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Tübingen - Okazaki

Deutsch - Japanische Kooperation in Computational Neuroscience

Der Einfluss von Salienz auf Mikrosakkaden in normalen und rindenblinden Menschen und Affen: eine experimentelle und theoretische Untersuchung
(gefördert von DFG und JST)

Mikrosakkaden sind sehr kleine sakkadische Augenbewegungen, die während der Blickfixierung stattfinden. Obwohl die genauen Entwicklungsmechanismen von Mikrosakkaden, sowie deren funktionelle Rolle beim Sehen, nicht vollständig verstanden sind, zeigen neueste Forschungsergebnisse zu verschiedenen Aspekten der Wahrnehmung und Kognition, dass diese Augenbewegungen stellvertretend für größere Sakkaden fungieren können. Einer dieser Aspekte betrifft das Verhältnis zwischen selektiver visueller Aufmerksamkeit und Augenbewegungen. Hier wurde gezeigt, dass Mikrosakkaden, im Gegensatz zu ihrer klassischen Beschreibung als zufällig und spontan, mit der Aufmerksamkeit in Beziehung stehen. Die neuralen Mechanismen für eine solche Beziehung sind nicht vollständig verstanden, und ihre Eigenschaften - im Falle von Erkrankungen des Sehvermögens - unerforscht. Ziel dieses Projekts ist es zu verstehen, wie Salienz, die häufig in Modellen der selektiven visuellen Aufmerksamkeit enthalten ist, Mikrosakkaden beeinflussen kann. Dieses Problem wird durch die Verwendung einer Kombination aus Verhaltens-, Neurophysiologie-, Läsions-, und computational  Modeling- Techniken untersucht werden. Es werden modellgetriebene Experimente entwickelt, um die Auswirkungen der Salienz  auf Mikrosakkaden auszuloten und mit den Vorhersagen aus einem Computermodell zu vergleichen. Diese Experimente werden dann letztlich zur Generierung eines umfassenden neuronalen Netzwerk-Modells zur Mikrosakkaden-Generierung genutzt, das die wichtigen Rollen der visuellen Salienz und Aufmerksamkeit bei der Beeinflussung dieser winzigen Bewegungen berücksichtigt. Insbesondere die möglichen unterschiedlichen Rollen des primären visuellen Cortex (V1) und Superior Colliculus (SC) beim normalen Sehen und beim Vorhandsein von V1 Läsionen werden im Rahmen dieses Projekts verglichen. Durch die selektive Untersuchung zweier unterschiedlicher Wege für das Sehen (einer über  V1 und einer der V1 umgeht), wird zum einen der Einfluss von Salienz auf die kleinstmöglichen Sakkaden verstanden und zum anderen werden auch die Möglichkeiten und Herausforderungen mit denen rindenblinden Patienten konfrontiert sind  (die die V1 Funktion verlieren) identifiziert. Schließlich werden Leitlinien entworfen, wie diese Patienten ihre Lebensqualität trotz des Verlustes des bewussten Sehens, optimieren können.

 


An dieser Kooperation sind folgende Wissenschaftler beteiligt:

  • Dr. Ziad M. Hafed, Eberhard Karls Universität Tübingen
  • Dr. Masatoshi Yoshida, National Institute for Physiological Sciences, Okazaki, Japan

 

Deutscher Koordinator:

Dr. Ziad M. Hafed

Eberhard-Karls-Universität Tübingen
Werner Reichardt-Centrum für integrative
Neurowissenschaften (CIN) 
Otfried-Müller-Straße 25
72076 Tübingen

Tel.: +49 (0)7071 29 72965
E-mail: ziad.m.hafed@cin.uni-tuebingen.de

 

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