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Handlungssteuerung und Prismenadaptation

Handlungssteuerung und Prismenadaptation. Christian Kaernbach. Woher wissen wir, wo die Dinge sind, die wir sehen?. ?. Wahrnehmung als „Bild“. Objekt. Wahrnehmung. Zeichentheorie Hermann von Helmholtz, 1879. ؤ ت و ك ز ظ غ ن ه ى د ج. Wahrnehmung. Handlung.

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Handlungssteuerung und Prismenadaptation

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Presentation Transcript

  1. Handlungssteuerung und Prismenadaptation Christian Kaernbach

  2. Woher wissen wir, wo die Dinge sind, die wir sehen? ?

  3. Wahrnehmung als „Bild“ Objekt Wahrnehmung ZeichentheorieHermann von Helmholtz, 1879 ؤ ت و ك ز ظ غ ن ه ى د ج Wahrnehmung Handlung Die Wahrnehmung dient dem Handeln James J. Gibson, 1979 Wahrnehmung und Handlung Korrelationstheorien

  4. Fresnelprismen Wahrnehmung Handlung Experimente mit Prismenbrillen www.prism-adaptation.de

  5. Wahrnehmung ??? Handlung ؤ ت و ك ز ظ غ ن ه ى د ج Wahrnehmung Handlung Wahrnehmung ??? Handlung Martin, T.A., et al. (1996). kein Transfer von Unterhandwürfen zu Oberhandwürfen Kitazawa et al. (1997): kein Transfer von schnellem zu langsamen Zeigebewegungen Verdacht: Die genaue Bewegungsausführung ist relevant. Experimente mit Prismenbrillen zentraleRepräsentation räumlichen Wissens  Adaptation  räumlichesWissenist „verteilt“

  6. Einfluß der Trajektorie • Touch screen • Horizontaler Balken als Kinnstützedadurch pro Hand zwei Trajektorien • 72 Teilnehmer, zufällig in vier Gruppen eingeteilt • Zielposition zentral (Block 2&4) oder horizontal randomisiert (Block 1&3) • Prismenbrille (Block 3) mit 16.7° horizontaler Verschiebung (Basis links) • Block 1„Eingewöhnung“mit visuellem Feedback (Licht ist an),20 Versuche (5 Wiederholungen  4 Trajektorien) • Block 2„Vortest“ohne Feedback (Licht ist aus), 20 Versuche (54) • Block 3„Adaptation“mit Prismenbrille, mit visuellem Feedback, 80 Versuche (801) nur eine Trajektorie wird geübt, 4 Gruppen • Block 4„Nachtest“ohne Feedback, 20 Versuche (54)

  7. Block 4 minus Block 2 Dynamik µ = 3 ± 1.8 mm µ = 1 ± 1.7 mm µ = -46 ± 2.2 mm µ = -26 ± 2.3 mm Ergebnisse Passive Hand: Block 4 vs. Block 2 Horizontalfehler [mm] Horizontalfehler [mm] PH Passive Hand ST Selbe Trajektorie AH Aktive Hand AT Andere Trajektorie

  8. vertraute / unvertraute Bewegungen über/unter Händigkeit non-pref non-pref Ergebnisse Dynamik PH Passive Hand ST Selbe Trajektorie AH Aktive Hand AT Andere Trajektorie

  9. ein erstes Fazit • kein Transfer zur passiven Handnur ca. 50% Transfer zur jeweils anderen Trajektorie der aktiven Hand • passiver Zerfall der Adaptationungewohnte Bewegungen werden leichter adaptiert • Adaptation ist keine Rekalibrierung der visuellen Wahrnehmungsonst hätte man 100% Transfer auf passive Hand erwarten müssenund keine vollständige Rekalibrierung der Propriozeptionsonst hätte man 100% Transfer auf andere Trajektorie der aktiven Hand erwarten müssen. • Umlernen von Motor Skripts ? • Einwand: gleiche Startposition, aber leicht verschiedene Endposition,Endposition der anderen Trajektorie wurde nicht adaptiert.

  10. Abhängigkeit von der Startposition Kreisbewegungen einschieben Weitere Experimente

  11. Vertikale Generalisierung Weitere Experimente mit/ohne Gewichtsarmband

  12. Weitere Experimente Dynamik der Adaptation in Block 3abwechselnd mit/ohne Feedback / Terminales Feedback

  13. ein zweites Fazit • Adaptation überträgt sich nicht auf die passive Hand,und nicht vollständig auf andere Trajektorien der aktiven Hand,auch bei gleichen Start- und Endpunkten. • Adaptation von Zeigebewegungen geschieht vermutlich hauptsächlich durch Umlernen von Motor Skripts. • Es gibt keine zentrale Repräsentation räumlichen Handlungswissens.Räumliches Handlungswissen ist verteilt. Knowing where is knowing how to. • Aber was ist mit unserer phänomenalen Erfahrung? • Diese scheint nicht notwendig für stimulusgetriebene Handlungen (Zeigen, Greifen) • blindsight Patient fängt Ball • Stratton (1897) fährt Fahrrad mit Umkehrbrilleobwohl er die Welt noch auf dem Kopf stehen sieht. • Wozu ist phänomenale Erfahrung dann gut?ein spätes Produkt der Evolution, das es uns ermöglicht, alternative Handlungsschemas durchzuspielen. Tolman, E.C. (1948). Cognitive maps in rats and men. Psychological Review, 55, 189-208.

