Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Involuntary Maybe, but Certainly Not Random

16.02.2009
Our eyes are in constant motion. Even when we attempt to stare straight at a stationary target, our eyes jump and jiggle imperceptibly.

Anzeige

Although these unconscious flicks, also known as microsaccades, had long been considered mere “motor noise,” researchers at the Salk Institute for Biological Studies found that they are instead actively controlled by the same brain region that instructs our eyes to scan the lines in a newspaper or follow a moving object.


Their findings, published in the Feb. 13, 2009 issue of Science, provide new insights into the importance of these movements in generating normal vision.

“For several decades, scientists have debated the function, if any, of these fixational eye movements,” says Richard Krauzlis, Ph.D., an associate professor in the Salk Institute’s Systems Neurobiology Laboratory, who led the current study. “Our results show that the neural circuit for generating microsaccades is essentially the same as that for voluntary eye movements. This implies that they are caused by the minute fluctuations in how the brain represents where you want to look.”

“There was a lot of past effort to figure out what fixational eye movements contribute to our vision,” adds lead author Ziad Hafed, Ph.D., Sloan-Swartz Fellow in the Systems Neurobiology Laboratory, “but nobody had looked at the neural mechanism that generates these movements. Without such knowledge, one could only go so far in evaluating microsaccades’ significance and why they actually exist.”

Wondering whether the command center responsible for generating fixational eye movements resides within the same brain structure that is in charge of initiating and directing large voluntary eye movements, Hafed decided to measure neural activity in the superior colliculus before and during microsaccades.

He not only discovered that the superior colliculus is an integral part of the neural mechanism that controls microsaccades, but he also found that individual neurons in the superior colliculus are highly specific about which particular microsaccade directions and amplitudes they command—whether they be, say, rightward or downward or even oblique movements. “Data from the population of neurons we analyzed shows that the superior colliculus contains a remarkably precise representation of amplitude and direction down to the tiniest of eye movements,” says Krauzlis.

The Salk researchers, in collaboration with Laurent Goffart, Ph.D., a professor at the Institut de Neurosciences Cognitives de la Méditerranée in Marseille, France, also temporarily inactivated a subset of superior colliculus neurons and analyzed the resulting changes in microsaccades. They discovered that a fully functional superior colliculus is required to generate normal microsaccades.

“Because images on the retina fade from view if they are perfectly stabilized, the active generation of fixational eye movements by the central nervous system allows these movements to constantly shift the scene ever so slightly, thus refreshing the images on our retina and preventing us from going ‘blind,’” explains Hafed. “When images begin to fade, the uncertainty about where to look increases the fluctuations in superior colliculus activity, triggering a microsaccade,” adds Krauzlis.

Microsaccades may, however, do more than prevent the world around us from fading when we stare at it for too long. Even when our gaze is fixed, our attention can shift to an object at the periphery that attracts our interest. In an earlier study, Hafed discovered that although we may avert our eyes from an attractive man or woman, microsaccades will reveal such objects of attraction because their direction is biased toward objects to which we are unconsciously attracted.

By showing in the current study that the superior colliculus is involved in generating microsaccades, Hafed and his colleagues could now explain why this happens. “The superior colliculus is a major determinant of what is behaviorally relevant in our visual environment, so paying attention to one location or the other alters superior colliculus activity and therefore alters these eye movements as well,” says Hafed.

The Salk Institute for Biological Studies in La Jolla, California, is an independent nonprofit organization dedicated to fundamental discoveries in the life sciences, the improvement of human health, and the training of future generations of researchers. Jonas Salk, M.D., whose polio vaccine all but eradicated the crippling disease poliomyelitis in 1955, opened the Institute in 1965 with a gift of land from the City of San Diego and the financial support of the March of Dimes.

Gina Kirchweger | Quelle: Newswise Science News
Weitere Informationen: www.salk.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Newly discovered breast milk antibodies help neutralize HIV
23.05.2012 | Duke University Medical Center

nachricht Scientists unravel role of fusion gene in prostate cancer
23.05.2012 | New York- Presbyterian Hospital/Weill Cornell Medical Center/Weill Cornell Medical College

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: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Im Focus: Mikroben kennen nur eine Konstante: Veränderung!


Ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) an der Philipps-Universität geht der einzigartigen Fähigkeit von Mikroorganismen auf den Grund, sich ständig an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den SFB 987 mit dem Titel "Mikrobielle Diversität in der umweltabhängigen Signalantwort" in den kommenden vier Jahren mit voraussichtlich mehr als sieben Millionen Euro.

„Die erfolgreiche Beantragung des neuen Sonderforschungsbereichs belegt einmal mehr die exzellenten wissenschaftlichen Leistungen im Bereich der Mikrobiologie am Standort Marburg“, erklärt Professor Dr. Frank Bremmer, der Marburger Uni-Vizepräsident für Forschung. „Die Einrichtung des SFB wird Marburgs Stellung als zentraler Ort der mikrobiologischen Forschung festigen und deren internationale Sichtbarkeit weiter erhöhen.“ ...

Im Focus: Schnelles Korallensterben


Erosion in tropischen Küstenregionen führt zum schnellen Tod der Korallen

Die Farbigkeit, Vielfalt und Exotik der tropischen Korallenriffe fasziniert viele Menschen weltweit. Und doch sind es die Folgen unserer Zivilisation, die dieses fragile Ökosystem bedrohen durch Klimaerwärmung, Sauerstoffmangel und Ozeanversauerung. Fortschreitende Industrialisierung, Waldrodungen und intensive Landwirtschaft in küstennahen Gebieten führen zu Erosion und verändern die Lebensbedingungen im Meer dramatisch.

Jetzt ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Komplexität beherrschen

23.05.2012 | Energie und Elektrotechnik

Nano-Müll lässt sich nicht verbrennen

23.05.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Nea Kameni volcano movement captured by Envisat

23.05.2012 | Geowissenschaften

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Jeder Mensch ist anders - Nutzen der individualisierten Medizin

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

14th Leibniz Conference of advanced science „Sensorsysteme 2012“

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Exklusive Kontakte beim Investforum

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp