Summary
In 20 students the subjective and optomotor aftereffects of an optokinetic stimulation were investigated in a comparative study: circular vection (CV), excitablity of pseudocoriolis effects, inhibition of vestibular coriolis effects after optical motion stimuli during selfrotation of the same speed, duration of optokinetic afternystagmus (OKN-A). Optical rotation stimuli and selfrotation were applied using a revolving chair inside a cylindrical rotatable drum, which could be moved independently (stimulus angular velocity: 60 and 110°/sec; stimulus duration: 5 and 30 sec). Eye movements were recorded by electronystagmography; intensities of coriolis effects were measured by means of the magnitude estimation technique.
Results
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1.
Among the optokinetic after effects the duration of OKN-A was maximal (up to 180 sec). Its duration was prolonged after an exposition time of 30 sec instead of 5 sec and shortened after increasing the stimulus velocity from 60°/sec to 110°/sec.
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2.
Visually induced pseudocoriolis effects can not be differentiated subjectively from vestibular coriolis effects. The pseudocoriolis effects as well as the visually induced inhibition of vestibular coriolis effects outlasted the optokinetic stimulus by up to 30 sec, even after an exposition time of 5 sec.
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3.
The perceived duration of outlasting CV is only slightly shorter and tends to be prolonged by short exposition time of 5 sec instead of 30 sec. Subjects were able to distinguish between intensity and velocity of the outlasting apparent selfrotation and drew the time course themselves into coordinates.
The psychophysical results are discussed in relation to neurophysiological and ablation experiments in animals. The different optokinetic aftereffects are believed to be generated by a common excitation in the multisynaptic network of reticular formation and the vestibular nuclei. The duration of the subjective phenomena and nystagmus may depend on the different thresholds.
Zusammenfassung
Bei 20 Vpn wurde eine vergleichende Untersuchung der subjektiven und optomotorischen Nachwirkungen optokinetischer Reizung durchgeführt: Circularvektion, Auslösbarkeit optischer Pseudocoriolis-Effekte, Hemmung vestibulärer Coriolis-Effekte nach optischen Bewegungsreizen bei gleichförmiger Eigendrehung und optokinetischer Nachnystagmus. Als Reizapparatur diente eine geschlossene Drehtrommel, in deren Innerem sich ein Drehstuhl befindet. Optische Drehreize und Eigendrehung wurden unabhängig voneinander dargeboten (Reizmustergeschwindigkeiten: 60 und 110°/sec; Reizexpositionszeiten: 5 und 30 sec). Die Augenbewegungen wurden elektronystagmographisch registriert, die Intensität der Coriolis-Effekte durch Größenskalierung (magnitude estimation) bestimmt.
Ergebnisse
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1.
Der optokinetische Nachnystagmus dauert länger als die anderen Nacheffekte (bis zu 180 sec) und ist bei einer Reizzeit von 30 sec länger als nach einer Reizzeit von 5 sec. Bei Erhöhung der Reizmustergeschwindigkeit von 60°/sec auf 110°/sec ist der optokinetische Nachnystagmus im Mittel von kürzerer Dauer.
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2.
Optisch induzierte Pseudocoriolis-Effekte sind subjektiv von vestibulären Coriolis-Effekten nicht unterscheidbar. Diese Pseudocoriolis-Effekte und die Hemmung vestibulärer Coriolis-Effekte durch visuelle Bewegungskontrolle können den optokinetischen Reiz (auch nach einer Reizzeit von 5 sec) bis zu 30 sec überdauern.
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3.
Die subjektive Nachdauer der Circularvektion (CV) ist nur wenig kürzer. Nach einer Reizzeit von 5 sec hält die CV tendenziell länger an als nach einer Reizzeit von 30 sec. Während des Abklingens der CV konnten die Vpn einen unterschiedlichen Verlauf von Geschwindigkeit und der Intensität der Scheinbewegungsempfindung zeichnerisch darstellen.
Die psychophysischen Ergebnisse werden unter Berücksichtigung neuronenphysiologischer Experimente und von Ausschaltungsversuchen bei Tieren diskutiert. Die verschiedenen optokinetischen Nacheffekte werden als Ausdruck einer gemeinsamen Erregungskonstellation in der Formatio reticularis und den Vestibulariskernen gedeutet. Die Nachdauer der Effekte wird durch unterschiedliche Schwellen der subjektiven Phänomene und des Nystagmus erklärt.
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Die Arbeit wurde aus Mitteln der Deutsehen Forschungsgemeinschaft, Sonderforschungsbereich 70 („Hirnforsehung und Sinnesphysiologie“), und der Fraunhofer-Gesellsehaft unterstfitzt.
Bis zur Fertigstellung unserer eigenen Drehstuhl-Drehtrommeleinrichtung konnten die Versuche in Zusammenarbeit mit der Universitäts-Augenklinik Freiburg am dortigen Drehstuhl durchgeführt werden. Wir danken Herrn Prof. G. Mackensen für Überlassung des Labors und der medizinisch-technischen Assistentin Frl. R. Löhr für technische Hilfe.
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Brandt, T., Dichgans, J. Circularvektion, optische Pseudocoriolis-Effekte und optokinetischer Nachnystagmus. Albrecht von Graefes Arch. Klin. Ophthalmol. 184, 42–57 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00410494
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