Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Ping-Pong Spiel der Augen

03.06.2014

Schon einmal versucht, die Augen still zu halten, während Sie beim Zugfahren aus dem Fenster schauen? Es klappt nicht: sie bewegen sich unwillkürlich stetig mit. Münchner Forscher enträtseln nun eine Grundlage dieses Augenfolgereflexes: Es sind Gehirnzellen, die sowohl die Geschwindigkeit der Landschaft als auch die der Augenbewegung kodieren.

Beim Zugfahren den Blick in die Ferne schweifen lassen – was nach reiner Entspannung klingt erfordert in Wirklichkeit eine Höchstleistung unseres Augenbewegungsapparates. Um ein Verschwimmen des vorbeiziehenden Bildes zu verhindern, müssen unsere Augen mit einer Vielzahl kurzer, wiederholter Bewegungen der Umgebungsgeschwindigkeit folgen.


Gehirnzellen, die sowohl die Geschwindigkeit der Landschaft als auch die der Augenbewegung kodieren, stellen sicher, dass wir eine vorbeiziehende Landschaft scharf erkennen können.

Mareike Kardinal/Bernstein Koordinationsstelle (BCOS)

Wissenschaftler um Prof. Stefan Glasauer am Bernstein Zentrum und der Ludwig-Maximilians-Universität in München haben nun in Zusammenarbeit mit Kollegen aus dem Washington National Primate Research Center der University of Washington in Seattle herausgefunden, dass Nervenzellen im hinteren Scheitellappen eine wichtige Rolle bei der Umwandlung der Landschaftsreize in ein Steuersignal für die Augenmuskulatur spielen.

„Mittels elektrophysiologischer Messungen konnten wir zeigen, dass Zellen des sogenannten MSTd-Areals Informationen über die Geschwindigkeit des visuellen Reizes auf der Netzhaut als auch die Schnelligkeit der Augenbewegung kombinieren“, erklärt Erstautor Lukas Brostek. Die Art und Weise, wie dies geschieht, unterscheidet sich dabei deutlich von Zelle zu Zelle – und ermöglicht so die Generierung gänzlich neuer Signale.

Anhand eines Computermodells belegen die Forscher, dass die beobachtete Verteilung an Signalkombinationen genau derjenigen entspricht, die benötigt wird um die reine Umgebungsgeschwindigkeit berechnen zu können. Diese Information braucht das Gehirn letztendlich um die Bewegung der Augen zu kontrollieren.

In der Regelung des Augenfolgereflexes sind mehrere Bereiche des Gehirns involviert. Die hierbei notwendige Informationsverarbeitung beinhaltet im Wesentlichen drei Stufen: In einem ersten Schritt wird die Geschwindigkeit des Bildes auf der Netzhaut ermittelt.

Aus dieser Information wird in einem zweiten Schritt die Eigenbewegung des Auges herausgerechnet um so die reine Umgebungsgeschwindigkeit zu erhalten – den Ort der Verarbeitung haben die Forscher nun mithilfe ihrer Studie im Gehirn lokalisieren können.

„Die untersuchten Neurone stellen die Grundlage für den letzten Schritt bereit – die unbewusste Steuerung der Augenmuskulatur. Damit sorgen sie dafür, dass sich unsere Augenbewegungen der Umgebungsgeschwindigkeit anpassen und wir eine vorbeiziehende Landschaft scharf erkennen können“, sagt Glasauer.

Das Bernstein Zentrum München ist Teil des Nationalen Bernstein Netzwerks Computational Neuroscience. Seit 2004 fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit dieser Initiative die neue Forschungsdisziplin Computational Neuroscience mit über 180 Mio. €. Das Netzwerk ist benannt nach dem deutschen Physiologen Julius Bernstein (1835-1917).

Weitere Informationen erteilen Ihnen gerne:
Prof. Dr. Stefan Glasauer
Ludwig-Maximilians-Universität München
Neurologische Klinik
Marchioninistr. 15
81377 München
Tel: +49 (0)89 7095-4839
Email: sglasauer@nefo.med.uni-muenchen.de

Originalpublikation:
L. Brostek, U. Büttner, M. J. Mustari & S. Glasauer (2014): Eye velocity gain fields in MSTd during optokinetic stimulation. Cerebral Cortex, advanced online publication
doi: 10.1093/cercor/bhu024

Weitere Informationen:

http://www.bccn-munich.de/people/scientists-2/stefan-glasauer Stefan Glasauer
http://www.bccn-munich.de Bernstein Zentrum München
http://www.uni-muenchen.de Ludwig-Maximilians-Universität München
http://www.nncn.de Nationales Bernstein Netzwerk Computational Neuroscience

Mareike Kardinal | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt
18.06.2018 | Universität Bern

nachricht Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen
18.06.2018 | Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Im Fußballfieber: Rittal Cup verspricht Spannung und Spaß

18.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics