Strukturanalyse und Modellierung von sakkadischen Reaktionszeitverteilungen

Dr. S. Gezeck, AG Hirnforschung, Institut für Biophysik
Dr. J. Timmer, FDM, Fakultät für Physik
Prof. Dr. J. Honerkamp, FDM, Fakultät für Physik
Prof. Dr. B. Fischer, AG Hirnforschung, Institut für Biophysik

Durchgeführte Arbeiten:

Mit der nichtparametrischen Faktorenanalyse wurde eine Methode entwickelt, um die Anzahl und Verteilung der Basisfunktionen in etwa 20 Mischverteilungen zu bestimmen, in denen diese Basisfunktionen mit unterschiedlichen Gewichten auftreten (1). Das Excess-Mass Verfahren von Müller und Sawitzki (J. of the Am. Statist. Assoc., 86:738-746 (1991) ) wurde eingesetzt, um die Anzahl und Lage der Gipfel in empirischen Verteilungen zu schätzen (2). In empirischen sakkadischen Reaktionszeitverteilungen wurde mit beiden Methoden Evidenz für 3 Klassen von Gipfeln gefunden.

Es wurden Computersimulationen des 3-Schleifenmodells von Fischer (Rev. Physiol. Biochem. Pharmacol., 106:1-35 (1987) ) durchgeführt, um multimodale experimentelle Reaktionszeitverteilungen mit einem einfachen neuronalem Netzwerk, daß aus 4 Modulen mit je 16 künstlichen Neuronen besteht, zu reproduzieren. Der Gap Effekt wurde richtig reproduziert. In Übereinstimmung mit dem Experiment treten multimodale Verteilungen bei Gapdauern um 200 ms auf (3).

Von 290 Versuchpersonen zwischen 8 und 70 Jahren wurden sakkadische Variablen in 2 Experimenten gemessen. Die Variablen wurden in 2 Gruppen unterteilt, von denen die eine die Kontrolle willkürlicher Sakkaden und die andere die Kontrolle der Fixation beschreiben. Die Variablen der Gruppe der willkürlichen Kontrolle zeigen eine sehr starke Altersentwicklung zwischen dem 8. und 25.ten Lebensjahr, während die Variablen der anderen Gruppe nur schwach mit dem Alter korrelieren (4).

Von Legasthenikern und Kontrollpersonen wurden psychometrische und sakkadische Variablen an 250 Versuchspersonen gemessen. Es wurde untersucht, inwiefern bei Lese-/Schreibschwäche die Steuerung der Blickmotorik altersgerecht entwickelt ist. Es wurde festgestellt, daß sakkadische Variablen die Kontrollen von den Lese-/Schreibschwachen signifikant trennen und daß ein Drittel der Lese-/Schreibschwachen auffällige Augenbewegungen durchführt, aber nur 10% der Kontrollen. Diese Auffälligkeiten treten hauptsächlich bei Variablen auf, die mit der Fähigkeit verbunden sind, willkürliche Augenbewegungen durchzuführen (5).

Veröffentlichung:

(1)
Gezeck S., Timmer J,:
Detecting Multimodality in Saccadic Reaction Time Distributions in Gap and Overlap Tasks
Biological Cybernetics, 78(4):293-305, 1998 Apr.
(2)
Gezeck S., Fischer B., Timmer J.:
Saccadic reaction times: a statistical analysis of multimodal distributions
Vision Research, 37(15):2119-31, 1997 Aug.
(3)
Fischer B., Gezeck S., Huber W.:
The three-loop model: a neural network for the generation of saccadic reaction times
Biological Cybernetics, 72, 185-196 (1995).
(4)
Fischer B., Biscaldi M., Gezeck S.:
On the development of Voluntary and Reflexive Components in Saccade Generation
Brain Research, 754(1-2):285-97, 1997 Apr
(5)
Biscaldi M., Gezeck S., Stuhr V.:
Poor saccadic control correlates with dyslexia
Neuropsychology, 36, 1189-1202 (1998)


Author: Dr. Stefan Gezeck
Express Saccade Laboratory
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