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Blicken / Blicksteuerung / Augenbewegung

Hintergrund

Wir sehen nicht mit den Augen, sondern mit dem Gehirn: Unsere Augen können von den aufgenommenen Bildern nur wenig mehr verstehen als eine Kamera. Erst im Gehirn werden die Bilder in vielen Verarbeitungs-Schritten analysiert, interpretiert und verstanden. Daher können auch bei intakten Augen Wahrnehmungsschwierigkeiten auftreten.

Blick-Sprünge (Sakkaden): Die Augen des Menschen können nur in einem Bruchteil des Gesichtsfeldes scharf sehen, daher tasten wir unsere Umgebung mit 3 bis 5 Blicksprüngen pro Sekunde ab. Das Gehirn steuert diese Blicksprünge und setzt die Einzelbilder zu einem Gesamt-Eindruck zusammen.

Hirnforschung: Rund 40 Prozent der Hirnrinde sind mit der Verarbeitung der Signale der ca. 120 Millionen Sinneszellen pro Auge und mit der Steuerung der Augenbewegungen beschäftigt. Daher können mit geschickt ausgewählten Experimenten aus den Augenbewegungen Rückschlüsse auf die Arbeit verschiedener Hirnareale gezogen werden. Dazu müssen die Augenbewegungen gemessen werden, siehe Verfahren zur Prüfung der Blicktüchtigkeit.

Untersuchungs-Methode

Bei der Bestimmung der Reaktionszeiten bei Pro- und Antisakkaden wurden multimodale Verteilungen festgestellt. Dies bedeutet, dass verschiedene Hirnprozesse mit verschieden langer Bearbeitungszeit an der Steuerung der Blicksprünge beteiligt sind. So konnten die Unterfunktionen der Blicksteuerung aufgeschlüsselt werden: Die Einflüsse der Aufmerksamkeit, der Fixation, und die Auslösung der optomotorischen Reflexe (Express-Sakkaden) wurden unter Ausnutzung des Gap-Effekts gefunden und in einem Modell (3-loop-modell) zusammengefasst.

Eine Einführung findet sich an anderer Stelle, ebenso ein Review-Artikel zur Bedeutung der Anti-Sakkaden.

Mit zwei einfachen Experimenten können in ca. 30 Minuten mehrere Parameter der Blick-Steuerung einer Versuchsperson bestimmt werden, die Auskunft geben über die Güte von Fixation, reflexive und bewusst gesteuerte Blick-Sprünge. Hierzu werden die Augenbewegungen gemessen, während die Versuchsperson nacheinander in zwei leicht unterschiedlichen Messungen auf angezeigte Lichtpunkte schaut.

Für mehr Details zu diesen beiden Messungen und zur Bedeutung der "Anti-Aufgabe" lesen Sie bitte die Methodik.

Forschungs-Ergebnisse

• Der Optomotorische Zyklus:
  Nimmt man alle experimentellen und klinischen Beobachtungen zusammen, so ergibt sich das Bild eines Zyklus von Fixationen und Sakkaden, die wie in einem Stop-And-Go-Verkehr ausgelöst werden können. Dieser Zyklus darf allerdings kein Eigenleben haben, sondern muss in den Zusammenhang sinnvoller Handlungen eingebaut sein. Die entsprechende Kontrolle wird durch das Frontalhirn übernommen. Das Schema zeigt den optomotorischen Zyklus und diese Kontrolle

  

• Alters-Entwicklung bis Alter 20:
  Die Blick-Steuerung, insbesondere die willentliche Komponente, die von höheren Hirn-Funktionen gesteuert wird, zeigt eine deutliche Altersentwicklung, besonders stark während der ersten Schuljahre, Details finden Sie in diesen Alters-Kurven: deutsch englisch

• Entwicklungs-Rückstände:
  Bei einigen Kindern entwickeln sich manche Komponenten der Blick-Steuerung langsamer oder schwächer als bei gleichaltrigen Kontroll-Personen. Besonders betroffen ist die vom Frontal-Hirn gesteuerte willentliche Komponente der Blick-Steuerung. Ca. 20% bis 50% der legasthenischen Kinder, etwa die Hälfte der rechenschwachen Kinder und der Kinder mit einem Aufmerksamkeitsdefizitsyndrom zeigen dieses Defizit in der Blicksteuerung, siehe Vergleichs-Grafik. Auch Kinder mit anderen Entwicklungs- und Lernstörungen zeigen oft Entwicklungsrückstände in ihrer Blicksteuerung.

