Biến thiên tự nhiên và do thuốc gây ra của tốc độ và thời gian của chuyển động mắt saccade ở người: Bằng chứng cho sự kiểm soát của bộ phát xung thần kinh bởi phản hồi cục bộ

Springer Science and Business Media LLC - Tập 39 - Trang 87-96 - 1981
R. Jürgens1, W. Becker1, H. H. Kornhuber1
1Sektion Neurophysiologie, Universität Ulm, FRG

Tóm tắt

Bài báo hiện tại xem xét các chuyển động mắt saccade hướng tới mục tiêu của con người. Nó giải quyết câu hỏi làm thế nào một độ lệch mục tiêu cảm nhận được có thể được chuyển đổi thành mẫu kích thích thần kinh tạo ra saccade tới mục tiêu. Cụ thể hơn, nó điều tra liệu mẫu này có phải là một chương trình trước được lựa chọn phù hợp hay nó được kiểm soát liên tục bởi một vòng phản hồi cục bộ so sánh tín hiệu vị trí mắt không nhìn thấy với độ lệch mục tiêu cảm nhận (một tín hiệu hình ảnh sẽ quá chậm). Để làm rõ, mối quan hệ giữa độ chính xác của các saccade hướng đến một mục tiêu nhất định và tốc độ cũng như thời gian của chúng đã được kiểm tra. Thời gian và tốc độ được phát hiện là thay đổi đến 60% trong khi biên độ không cho thấy sự thay đổi liên quan và có độ chính xác gần như không đổi khoảng 90%. Bằng cách sử dụng diazepam, sự biến đổi về thời gian và tốc độ saccade có thể được tăng cường hơn nữa, nhưng vẫn biên độ gần như không đổi. Những kết quả này ủng hộ giả thuyết rằng sự kích thích saccade được kiểm soát bởi một vòng phản hồi cục bộ.

Từ khóa

#saccadic eye movements #innervation pattern #feedback loop #diazepam #eye position signal #target excentricity

