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Untersuchungen des visuellen Kortex zum Mechanismus der visuellen Fusion mittels funktioneller Magnetresonanztomographie

dc.contributor.advisorSteinbüchel, Nicole von Prof. Dr.de
dc.contributor.authorSchmidt, Constanzede
dc.date.accessioned2012-04-16T17:26:05Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:21Zde
dc.date.issued2011-07-18de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B211-1de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-1043
dc.description.abstractDie visuelle Fusion stellt ein wesentliches Funktionselement unseres normalen binokularen Sehens dar. Ohne sie kommt es oft zu schwerwiegend beeinträchtigenden Störungen der visuellen Alltagsleistung, wie beispielsweise einer Diplopie. Was genau den Prozess auf neuronaler Ebene von visueller Fusion darstellt, ist nach derzeitigem Forschungsstand ungeklärt. Wie visuelle Fusion funktioniert, und ob sie als Vorraussetzung für andere visuelle Phänomene wie beispielsweise Stereopsis eine Basis darstellt, steht seit ihrer Entdeckung im ungeklärten Blickpunkt von Neuroophthalmologen und Neurowissenschaftlern. Ebenfalls ist aus neurowissenschaftlicher Perspektive fraglich, ob es sich bei visueller Fusion um einen eigenständigen Mechanismus bzw. ein Phänomen mit einem funktionell-anatomischen Korrelat auf neuronaler Ebene oder aber um eine Teilleistung anderer visueller Verarbeitungsprozesse handelt. Ziel des geplanten Experimentes war es, ein mit der visuellen Fusion assoziiertes neuronales Korrelat, in Abgrenzung zur binokularen Rivalität, zu identifizieren. Um zerebrale Funktionen und Morphologie in Beziehung zu setzen, wurde als nicht-invasives Verfahren die funktionelle Magnetresonanztomographie angewandt. Zehn Probanden nahmen an dem Experiment teil. Jeder Proband wurde neurologisch und neuroophthalmologisch voruntersucht. Eine experimentelle Herausforderung stellte die Konzipierung eines selektiven Stimulationsdesigns dar. Hierbei wurden eigene Reize entwickelt, die Fusion von anderen verwandten visuellen Mechanismen insbesondere dem der binokularen Rivalität abgrenzen sollten. Zur Kartierung von visuellen Bereichen des Kortex fand die Methodik der retinotopen Kartierung Anwendung. Für die Analyse der funktionellen Daten in Beziehung zu ihren morphologischen Korrelaten wurden zweidimensionale Gehirnkaten, Flatmaps , erstellt. Insgesamt wurden zwei verschiedene Analysewege gewählt. Zum Einen wurde eine Individualauswertung hinsichtlich der anatomisch-funktioneller Beziehung der einzelnen Probanden durchgeführt. Zum Anderen wurde eine auf der Durchschnittsmorphologie aller Probanden basierende Gruppenanalyse erstellt. Für die weitere Gruppenanalyse wurden verschiedene Auswertungsverfahren entworfen und erprobt. Insbesondere wurde ein probabilistisches Verfahren entwickelt und es wurden sog. Karten maximaler Wahrscheinlichkeit (maximum probability maps MPM s) erstellt. Diese Methode bietet gegenüber den verbreiteten Auswertungsmethoden den Vorteil von intersubjektiven Aussagen und einer besseren Vergleichbarkeit von Daten. In der Zusammenschau der Ergebnisdaten ist festzustellen, dass ein Vergleich von Zuständen der binokularen Rivalität (BR) mit einem Kombinationszustand aus Rivalität und visueller Fusion (BFR) zu einer Abschwächung des gemessenen fMRT-Signals in den visuellen Arealen V3 und V4, insbesondere im Bereich höherer Exzentrizitätsintervalle, sowie in Area MT+ führt. Dem gegenüber zeigten sich für einen Vergleich von visueller Fusion (BF) mit einem Kombinationszustand aus Rivalität und visueller Fusion (BFR) stärkere Effekte für die Areale V1 und V2 im Bereich niedrigerer Exzentrizitäten. Es ist anzunehmen, dass es bei visueller Fusion zu einer Inhibition von Neuronen kommt, die in Abwesenheit von Fusion auch bei monokularer Stimulation aktiv sind.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de
dc.titleUntersuchungen des visuellen Kortex zum Mechanismus der visuellen Fusion mittels funktioneller Magnetresonanztomographiede
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedInvestigations of the visual cortex on the mechanism of visual fusion by functional magnetic resonance tomographyde
dc.contributor.refereeSteinbüchel, Nicole von Prof. Dr.de
dc.date.examination2011-08-17de
dc.subject.dnb610 Medizin, Gesundheitde
dc.description.abstractengVisual fusion is a fundamental element of normal binocular vision. Without visual fusion adverse effects as diplopia appear. In current research the neuronal background of visual fusion is still unclear. The relevance and the role of visual fusion for other visual processes like stereopsis are not understood in detail. It can be argued if visual fusion is an independent mechanism with a certain neuronal correlate or a partial function of other visual processes. The aim of this project was to identify a neuronal correlate associated with visual fusion separate from binocular rivalry. To correlate morphology and neuronal effects, the non-invasive method of functional magnetic resonance tomography (MRI) was used. Ten subjects participated in the study. The conception of a selective visual stimulus design was an experimental challenge. Special stimuli were developed to separate visual fusion effects from other visual mechanisms, especially from binocular rivalry. The method of retinotopic mapping was used to acquire spatial information of visual areas in the cortex. Two-dimensional brain maps, so called flat maps, were calculated to analyse the experimental data. Thereby two different methods were used. Firstly experimental data were analyzed within the individual topologies. Secondly an average morphology for the subject group was created. New methods for further group evaluations were self developed and successfully applied. A probabilistic method for evaluations in maximum probability maps (MPMs) was established. This method provides intersubjective information and a better experimental comparability in contrast to other techniques. In conclusion it could be observed that comparisons between conditions of binocular rivalry (BR) and conditions of rivalry and visual fusion (BFR) show an fMRI signal decrease in areas V3 and V4 for BFR, especially at higher eccentricities as well as in area MT+. However, comparisons of a visual fusion (BF) condition with the condition BFR show higher effects in areas V1 and V2 especially at lower eccentricities. It is possible that visual fusion causes an inhibition of neurons, which are activated by monocular information in the absence of fusion.de
dc.contributor.coRefereeGruber, Oliver Prof. Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeStaiger, Jochen Prof. Dr.de
dc.subject.topicMedicinede
dc.subject.gerVisuelle Fusionde
dc.subject.gerbinokulares Sehende
dc.subject.gerbinokulare Rivalitätde
dc.subject.gerfunktionelle Magnetresonanztomographiede
dc.subject.engvisual fusionde
dc.subject.engbinocular visionde
dc.subject.engbinocular rivalryde
dc.subject.engfunctional magnetic resonance tomographyde
dc.subject.bk44.07de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-3059-1de
dc.identifier.purlwebdoc-3059de
dc.affiliation.instituteMedizinische Fakultätde
dc.subject.gokfullMED 372: Bildgebende Verfahren {Medizin}de
dc.identifier.ppn667771719de


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