Snyder, L. H., Batista, A. P., & Andersen, R. A. (1998)

Change in Motor Plan, Without a Change in the Spatial Locus of Attention, Modulates Activity in Posterior Parietal Cortex.

Journal of Neurophysiology, 79, 2814-2819.

Referat im Seminar „Visuelle Neurowissenschaften“ am 26.06.2006

Dozenten: Prof. Dr. Karl Gegenfurtner, Dr. Julia Trommershäuser

Referentin: Anna Seydell

Makakengehirn: Greifen und Sakkaden

Ergebnisse früherer Studien:

- Neuronen in LIP (lateral intraparietal area) zeigen erhöhte Aktivität kurz vor einer Sakkade, Neuronen in PRR (parietal reach region) kurz vor einer Greifbewegung.

- Der Parietalkortex ist an der Ausrichtung visuell-räumlicher Aufmerksamkeit beteiligt.

Frage: Ist die Aktivität der Neuronen in LIP und PRR ausschließlich auf die Aufmerksamkeitsausrichtung zurückzuführen, oder (auch) auf die Vorbereitung einer spezifischen Bewegung?

Snyder, Batista und Andersen, 1998

Einzelzellableitungen an Neuronen in LIP und PRR bei zwei wachen Makakenaffen.

Aufgabenwechsel ohne Verlagerung der Aufmerksamkeit

Zeigt sich trotzdem eine Veränderung in der Aktivität der abgeleiteten Zellen, kann man daraus schließen, dass sie nicht nur an der Aufmerksamkeitsausrichtung, sondern auch an der Bewegungsplanung beteiligt sind.

Wenn darüber hinaus die Aktivität in LIP und PRR noch verschieden ist, je nachdem, welche Art Bewegung verlangt wird, kann man daraus schließen, dass beide Areale spezifische Bewegungen bevorzugen.

Reizdisplay

30°

Fixation Erster Reiz Zweiter ReizFixationspunkt erlischt = Kommando zum Start der Bewegung

750 ms 150 ms 150 ms750 ms 1600 ms

Trialdauer: 3400 ms

Reizdisplay

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Fixation Erster Reiz Zweiter ReizFixationspunkt erlischt = Kommando zum Start der Bewegung

750 ms 150 ms 150 ms750 ms 1600 ms

Trialdauer: 3400 ms

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Fixation Erster Reiz Zweiter ReizFixationspunkt erlischt = Kommando zum Start der Bewegung

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Trialdauer: 3400 ms

Reizdisplay

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Fixation Erster Reiz Zweiter ReizFixationspunkt erlischt = Kommando zum Start der Bewegung

750 ms 150 ms 150 ms750 ms 1600 ms

Trialdauer: 3400 ms

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Fixation Erster Reiz Zweiter ReizFixationspunkt erlischt = Kommando zum Start der Bewegung

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Trialdauer: 3400 ms

Reizdisplay

30°

Fixation Erster Reiz Zweiter ReizFixationspunkt erlischt = Kommando zum Start der Bewegung

750 ms 150 ms 150 ms750 ms 1600 ms

Trialdauer: 3400 ms

Bedingungen

Fixation Erster Reiz Zweiter ReizFixationspunkt erlischt = Kommando zum Start der Bewegung

750 ms 150 ms 150 ms750 ms 1600 ms

Erster Reiz Zweiter Reiz Bedingung

grün Greifen

rot Sakkade

grün grün Greifen, bestätigt

rot rot Sakkade, bestätigt

grün rot Aufgabenwechsel von Greifen auf Sakkade

rot grün Aufgabenwechsel von Sakkade auf Greifen

Aufgabe ändert sich, aber weder der Zielort der Bewegung noch der der Aufmerksamkeitsrichtung

Aktivität eines Neurons in PRR

Aktivität eines Neurons in LIP

Erster Reiz fordert Sakkade, zweiter Reiz fordert Greifbewegung

Erster Reiz fordert Greifbewegung, zweiter Reiz fordert Sakkade

greifen

greifen

greifen greifen

Sakkade Sakkade

Sakkade

Sakkade

Ein bloßer Wechsel der motorischen Aufgabe verändert die Aktivität des Neurons deutlich, obwohl der Zielort der Bewegung und die Richtung der Aufmerksamkeit gleich bleiben.

Ein Wechsel von der nicht-präferierten auf die präferierte Aufgabe führt zu höherer Aktivität, als wenn diese Aufgabe von Anfang an gestellt wird.

Die Aktivitätserhöhung ist nicht einfach auf Stimulusneuheit zurückzuführen

Ergebnisse Teil I

Ergebnisse Teil IIBevorzugte Aufgabe Nicht-bevorzugte

Aufgabe

Populations-daten aus PRR

Populations-daten aus LIP

Die Antwort der Neuronen auf den zweiten Reiz, der die bevorzugte Aufgabe fordert, ist stärker, wenn der zweite Reiz dem ersten widerspricht, als wenn er ihn nur bestätigt.

Wenn der zweite Reiz die nicht-bevorzugte Reaktion fordert, ist die Aktivität niedrig, egal, ob der zweite Reiz dem ersten widerspricht oder ihn bestärkt.

Zusammenfassung- Die Aktivität von Neuronen im Parietalkortex steht offenbar nicht nur mit der Ausrichtung visuell-räumlicher Aufmerksamkeit in Zusammenhang, sondern auch mit der Vorbereitung spezifischer Bewegungen. Welche spezifischen Bewegungen sind das in PRR und LIP? PRR: Greifbewegungen. LIP: Sakkaden.

- Beschreiben Sie kurz den Aufbau eines Experiments von Snyder et al. (1998), in dem dies gezeigt wurde! Einzelzellableitungen in PRR und LIP, während die Versuchstiere über die Farbe eines Lämpchens instruiert wurden, ob eine Sakkade oder eine Greifbewegung hin zum Lämpchen gemacht werden sollte. In manchen trials blinkte das Lämpchen an der gleichen Stelle noch einmal, aber in der anderen Farbe auf, so dass zwar der Ort der Aufmerksamkeit und das Bewegungsziel gleich blieben, aber eine andere Art Bewegung geplant werden musste.

Zusammenfassung

- Beschreiben Sie kurz die wichtigsten Ergebnisse des Experiments von Snyder et al. (1998)!

- Allein eine Veränderung der motorischen Aufgabe führt, selbst wenn der Ort der visuell-räumlichen Aufmerksamkeit konstant gehalten wird, zu einer Veränderung der Aktivität von Neuronen im Parietalkortex, speziell in PRR und LIP.

- Hierbei sind Neuronen in PRR bei der Vorbereitung von Greifbewegungen aktiver als bei der Vorbereitung von Sakkaden, in LIP ist es genau umgekehrt.

Danke für eure Aufmerksamkeit!