Tài liệu tham khảo

Abel, L.A., Schmidt, D., Dell'Osso, L.F., Daroff, R.B.: Saccadic system plasticity in humans. Ann. Neurol. 4, 313–318 (1978) Aschoff, J.C.: Veränderungen rascher Blickbewegungen (Sakkaden) beim Menschen unter Diazepam (Valium). Arch. Psychiatr. Nervenkr. 211, 325–332 (1968) Bahill, A.T., Clark, M.R., Stark, L.: Glissades — eye movements generated by mismatched components of the saccadic motoneuronal control signal. Math. Biosci. 26, 303–318 (1975) Baker, R., Precht, W., Llinas, R.: Mossy and climbing fiber projections of extraocular muscle afferents to the cerebellum. Brain Res. 38, 440–445 (1972) Barmack, N.H.: Modification of eye movements by instantaneous changes in the velocity of visual targets. Vision Res. 10, 1431–1441 (1970) Becker, W., Fuchs, A.F.: Further properties of the human saccadic system: eye movements and correction saccades with and without visual fixation points. Vision Res. 9, 1247–1258 (1969) Becker, W., Jürgens, R.: An analysis of the saccadic system by means of double step stimuli. Vision Res. 19, 967–983 (1979) Easter, S.S., Jr.: A comment on the “glissade”. Vision Res. 13, 881–882 (1973) Evinger, C.: Saccadic eye movements of the cat: behavioral and neurophysiological investigation. Thesis, University of Washington, Seattle, USA, 1978 Fuchs, A.F., Kornhuber, H.H.: Extraocular muscle afferents to the cerebellum of the cat. J. Physiol. (London) 200, 713–722 (1969) Gentles, W., Llewellyn Thomas, E.: Effect of benzodiazepines upon saccadic eye movements in man. Clin. Pharmacol. Ther. 12, 563–574 (1971) Hallett, P.E., Lightstone, A.D.: Saccadic eye movements to flashed targets. Vision Res. 16, 107–114 (1975) Hamilton, J.T.: Muscle relaxant activity of chlordiazepoxide and diazepam. Can. J. Physiol. Pharmacol. 45, 191–199 (1967) Hecker, H.: Der Einfluß stimulierender Substanzen auf die sakkadischen Augenbewegungen. Thesis, Fakultät für Klin. Med. Univ. Ulm, Ulm, Germany, 1979 Henson, D.B.: Corrective saccades: effects of altering visual feedback. Vision Res. 18, 63–67 (1978) Hyde, J.E.: Some characteristics of voluntary human ocular movements in the horizontal plane. Am. J. Opthalmol. 48, 85–94 (1959) Jürgens, R., Becker, W.: A computer program library for detecting and analyzing eye movements. BIOSIGMA 78, Comité du Colloque International sur les Signaux et les Images en Médecine et en Biologie, Paris, Vol. 2, pp. 187–191, 1978 Keller, E.L.: Participation of medial pontine reticular formation in eye movement generation in monkey. J. Neurophysiol. 37, 316–332 (1974) Keller, E.L.: Control of saccadic eye movements by midline brain stem neurons. In: Control of gaze by brain stem neurons. Baker, R., Berthoz, A. (eds.), pp. 327–336. Amsterdam: Elsevier-North Holland 1977 King, W.M., Fuchs, A.F.: Neuronal activity in the mesencephalon related to vertical eye movements. In: Control of gaze by brain stem neurons. Baker, R., Berthoz, A. (eds.), pp. 319–326. Amsterdam: Elsevier-North Holland 1977 King, W.M., Fuchs, A.F., Becker, W., Johanson, G.: Pontine control of saccadic trajectories: microstimulation and single unit studies. Soc. Neurosci. (Abstracts) 5 (1979) Kornhuber, H.H.: Neurologie des Kleinhirns. Zentralbl. Ges. Neurol. Psychiatr. 191, 13 (1968) Kornhuber, H.H.: Motor functions of cerebellum and basal ganglia: the cerebello-cortical (ballistic) clock, the cerebello-nuclear hold regulator and the basal ganglia ramp (voluntary speed smooth movement) generator. Kybernetik 8, 157–162 (1971a) Kornhuber, H.H.: Das vestibuläre System mit Exkursen über die motorischen Funktionen der Formatio reticularis, des Kleinhirns, der Stammganglien und des motorischen Cortex sowie über die Raumkonstanz der Sehdinge. In: Vorträge der Erlanger Physiologentagung 1970. Keidel, W.D., Plattig, K.-H. (eds.), pp. 173–204. Berlin: Springer 1971b McLaughlin, S.C.: Parametric adjustment in saccadic eye movements. Percept. Psychophys. 2, 359–362 (1967) Ritchie, L.: Effects of cerebellar lesions on saccadic eye movements. J. Neurophysiol. 39, 1246–1256 (1976) Robinson, D.A.: The mechanics of human saccadic eye movements. J. Physiol. (London) 174, 245–264 (1964) Robinson, D.A.: Models of the saccadic eye movement control system. Kybernetik 14, 71–83 (1973) Robinson, D.A.: Oculomotor control signals. In: Basic mechanisms of ocular motility and their clinical implications. Lennerstrand, G., Bach-y-Rita, P. (eds.), pp. 337–374. Oxford: Pergamon Press 1975 Schmidt, D., Abel, L.A., Dell'Osso, L.F., Daroff, R.B.: Saccadic velocity characteristics: intrinsic variability and fatigue. Aviat. Space Environm. Med. 50, 393–395 (1979) Van Gisbergen, J.A., Robinson, D.A.: Generation of micro- and macrosaccades by burst neurons in the monkey. In: Control of gaze by brain stem neurons. Baker, R., Berthoz, A. (eds.), pp. 301–308. Amsterdam: Elsevier-North Holland 1977 Vossius, G.: Das System der Augenbewegung. Z. Biol. 112, 27–57 (1960) Vossius, G.: Adaptive control of saccadic eye movements. Bibl. Opthalmol. 82, 244–250 (1972) Weber, R.B., Daroff, R.B.: Corrective movements following refixation saccades: type and control system analysis. Vision Res. 12, 467–475 (1972) Westheimer, G.: Mechanism of saccadic eye movements. AMA Arch. Opthalmol. 52, 710–724 (1954) Young, L.R.: A sampled data model for eye tracking movements. Thesis, Dept. of Aeronautics and Astronautics. Cambridge, MA: MIT Press 1962 Zbinden, G., Randall, L.O.: Pharmacology of benzodiazepines: Laboratory and clinical correlations. pp. 213–299. (Advances Pharmacol., Vol. V.) New York: Academic Press 1967 Zee, D.S., Optican, L.M., Cook, J.D., Robinson, D.A., King Engel, W.: Slow saccades in spinocerebellar degeneration. Arch. Neurol. 33, 243–251 (1976)