| License: Publishing license for publications excluding print on demand (2MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-opus-7437
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.10484
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 7 December 2006 |
| Referee: | Prof. Dr. Mark W. Greenlee |
| Date of exam: | 29 November 2006 |
| Institutions: | Human Sciences > Institut für Psychologie > Lehrstuhl für Psychologie I (Allgemeine Psychologie I und Methodenlehre) - Prof. Dr. Mark W. Greenlee |
| Keywords: | Augenbewegung , Bewegungswahrnehmung , Kleinhirn , Kognitive Psychologie , fMRT , auditiv-visuelle Bewegungswahrnehmung , kortikale Aktivierungsmuster , fMRI , audio-visual motion perception , cerebellum , eye movements , neural correlates |
| Dewey Decimal Classification: | 100 Philosophy & psychology > 150 Psychology |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 10484 |
Abstract (German)
Sowohl multisensorische Wahrnehmungsprozesse als auch Augenbewegungen können unter bestimmten Bedingungen dazu betragen, dass Objekte schneller und zuverlässiger entdeckt werden können. Es werden insgesamt vier Experimente vorgestellt, die der Erforschung der neurokognitiven Grundlagen von multisensorischen Wahrnehmungsprozessen, Augenbewegungen sowie deren Zusammenwirken bei der Entdeckung von ...
Abstract (German)
Sowohl multisensorische Wahrnehmungsprozesse als auch Augenbewegungen können unter bestimmten Bedingungen dazu betragen, dass Objekte schneller und zuverlässiger entdeckt werden können. Es werden insgesamt vier Experimente vorgestellt, die der Erforschung der neurokognitiven Grundlagen von multisensorischen Wahrnehmungsprozessen, Augenbewegungen sowie deren Zusammenwirken bei der Entdeckung von Reizen gewidmet sind.
Das erste Experiment diente der Beantwortung der Frage, ob und unter welchen Bedingungen ein auditiver Bewegungsreiz die Entdeckung eines visuellen Bewegungsreizes beeinflusst. Hierzu wurden Verhaltensdaten von 11 Versuchspersonen (Vpn) erhoben und d� als Maß der Entdeckbarkeit berechnet. Es zeigte sich, dass die Entdeckungsschwelle signifikant niedriger war, wenn ein auditiver und ein visueller Bewegungsreiz räumlich und zeitlich gemeinsam (Stimulation in Phase), als wenn die beiden Reize räumlich und zeitlich versetzt (Stimulation in Gegenphase) dargeboten wurden. Demnach spielen räumliche und zeitliche Parameter bei der Integration bewegter Reize eine Rolle. Diese Gesetzmäßigkeit ist schon seit langem für stationäre Reize bekannt, konnte bisher für bewegte Reize jedoch nicht nachgewiesen werden. Zwischenzeitlich wurde diese Erkenntnis durch aktuelle Befunde bestätigt.
Im zweiten Experiment wurden die neuronalen Korrelate auditiv-visueller Bewegungswahrnehmung und Integration untersucht. Hierzu wurde die kortikale Aktivierung mit der Methode der funktionalen Magnet-Resonanz-Tomographie (fMRT) während der Wahrnehmung kongruenter, inkongruenter sowie neutraler auditiv-visueller Bewegungsreize gemessen. Es zeigte sich, dass während der Wahrnehmung kongruenter Bewegungsreize stärkere Aktivierungen in Hirnregionen wie dem Gyrus supramarginalis und dem Gyrus temporalis superior beobachtet werden konnten als bei inkongruenten und neutralen auditiv-visuellen Bewegungsreizen. Die im ersten Experiment auf der Verhaltensebene nachgewiesene erhöhte Sensitivität für kongruente auditiv-visuelle Bewegungsreize korreliert anscheinend mit einer stärkeren Hirnaktivität in parietalen und temporalen Cortexarealen.
Im dritten Experiment wurde die Wechselwirkung zwischen auditiv-visueller Bewegungswahrnehmung und Augenbewegungen untersucht. Da sich in den ersten beiden Experimenten sowohl auf der Verhaltensebene als auch auf neuronaler Ebene Unterschiede in der Verarbeitung kongruenter und inkongruenter auditiv-visueller Bewegungsreize nachweisen ließen, sollte nun untersucht werden, inwiefern die Hirnaktivität moduliert wird, wenn Vpn während der Darbietung der auditiv-visuellen Bewegungsreize einen Zielreiz mit ihrem Blick verfolgen. Entgegen der Erwartung wurde unter dieser Bedingung jedoch kein Unterschied in der mit der Wahrnehmung kongruenter und inkongruenter auditiv-visueller Bewegungsreize assoziierten Hirnaktivität beobachtet. Als Ursache des negativen Ergebnisses wird ein Sättigungseffekt vermutet, da die Hirngebiete, welche sich im zweiten Experiment für kongruente und inkongruente auditiv-visuelle Bewegungsreize unterschiedlich sensitiv erwiesen, auch für ihre Beteiligung an der Ausführung von glatten Augenfolgebewegungen (SPEM) bekannt sind.