• Blick-Training
  Für ein Training der Blick-Steuerung wurde das Gerät FixTrain entwickelt. Es wird Betroffenen für die Dauer von wenigen Wochen ausgeliehen. Die Trainings-Empfehlung wird individuell auf Basis der Messung der Blick-Steuerung aufgestellt.
  Das Blick-Training ersetzt keinen Lese-Unterricht, sondern es schafft bessere Voraussetzungen für eine nachfolgende pädagogische Förderung.

• Wirkung auf die Blick-Steuerung
  In knapp 200 Nachuntersuchungen wurde die Wirkung des Trainings auf die Blicksteuerung geprüft. Das Blicktraining ist in etwa 85% der Fälle erfolgreich. Das Blicktraining wirkt spezifisch nur jeweils auf die Blickkomponenten, die Teil des individuellen Trainings-Programms waren. Die Wirkung kann daher nicht auf einem Placebo-Effekt beruhen.
  In einer unabhängigen Studie haben amerikanische Wissenschaftler der Universität Georgia die Wirkung des selben Trainings bei Studenten untersucht und die von uns beobachteten trainings-abhängigen hochspezifischen Effekte bestätigt.

• Auswirkung auf das Lesen-Lernen
  Das Blicktraining erleichtert nachgewiesenermaßen das Lesen-Lernen: Eine Studie der Freiburger Uniklinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie ergab einen bedeutenden und statistisch signifikanten Unterschied in der Anzahl Lesefehler zwischen zwei Gruppen von Lese-Rechtschreibschwachen Kindern. Die untrainierte Gruppe konnte ihre Lesefehler durch zusätzlichen Lese-Unterricht nur um 20% verringern, während die trainierte Gruppe ihre Fehlerzahl halbierte. Dabei hatten beide Gruppen die gleiche Leseförderung gemeinsam bekommen. Besonders deutlich profitieren die Kinder ab Alter 8. Bei den ältesten Schülern in der Studie hatte der Leseunterricht alleine gar keinen Effekt, doch sie profitierten besonders stark vom Training, es trat sogar bereits eine deutliche Verbesserung unmittelbar nach dem Training auf, noch vor dem Leseunterricht.

Weitere Wahrnehmungsprobleme

Die schulischen Lernprozesse können auch durch andere Wahrnehmungsprobleme beeinträchtigt sein, dazu gehören: Instabilitäten der Blickrichtung und der beidäugigen Koordination durch unkontrollierte kleine Augenbewegungen, Schwächen in der visuellen Simultanerfassung (Zählen kleiner Mengen) und der sprachfreien auditiven Hörverarbeitung.

Studien / Literatur-Hinweise

Dyckman KA, McDowell JE.
Behavioral plasticity of antisaccade performance following daily practice.
Exp Brain Res. 2005 Mar;162(1):63-9. Epub 2004 Nov 13.
(abstract)

Biscaldi M, Fischer B, and Hartnegg K (2000)
Voluntary saccade control in dyslexia
Perception 29: 509-521
(abstract)

Fischer B, Hartnegg K (2000)
Stability of gaze control in dyslexia
Strabismus 8: 119-122
(abstract)

Fischer B, Hartnegg K (2000)
Effects of visual training on saccade control in dyslexia
Perception 29: 531-542
(abstract)

Fischer B, Biscaldi M (1999)
Saccadic Eye Movements in Dyslexia
In: Everatt J (ed) Reading and Dyslexia. Routledge, pp 91-121

Fischer B, Biscaldi M, and Gezeck S (1997)
On the development of voluntary and reflexive components in human saccade generation
Brain-Res 754: 285-297
(abstract)