  14. ein zweites Fazit Illusion: Räumliches Wissen ist bewußt, einheitlich, zentral, genau, und dient Greifhandlungen, genauso wie Planung Zwei Repräsentationen räumlichen Wissens: I II unbewußt bewußt verteilt einheitlich, zentral genau verzerrt stimulusgetriebene Planung Handlungen

  15. Dissoziation von Handeln und Wahrnehmung • Ebbinghaus-Illusion • Müller-Lyer-Täuschung • ... • Wahrnehmung wird getäuscht • Greifhandlung erfolgt präzise • (Befunde nicht unstrittig)

  16. FeedforwardController motorischesSystem Plankopie + FeedbackController Fehlersignal – Sensorik Das sensomotorische Kontrollsystem ZNS motorischerPlan

  17. motorischesSystem Vorwärtsmodell + – Interne Modelle ZNS „inverses Modell“ FeedforwardController motorischerPlan Efferenzkopie FeedbackController Fehlersignal Sensorik (Reafferenz)

  18. weitere Leseschwerpunkte • Kapitel 6b-3: Neuronale Repräsentationen von Bewegung • Kortex • primärer motorischer Kortex, M1 (somatotopisch) • Assoziationskortex • Basalganglien • Kleinhirn • Kapitel 6c-3: Motorische Wahrnehmungstheorien • u.a.: Biologische Bewegungen • nicht lesen: Kapitel 6c-4, Gemeinsame Repräsentationen für Wahrnehmung und Handlung • Kapitel 6c-5: Dissoziationen zwischen Wahrnehmung und Handlung • hervorzuheben: Abschnitt 6c-5.4: Das Modell von Goodale und Millner

  19. eine Anwendung (?):Prismenbrillen und Neglect • Frassinetti et al. (2002). Long-lasting amelioration of visuospatial neglect by prism adaptation. Brain 125, 608-623 • 7 Patienten 2 Sitzungen pro Tag während zwei Wochen • in einer Sitzung 90 Zeigeaufgaben mit 10° Prismenbrille, Basis links, „terminales Feedback“ • Bestimmung der Neglect-Schwere mit BIT Testbatterie • vor dem Training • nach dem Training • 5 Wochen nach dem Training

  20. Feedback-Bedingungen • volles FeedbackLicht/Target bleibt an • terminales FeedbackLicht/Target geht aus, sobald der Taster verlassen wird, Licht/Target geht wieder an bei Bildschirmberührung • postterminales FeedbackLicht/Target geht aus, sobald der Taster verlassen wird, Licht/Target geht wieder an wenn Hand zurück auf Taster, + eine Treffermarkierung erscheint auf dem Bildschirm • kein FeedbackLicht/Target bleibt aus muß die denn korrekt sein?

  21. fake feedback • postterminales FeedbackLicht/Target geht aus, sobald der Taster verlassen wird, Licht/Target geht wieder an wenn Hand zurück auf Taster, + eineTreffermarkierungerscheint auf Bildschirm+versetzt um 100, 200, 300 Pixel • Pilotstudie(Empiriepraktikum Potsdam SS 2003) • viele VPn merken, „daß da was nicht stimmt“z. B. ca. 50% bei 100 Pixeln

  22. informed fake feedback • postterminales FeedbackLicht/Target geht aus, sobald der Taster verlassen wird, Licht/Target geht wieder an wenn Hand zurück auf Taster, + eineTreffermarkierungerscheint auf Bildschirm+versetzt um 100, 200, 300 Pixel, VP ist informiert • Empiriepraktikum Potsdam SS 2003: • Prismenadaptation (16.7°  215 Pixel) • informed fake feedback mit 100 Pixeln • informed fake feedback mit 200 Pixeln • informed fake feedback mit 300 Pixeln

  23. informed fake feedback • Prismenadaptation (16.7°  215 Pixel)

  24. informed fake feedback • informed fake feedback mit 100 Pixeln

  25. informed fake feedback • informed fake feedback mit 200 Pixeln

  26. informed fake feedback • informed fake feedback mit 300 Pixeln

  27. shooting gallery • postterminales FeedbackLicht/Target bleibt an,+ eineTreffermarkierungerscheint auf Bildschirm+versetzt um 100, 200, 300 Pixel, VP ist informiert informed fake feedback • postterminales FeedbackLicht/Target geht aus, sobald der Taster verlassen wird, Licht/Target geht wieder an wenn Hand zurück auf Taster, + eineTreffermarkierungerscheint auf Bildschirm+versetzt um 100, 200, 300 Pixel, VP ist informiert

  28. shooting gallery • postterminales FeedbackLicht/Target bleibt an,+ eineTreffermarkierungerscheint auf Bildschirm+versetzt um 100, 200, 300 Pixel, VP ist informiert

  29. shooting gallery • Neglect Patienten • MP: Schwerer Fall • JB: Leichter Fall • star cancellation • 50/52 before • 52/54 after • line bisection • 8/9 before • 9/9 after • accuracy in tactile extinction: • 50% before • 80% after

  30. shooting gallery: Ausblick • Hypothese: Verbesserung eher durch kognitive Anteile der Adaptation • Juli 2004: kontrollierte Studie, Leipzig. • 6 Patienten mit Prismenbrille • 6 Patienten mit shooting gallery (mit offset) • 6 Patienten mit shooting gallery (ohne offset) • Vergleich Prismenbrille mit vollem versus terminalem Feedback

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