Entwicklung eines minimal-invasiven Magnetsystems zur hochqualitativen drahtlosen Aufzeichnung von Augenbewegungen bei nicht-menschlichen Primaten

01.07.2020 bis 30.06.2021

Die genaue Registrierung der Augenposition ist bei einer Vielzahl von sensorischen, kognitiven und motorischen Untersuchungen der Gehirnfunktion von entscheidender Bedeutung. Bei menschlichen und nicht-menschlichen Primaten basiert heutzutage die Mehrzahl der Experimente auf nicht-invasiven videobasierten Eye-Trackern, deren Leistung in den letzten Jahrzehnten erheblich verbessert wurde. Für die winzigen Augenbewegungen während Fixationen, die eine wichtige Rolle bei der Wahrnehmung und Neuformatierung der räumlich-zeitlichen Statistik von Bildern spielen, die in das visuelle System gelangen, sind jedoch videobasierte Eye-Tracker noch unzureichend. Dies hat zum Beispiel Untersuchungen von Augendrift beim Menschen selten gemacht. Bei nichtmenschlichen Primaten, auf die wir hier unseren Fokus legen, bleibt der Goldstandard für die Augenverfolgung die Skleralspulen-Technik. Diese Technik ist geeignet, selbst kleinste Augenbewegungen während Fixationen zu untersuchen, ist jedoch wegen der notwendigen chirurgischen Eingriffe und ihrer Folgen problematisch. Unser Ziel ist es daher, ein minimal-invasives Eye-Tracking-System für nicht-menschliche Primaten zu entwickeln. Diese Technik verwendet die drahtlose Erfassung von Magnetfeldern, die sich mit dem Auge drehen, und ist minimal-invasiv, da es nur eine einzige Implantation erfordert, um winzige Magnete in die Augenhöhle zu implantieren, die das Magnetfeld zu erzeugen. Anhand umfangreicher theoretischer und simulatorischer Vorversuche zeigen wir, dass mit dieser vorgeschlagenen Technik eine Annäherung an die Qualität von Skleralspulen möglich ist.