dimension gesehen wird (Bewegungswahrnehmung bei fehlender retinaler Verschiebung):
Bewegungsnacheffekt
=> Lange Betrachtung einseitig bewegter Dinge führt zum Erscheinen nachfolgend betrachteter stationärer Dinge als entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung (Wasserfallillusion, Adams)
=>
Beleg dafür, dass Wahrnehmung von Bewegung keine einfache Repräsentation physikalischer Bewegung ist und nicht notwendigerweise aus einer Analyse der Position im Zeitverlauf abgeleitet wird
Apparente Bewegung
(z.B. Leuchtreklame)
in Reihe angeordnete Lichter, die sequenziell aufleuchten, nehmen wir als ein bewegtes Objekt wahr - 2Kortikales SystemRichtungsselektive Neurone: Entladungsmuster Bewegungsrichtungsabhängig
-Sind maximal aktiv wenn im rezeptiven Feld Bewegung bestimmter Richtung präsentiert wird; minimal aktiv bei Gegenrichtung; bereits früh im visuellen Pfad vorhanden
-Vorhanden in einigen Schichten V1 sowie Area MT und dorthin projizierende Areale
Pα-Ganglienzellen + von ihnen kontaktierte magnozelluläre Neurone in Schichten 1&2 des CGL nicht richtungsselektiv; jedoch Eigenschaften mit evtl. Nützlichkeit für Bewegungssehen: Große rezeptive Felder, schnelle Antworten, hohe Kontrastempfindlichkeit => Bewegungsanalyse (M-Pfad)
Pβ-Zellen hingegen farbsensitiv, kleine rezeptive Felder; anatomisch getrennt von Pα; Axone in parvozelluläre Schichten (3-6) des CGL entsendet => Farb- & Formanalyse (P-Pfad) - 3Area MT=Bewegungszentrum
Medial-temporales Areal (V5)
-Im sulcus temporalis superior
-Neurone überwiegend richtungsselektiv und geschwindigkeitssensitiv => Area MT-Aktivität korreliert mit wahrgenommener Bewegung
Vollständige retinotope Repräsentation visueller Bewegung des kontralateralen Gesichtsfeldes vorhanden, vglw. unempfindlich ggnü. anderer visueller Qualitäten (Farbe, Form, Textur etc.)
Läsionen:
-Skotome bzgl. der Analyse visueller Bewegung
-Akinetopsie - 4humane MT-Homolog= hMT, teil der Area MT
-Im Bereich des aufsteigenden Astes des sulcus temporalis inferior
-Unter Einbezug des benachbarten bewegungssensitiven Kortex: Humaner MT-Komplex (hMT+) - 5Dem MT nachgeschaltete Areale-Reaktion auf komplexere Bewegungsreize
-Erhalten visuelle Informationen und auch viele "extraretinale" Signale
-Hauptempfänger: Area MST - 6Area MST= Superiores medio-temporal Areal
-In sulcus temoralis superior
Funktion:
-Analyse der visuellen Folgen von Eigenbewegungen
Im dorsalen Teil: Neurone bevorzugen Stimulusrotation oder sich kontrahierende Reizmuster
Im lateralen Teil: Neurone sind erregbar durch 1. langsame retinale Bildverschiebungen und 2. Kopfdrehungen/Augenfolgebewegungen => auch in Abwesenheit visueller Information - 7Wahrnehmungsstabile Umwelt trotz AugenbewegungErgebnis zentralnervöser Verrechnung:
Visuelles Signal (retinale Bildverschiebung) mit extraretinalem Signal (Geschwindigkeit der Augenbewegung) werden kodiert und miteinander verglichen
Einige MST-Neurone sind fähig in Abwesenheit von Augenbewegungen auf visuelle Bewegung zu antworten, sind aber stumm, wenn dieselbe retinale Bildverschiebung durch eine Folgebewegung ausgelöst wird
=> Hinweis auf Beitrag zu einem solchen Vergleich (s.o.) - 8Subkortikales System-Visuelle Bewegung auch in subkortikal gelegenen, phylogenetisch älteren Systemen verarbeitet
Funktion:
Dient u.a. der reflektorischen Kontrolle von Augenbewegungen - 9Akzessorisches optisches System (AOS)-Teil des subkortikalen Systemss des Bewegungssehens
-Unter Kontrolle der "kortikalen Bewegungszentren"
-Unterschiede zu M- und P-Pfad:
Afferent projizierende Ganglienzellen sind Richtungsselektiv => Richtungen entsprechen den 3 Richtungen der Augenmuskeln
Bestandteile:
-Kerngebiet des vorderen Mittelhirns
-benachbartem Nucleus des optischen Traktes
Funktion:
-Neurone des AOS ebenfalls Richtungsselektiv => Auslösen reflektorischer Augenbewegungen in Richtung der dargebotenen Bewegung
-eine solche optokinetische Antwort ergänzt bei andauernden Kopfrotationen eine durch vestibuläre Reflexe angestrebte Blickstabilisierung - 10Richtungsselektive Ganglienzellen-Projizieren auch in die oberflächlichen Schichten des Colliculus superior
-Colliculus superior sendet über Thalamus Efferenzen in kortikales Bewegungssystem
=> tragen zu reflektorischen Augen-, Kopf und Handbewegungen bei - 11Bewegungsdetektion - ModellvorstellungWelche Mechanismen liegen der Bewegungsdetektion zugrunde/wie erschafft die Natur richtungsselektive Neuronen?
=> Problem Retina:
-Bewegungsdetektor muss während Bildverschiebung räumlich-zeitliche Kontinuitäten von Bildeigenschaften herstellen, d.h.: Bildmerkmale im Zeitverlauf wiedererkennen und aktuelle Position mit früheren Positionen in Bezug setzen
Modelle: Reichardt-Modell (1956)
Modifikationen von Barlow und Levick - 12Reichardt-Modell1956
-Vorstellung, dass Bewegungssehen durch Multiplikation der Ausgänge zweier Rezeptoren errechnet wird, die ein im Zeitverlauf räumlich verschobenes Helligkeitssignal verarbeiten
-Helligkeitsmerkmal in Form einer Korrelationsoperation wiedererkannt, indem die Signale der 2 Rezeotiren in einer nachgeschalteten Nervenzelle konvergieren
Prinzip der Autokorrelation: nichtlinearre Verarbeitung asymetrisch konvergierender Helligkeitssignale (multiplikativ); d.h.: das selbe Signal wird mehrfach unter Einfluss der Zeitkomponente miteinander korreliert; maximale Korrelation ist daher zum Zeitpunkt t=0 gegeben - 13Barlow und LevickModifikation des Reichardt-Modells
-Konvergenz exzitatorischer und inhibitorischer Signale anstatt ausschließlich exzitatorischer SIgnalübertragung => Subtraktiv statt multiplikativ
-Sämtlichen Konzepten liegt mathematisch das Grundprinzip der Autokorrelation zugrunde: eine nichtlineare Verarbeitung asymmetrisch konvergierender Helligkeitssignale - 14BewegungsklassifikationenBewegung 1. Ordnung: Durch Helligkeit und Farbe
charakterisiert
Bewegung 2. Ordnung: komplexere Bildeigenschaften, bspw. Gradienten oder Objektgrenzen => durch die Modelle nicht erklärbar
Anders als bei Bewegungen 1. Ordnung erfordert Analyse von Bewegung 2. Ordnung vermutlich kortikale Mechanismen, die die vorausgehende Detektion der abstrakteren Bildeigenschaft erlauben
Ungeachtet der Frage, ob die verschiedenen Reizaspekte (Helligkeit, Farbe oder Eigenschaften, die der Bewegung zweiter Ordnung zugrunde liegen) in unterschiedlichen Einheiten des visuellen Systems zur Bewegungsdetektion ausgenutzt werden, erscheint es wünschenswert,
dass auf einer bestimmten Ebene Bewegung in einer Form
repräsentiert wird, die von diesen Größen unabhängig ist,
d. h. invariant gegenüber dem zugrunde liegenden Bildmerkmal die vorliegende retinale Bewegung anzeigt. Zahlreiche Untersuchungen legen nahe, dass Area MT eine solche Repräsentation bereithält, insofern viele MT-Zellen
auch auf farbdefinierte Bewegungsreize oder auf Bewegung
2. Ordnung antworten. - 15Wahrnehmung von Objektbewegungen in der AußenweltWichtig für:
-Erfassung von Objekten in der Außenwelt und ggf. zukünftige Position der Objekte im zeitlichen Verlauf erkennen
-nonverbale Kommunikation: Mimik, Gestik etc. - 16Wahrnehmung der Eigenbewegungen-Bewegungen auf der Netzhaut liefern uns auch Informationen über Eigenbewegungen => Ergänzend zum vestibulären und propriozeptiven System
-Jede Form von Eigenbewegung, z.B. Translation (geradlinig) oder Rotation erzeugt ein komplexes Muster retinaler Bildverschiebungen (retinales Flussfeld), das aus der Projektion des Umweltbildes auf die bewegte Netzhaut resultiert
-Visuelles System kann aus solchen Flussfeldern die Richtung der Eigenbewegung oder auch Kollisionszeitpunkte errechnen => neuronales Korrelat dieser Leistung vermutlich die Neurone der Area MST - 17VektionDurchsetzung der durch visuelle Stimulation generierte Eindruck der Eigenbewegung gegen propriozeptive und vestibuläre Signale
Bespiel: Zugreisen, wenn Zug auf Nachbargleis anfährt und man fälschlicherweise Eigenbewegung vermutet
=> visuelles System interpretiert die großflächige Bildverschiebung vorübergehend als Resultat einer eigenen Bewegung, obwohl die propriozeptiven und vestibulären Organe Ruhe signalisieren - 18TiefeninformationDa Bild der Netzhaut zweidimensional ist, muss visuelles System Tiefeninformation berechnen, dabei gibt es monokuläre und binokuläre Mechanismen
Monokulär:
-Bewegungsparallaxe
-Bildsegmentierung
-Bildverschiebung
Binokulär:
-Stereopsis
-Okkulsionen
Weitere:
- Schattierung - 19Bewegungsparallaxe-Vermutlich wichtigste monokuläre Tiefeninformation
-Unabhängig von den spezifischen Eigenschaften der visuellen Umgebung
Funktionsweise:
-Objekte, die sich in der Nähe des Beobachters befinden, scheinen sich schneller relativ zueinander und zum Beobachter zu bewegen, als weiter entfernte Dinge
=> die Geschwindigkeit ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Beobachterabstandes - 20Bildsegmentierung-Monokulare Tiefeninformation
-Visuelles System: Segmentierung komplexer Lichtmuster, die auf die Netzhaut projiziert werden, in verschiedene physikalische Objekte => Figur und Hintergrund unterscheidbar
-Bewegungssehen: trägt dazu bei, da objektbezogene Punkte sich meist gemeinsam bewegen
=> unterschiedliche Geschwindigkeitsprofile, die aneinandergrenzen, markieren somit wahrscheinlich Objektgrenzen
-Besondere Sensitivität für Geschwindigkeitsgrenzen im visuellen System:
1. "Center-Surround" Zellen in Area MT und MST => sind maximal aktiv, wenn den beiden Komponenten des rezeptiven Feldes (Zentrum und Umfeld) entgegengesetzte Geschwindigkeitsprofile dargeboten werden
2. Structure-of-motion-Phänomen (durch Bewegung ersichtliche Verschiedenheit dreidimensionaler Objekte) - 21Bildverschiebung-Als Stimulus für langsame Augenfolgebewegungen
-Fähigkeit Objekten durch langsame Augenbewegungen (ZNS generiert) zu folgen
=> erlaubt kontinuierliche Stabilisierung des Netzhautbildes auf der Fovea centralis => bestmögliche Analyse des bewegten Objektes
Durch ZNS wird das Netzhautbild des bewegten Zielobjektes im Bereich der Fovea durch ienen Regelkreis platziert
Regelkreis:
1. fortlaufende Ermittlung der Abweichungen vom Ideal
2. Umsetzung in Antwort, welche Abweichungen weiter verkleinert
=> wichtigstes Maß, das so ermittelt und optimiert wird, ist die Geschwindigkeit der retinalen Verschiebung des Objektbildes - 22Stereopsis und Bewegungssehen-Auch räumliches Sehen genannt
-Binokulärer Mechanismus des Tiefensehens, Bewegungssehen und Stereopsis haben ähnliche Ziele:
1. Beide informieren über Lage von Objekten im Raum und eigene räumliche Beziehung zu Umweltdingen
2. Beide sensitiv für retinale Disparität
-Sehen von Bewegungen und Tiefensehen sind miteinander verknüpft - 23StereopsisBei Fixierung eines bestimmten Objektes: nur die Bilder derjenigen Umweltdinge auf der korrespondierenden Netzhautposition, die sich auf einer gekrümmten Bahn (Horopter) befinden
=> entferntere Objekte kommen auf die nasaale, nähere auf weiter temporale, nicht korrespondierende Abschnitte zu liegen
=> retinale Disparität für nahe Objekte größer, für weit entfernte Objekte versagt Tiefenwahrnehmung
-Abstand beider Netzhautbilder (retinale Disparität) hängt direkt von Entfernung des Betrachters ab => zuverlässiges Tiefenmaß
-Erkennen definierter Objekte und Zuordnung zu unterschiedlichen Raumtiefen allein durch Disparität
-Neuronale Detektion erfordert zwangsläufig binokulare Mechanismen
=>
-Nervenzellen mit binokularen rezeptiven Feldern:
-Aktivität hängt von der Disparität ab, finden sich im Verlauf des visuellen Pfades zuerst oberflächlich in V1, dann auch V2, V3, Areal MT und MST
-Scheinen geeignet im Verbund größerer Zellansammlungen die Tiefe visueller Objekte zu kodieren - 24Okkulsionen-Reflektieren in einfacher Weise die Strahlengeometrie des betrachteten Raumes und beinhalten Tiefeninformationen:
Dinge, die für das linke Auge sichtbar, für das rechte jedoch verdeckt snd, befinden sich immer linksseitig vom näheren, verdeckten Objekt und dieses verdeckt um so größere teile dahinter liegender Dinge, je weniger weit sie voneinander entfernt sind - 25Schattierung von Oberflächen und Tiefenwahrnehmung-Schattierung von Oberflächen liefert Infos über Tiefe
-Abschätzung dreidimensionaler Form von Objekten anhand der Schattierung mit fester Annahme einer Lichtquelle von oben (Sonne)
-Neuronale Repräsentationen, die diesem Phänomen (depth from shadowing) zugrunde liegen könnten, finden sich sowohl im ventralen als auch im dorsalen Pfad der visuellen Wahrnehmung
Información
- Descripción
- Zellbiologie (Klinische Neuropsychologie) Psychologie Fichas sobre Klinische Neuropsychologie - Bewegungssehen, Stereopsis und Störungen, creado por Joney Stoney el 18/07/2018.
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