Brainstem control of slow ocular drifts during gaze fixation

01.07.2017 bis 31.01.2021

Während der Fixation eines Blickzieles treten ständig winzige Augenbewegungen auf, die langsame Verschiebungen der Augenposition („Drifts“) und Mikrosakkaden umfassen. Ob-wohl die Existenz dieser Augenbewegungen seit vielen Jahren bekannt ist, wurden sowohl die Mechanismen ihrer Entstehung als auch ihr Einfluss auf die visuelle Wahrnehmung nur unzureichend untersucht. Während der letzten ca. 15 Jahre hat die Untersuchung von Mikro-sakkaden, insbesondere mit Blick auf die ihnen zugrundeliegenden neuronalen Mechanis-men eine Renaissance erlebt. Die Mechanismen, die den Drifts zugrunde liegen, bleiben je-doch ein bislang vernachlässigtes Thema. Das Hauptziel unseres Projektantrages ist die Entschlüsselung der neuralen Mechanismen der Kontrolle der Drifts auf Hirnstammebene. Wir werden die Beiträge der Omnipausen-Neurone (OPN) des Hirnstammes und des superi-oren Colliculus (SC) zu Kontrolle und Koordination von Drifts und Mikrosakkaden untersu-chen. Unsere Hypothese lautet, dass SC und OPN synergetisch in die Kontrolle der Drifts eingreifen, der SC über eine ‚Positionsschätzung’ und die OPN über einen Einfluss auf ihre Geschwindigkeit. Die weiterreichenden Implikationen unseres Vorhabens sind vielfältig. Ers-tens werden wir bislang unbekannte neurophysiologische Mechanismen enthüllen, die mit kleinsten Augenbewegungen verbunden sind. Zweitens wird unsere Arbeit —davon ausge-hend, dass ein bedeutender Teil systemischer neurowissenschaftlicher Forschung mit wa-chen, sich definiert verhaltenden Primaten unter Blickfixationsbedingungen durchgeführt wird— klären, wie viele der Verhaltensleistungen und ihrer neuralen Korrelate, die dabei be-obachtet werden, eine Funktion unbewussten okulomotorischen Verhaltens sind. Drifts treten ununterbrochen auf und übermitteln unaufhörlich subtile Veränderungen retinaler Bilder. Soll-te sich herausstellen, dass diese Augenbewegungen zentral kontrolliert werden und nicht zu-fällig auftreten, dann könnte ihr Vorkommen die Ergebnisse einer Reihe von Untersuchungen zur visuellen Verarbeitung beeinflussen. Basierend auf den Resultaten unser vorangegange-nen Arbeiten zu Mikrosakkaden, nehmen wir an, dass einige klassische Phänomene der sys-temischen Neurowissenschaften als Ergebnis unseres beantragten Forschungsvorhabens zu Drifts möglicherweise in einem anderen, potenziell faszinierenden Licht erscheinen könnten.