The Role of Cortical Area MSTl in the Control of Tracking Eye Movements
Final Report Abstract
Langsame Augenbewegungen dienen der Stabilisierung des Netzhautbildes bei Verfolgung der Bewegung einzelner Objekte (Augenfolgebewegung) oder der ganzen visuellen Umgebung (optokinetische Antwort). Während die Verfolgung von bewegten kleineren Objekten hauptsächlich Primaten (einschließlich Menschen) möglich ist, tritt die Bildstabilisierung durch optokinetische Augenbewegungen bei den meisten Wirbeltieren auf. Im vorliegenden Projekt wurden verschiedene Aspekte dieser Art von Augenbewegungen erforscht. Am Menschen wurde untersucht, wie langsame Augenfolgebewegungen auf plötzliche und unerwartete Störungen der Zielbewegung reagieren. Es stellte sich dabei heraus, dass die Rückkopplungskontrolle dieser Augenbewegungen, die durch starke Zeitverzögerungen erschwert wird, im Zentralnervensystem mit verschiedenen Mechanismen stabilisiert wird, so dass insgesamt eine robuste, aber auf kurzzeitige Veränderungen prädiktiv reagierende Regelung erreicht wird. Die Ergebnisse dieser Studie wurden in einem regelungstheoretischen Modell zusammengefasst, das auch zur Kontrolle des Kamerasystems eines autonomen Agenten benutzt werden könnte. Ein anderer Aspekt der langsamen Augenbewegungen wurde an Kaulquappen bzw. Larven zweier Amphibienarten untersucht. Während beim Menschen die Farbsensitivität durch verschiedene Tests bestimmt werden kann, war das bei Tierarten, die schlecht oder nicht auf Farbaufgaben trainiert werden können, bisher schwierig. Jedoch lässt sich bei fast allen Wirbeltieren durch großflächige bewegte Bildmuster eine das Netzhautbild stabilisierende unwillkürliche Augenbewegung, die optokinetische Antwort, auslösen. Diese Augenbewegung wird nicht nur durch kontrastreiche Schwarzweißmuster ausgelöst, sondern auch durch farbige Muster. Aus der Antwort auf solche verschiedenfarbigen Muster lässt sich auf die Farbsensitivität der jeweiligen Tierart rückschließen, ohne dass Training notwendig wäre. So konnte gezeigt werden, dass Kaulquappen des afrikanischen Krallenfrosches für die Augenbewegungskontrolle eine ähnliche Sensitivität wie der Mensch besitzen, und diese Tiere als Modellorganismen für die Wahrnehmung bewegter Farbmuster dienen können.
Publications
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(2015) Neuronal Basis Functions in MT and MST for Visuomotor Coordinate Transformations. Abstracts of the Gordon Research Conference on Eye Movements 2015, Waltham, USA
Brostek L, Büttner U, Mustari M, Glasauer S
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(2016) Coding of Visuomotor Information in the Parietal Cortex. Abstracts for the CRCNS conference 2016, Paris
Glasauer S, Brostek L, Büttner U, Mustari M
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(2017) Gain Control in Predictive Smooth Pursuit Eye Movements: Evidence for an Acceleration-based Predictive Mechanism. eNeuro 4
Brostek L, Eggert T, Glasauer S
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(2018) I spy with my little eye: a simple behavioral assay to test color sensitivity on digital displays. Biol Open 7
Knorr AG, Gravot CM, Gordy C, Glasauer S, Straka H
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(2018) Probabilistic Prediction of Neural Responses in Area MST during Smooth Pursuit using Tuning Functions. Program 40th IEEE EMBC Hawaii 2018, FrPoS-31.17
Costalago Meruelo A, Brostek L, Mustari MJ, Glasauer S
