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Zur Koordination von Auge und Hand im Gehirn

Das Design der Gehirn-Maschine-Schnittstelle für Patienten mit Störungen der Armfunktion birgt für die Forschung mehrere Probleme. So untersuchten EU-Forscher nun die neuronale Basis bei der räumlich-zeitlichen Koordination von Augen und Händen.
Zur Koordination von Auge und Hand im Gehirn
Die Auge-Hand-Koordination beim Greifen ist ein komplexer Prozess, bei dem Lage und zeitliche Komponenten genau erfasst und abgestimmt werden müssen. Das EU-finanzierte Projekt EYEHAND (Eye-hand coordination in space and time) untersuchte mit Verhaltenstests und TMS (transkranieller Magnetstimulation) neuronale Mechanismen, die bei der Augen-Hand-Koordination stattfinden. TMS ist eine nicht-invasive Methode zur magnetischen Stimulation von Nervenzellen im Gehirn.

Tests, bei denen nach nicht sichtbaren Objekten gegriffen werden musste, ergaben räumliche Fehleinschätzungen, die auf eine gestörte Wahrnehmung der Zielbewegungsrichtung hindeuten.

Die Projektpartner entwickelten jeweils einen VR-Simulator (virtual reality) für Cricket-Schlagmänner und für Torhüter, die einen Freistoß ausführen. Mit Letzterem wurde das Verhalten des Torwarts untersucht, wenn die Sicht durch eine Reihe von Spielern verstellt ist. Die Forscher erfassten auch Daten zur Augen-Hand-Koordination bei 20 geübten Jongleuren. Die Studien werden derzeit ausgewertet und sollen Aufschluss über die Anforderungen an professionelles Spiel geben, was auch für die Rehabilitation nach Verletzungen relevant sein wird.

Ein weiterer Schwerpunkt von EYEHAND war die Steuerung des manuellen Greifens durch den oberen parietalen okzipitalen Kortex und den medialen intraparietalen Sulcus. Mittels TMS untersuchte man, ob diese Hirnareale an der Berechnung der aktuellen oder voraussichtlichen Zielposition beteiligt sind. Derzeit werden weitere TMS-Experimente zum zeitlichen Moment des Zugreifens durchgeführt, wobei die motorische kortikale Erregung vor Beginn der Bewegung variiert wird.

Mit EU-Mitteln wurde ein Forschungslabor eingerichtet, in dem die Augen-Hand-Koordination im Hinblick auf realistische Anwendungen untersucht werden kann. EYEHAND enthüllte dabei neue Faktoren, die das gezielte Ergreifen von Objekten beeinflussen. In weiteren Studien sollen nun Strategien entwickelt werden, um die Neurorehabilitation zu optimieren und auch die Entwicklung gedankengesteuerter kybernetischer Waffen voranzubringen.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Life Sciences

Schlüsselwörter

Auge-Hand-Koordination, neuronal, Gehirn-Maschine-Schnittstelle, EYEHAND, transkranielle magnetische Stimulation, Neurorehabilitation
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