Über die Beteiligung des Neocerebellums an der Steuerung von Augenbewegungen ist im Gegensatz zu der von anderen cerebellaren Strukturen wie der Flocculi und des Vermis bisher wenig bekannt. Daher wurde im vierten Experiment die Rolle des Neocerebellums bei der Steuerung von Augenbewegungen untersucht. Dabei wurden die neuronalen Aktivitätsmuster eines Patientenkollektivs mit einem Kollektiv gesunder Probanden durch fMRT verglichen. Es zeigte sich, dass die mit der Ausführung sowohl von SPEM als auch Sakkaden assoziierte Hirnaktivität in der Patientengruppe in den für die Ausführung von Augenbewegungen verantwortlichen Hirngebieten reduziert war. Dabei war die Minderaktivierung im Cuneus und während der Ausführung von SPEM am ausgeprägtesten. Eine vergleichende Analyse der BOLD-Signale im Cuneus der beiden Gruppen zeigte, dass die Aktivitätsunterschiede dabei nicht auf eine größere Variabilität der BOLD-Signale der Patientengruppe zurückgehen. Die Ergebnisse des vierten Experiments belegen damit eine wichtige Rolle des Kleinhirns bei der Steuerung von Augenbewegungen. Zudem liefert das Experiment Hinweise auf eine funktionelle Vernetzung des Kleinhirns mit dem Cuneus bei der Steuerung von Augenbewegungen und der Bewegungswahrnehmung.
Translation of the abstract (English)
Both multi-sensory perception processes and eye movements can lead under certain conditions to a faster and more reliably detection of objects. Four experiments are presented, which are dedicated to the study of the neurocognitive bases of multi-sensory perception processes, the neural control of eye movements as well as their interaction in the detection of stimuli. The first experiment served ...
Translation of the abstract (English)
Both multi-sensory perception processes and eye movements can lead under certain conditions to a faster and more reliably detection of objects. Four experiments are presented, which are dedicated to the study of the neurocognitive bases of multi-sensory perception processes, the neural control of eye movements as well as their interaction in the detection of stimuli.
The first experiment served to answer the question whether, and under which conditions a moving auditory stimulus affects the detection of a moving visual stimulus. For this purpose, behavioural data were acquired from 11 subjects and d' was estimated, as a measure of detectability. It was shown that the detection threshold was significantly lower, if auditory and visual motion stimuli were spatially and temporally aligned (stimulation in phase), than when the two stimuli were presented spatially and temporally displaced (stimulation in anti phase). Therefore spatial and temporal parameters play a role for the integration of moving stimuli. This audiovisual effect (e.g., redundant target effect) has already been for a long time well-known for stationary stimuli, but could so far not be proven for moving stimuli.
In the second experiment the neural correlates of auditory-visual motion perception and integration were examined. For this purpose, cortical activation was measured with the method of functional magnet resonance tomography (fMRI) during the perception of congruent, incongruent as well as neutral auditory-visual motion. It could be shown that during the perception of congruent motion, stronger activations in brain regions, like the supramarginal gyrus and the superior temporal gyrus, could be observed than with incongruent and neutral auditory-visual motion. The increased sensitivity for congruent auditory-visual motion, proven in the first experiment on the behavioural level, correlated apparently with more pronounced brain activity in parietal and temporal cortex areas.
In the third experiment the interaction between auditory-visual motion perception and eye movements was examined. Since in the first two experiments, differences in the processing of congruent and incongruent auditory-visual motion could be proven, both on the behavioural and on neural level, our aim was to examine how brain activity is modulated when subjects pursue a target stimuli with their gaze during the presentation of auditory-visual motion. Against expectation, in this condition no significant difference was observed in brain activity associated with the perception of congruent and incongruent auditory-visual motion. It can be assumed that the negative result is caused by a saturation effect, since the brain areas, which were in the second experiment found to be differently sensitive for congruent and incongruent auditory-visual motion, are also known to be involved in the execution of smooth pursuit eye movements (SPEM).
Little is known about the participation of the neocerebellum in the control of eye movements. So far, most of the evidence has concentrated on the vermis and flocculi as the cerebellar agents of oculomotor control. But there is also evidence for an involvement of the cerebellar hemispheres in eye movement control. To clarify the role of the cerebral hemispheres in eye movement control we compared the eye movement related BOLD-responses of 12 patients with cerebellar lesions due to stroke with those of an aged-matched healthy control group. Six patients showed oculomotor abnormalities such as dysmetric saccades or saccadic pursuit during the experiment. The paradigm consisted of alternating blocks of fixation, visually guided saccades and visually guided smooth pursuit eye movements (SPEM). A SnPM2 random-effects group analysis showed a degraded pattern of activation for the patient group during the performance of SPEM and saccadic eye movements in the frontal and parietal eye fields. This suggests that the frontal and parietal eye fields do not compensate the cerebellar dysfunction by additional neuronal processing.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 12:54
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