Priming of eye movements by masked stimuli

Schwarzbach, Jens

Wie beeinflussen maskierte Hinweisreize die Blickbewegungsreaktionen auf den nachfolgenden Zielreiz? In der vorliegenden Arbeit wurden zentral oder peripher dargebotene Hinweisreize mit der Metakontrasttechnik vom Zielreiz maskiert. Der Winkel zwischen der vom Hinweis- und der vom Zielreiz angezeigten Blickbewegungsrichtung (0 bis 180 Grad) sowie ihr zeitlicher Abstand (SOA 17 - 84 ms) wurden systematisch variiert. Die Aufgabe der Versuchspersonen bestand darin, so schnell und genau wie möglich einen Blicksprung vom zentralen Fixationspunt zu einem von acht kreisformig angeordneten Zielpunkten durchzuführen. Gemessen wurden der Beginn (Sakkadenstart) sowie der Verlauf eines Blicksprungs (Blickspuren). Sakkaden begannen um so früher, je geringer der Winkel zwischen der Hinweis- und dem Zielreizreizrichtung gewählt wurde (Priming-Effekt). Der Priming-Effekt vergrösserte sich linear mit dem SOA. Zeigten Hinweis und Zielreiz in unterschiedliche Richtungen (inkongruente Bedingungen), wichen die Blickspuren systematisch von der direkten Verbindungslinie zwischen dem Fixationspunkt und Zielposition ab. Abweichungen in oder entgegen die vom Hinweisreiz angezeigten Richtung konnten durch den Zeitpunkt des Sakkadenbeginns und die Kongruenz vorhergesagt werden: Relativ fröh auftretende Sakkaden zeigten Abweichungen in Richtung des Hinweisreizes, relativ späte Sakkaden wichen in die dem Hinweisreiz entgegengesetzte Richtung ab. Diese Abweichungen weisen auf eine durch den Hinweisreiz induzierte zeitliche Dynamik von Bahnung und Hemmung der Blickbewegungsrichtung hin. Das abschliessende Kapitel der Arbeit zeigt Simulationen dieser dynamischen Prozesse in einem neuronalen Netzwerk zur Blickbewegungssteuerung. Das Modell nimmt an, dass sowohl die Entscheidung, wann eine Sakkade gestartet wird, als auch ihr Verlauf durch Antwortvorbereitung in einer Gruppe von Neuronen basiert, welcher das Prinzip der Populationskodierung als Repräsentationsform von Blicksteuerung zugrunde liegt.

In a metacontrast paradigm I investigated how central symbolic and peripheral spatial primes influenced saccadic eye movements initiated by a target stimulus. Saccadic reaction times were a function of angular difference between movement directions indicated by prime and target (congruence). Saccades started earlier with high congruence than with low congruence (priming effect). In incongruent trials, gaze trajectories deviated away from the direction indicated by the prime (prime suppression). The priming effect and prime suppression increased with interstimulus interval between prime and mask. Response speed and congruence predicted the direction of gaze deviations. Gaze deviations towards or away from the prime seemed to reflect the relative timing between the onset of prime-suppression with respect to movement initiation. The effect of primes on saccadic reaction time and metrics were simulated in a neural network model based on the assumption that decision processes and response preparation both rely on population coding as their principle of neural representation. The model accounts for the reaction time data as well as for the observed gaze deviations.

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Schwarzbach, Jens: Priming of eye movements by masked stimuli. 1999.

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