Kapitel 6 - Visuelle Agnosien PDF

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klinische psychologie und neuropsychologie Basismodul...

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Kapitel 6: Visuelle Agnosien 6.1 Perzeptuelle Verarbeitung visuellerer Empfindungen  

Bearbeitung visueller Eindrücke beginnt in der Netzhaut Visuelle Informationen werden perzeptiven Analysen und Bearbeitungen unterzogen

6.1.1 Primäre und sekundäre visuelle Rindenfelder   

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Visuelle Information wird von der Netzhaut aufgenommen  diese Information wird über die Sehbahn zur primären Sehrinde geleitet Primäre Sehrinde liegt an der Innenfläche und der hinteren Spitze des Okzipitallappens Weitere Bearbeitung erfolgt in sekundären visuellen Rindenfeldern  Diese Rindenfelder heißen sekundär, da sie ihre Informationen nicht direkt von der Sehbahn, sondern von der primären Sehbahn erhalten  Sekundäre Rindenfelder liegen rings um die primäre Sehrinde und erstrecken sich bis zum Temporallappen und Parietallappen An der Unterseite des Temporallappens findet visuelle Informationsverarbeitung Anschluss an Strukturen, die zentrale Rolle im semantischen und episodischen Gedächtnis spielen Im Parietallappen grenzen sekundäre Rindenfelder an Areale, die der visuospitalen Analyse und der motorischen Koordination dienen

6.1.2 Die primäre Sehrinde   

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Funktionelle Einheiten der primären Sehrinde sind Kolumnen von Zellen Jede Kolumne analysiert Ausschnitt des Gesichtsfeldes, der einen Sehwinkel von etwa einem Grad entspricht Angrenzende Ausschnitte des Gesichtsfeldes werden in angrenzenden Kolumnen der Sehrinde analysiert  Diese Gleichartigkeit der räumlichen Verhältnisse der Sehrinde mit den räumlichen Verhältnissen des Gesichtsfeldes bezeichnet man als topografische Repräsentation Kolumnen bestehen aus Zellen, die auf verschiedene Eigenschaften des Sehbildes reagieren: o Bei Hell-Dunkel-Kontrast im Gesichtsfeld: Reaktion von orientierungs- und bewegungsspezifischen Zellen  Orientierungsspezifische Zellen analysieren die Richtung des Kontrastes  Bewegungsempfindliche Zellen registrieren Richtung der Bewegung, wenn sich der Kontrast durch den Gesichtsfeldausschnitt bewegt o Andere Zellen kümmern sich nicht um Kontraste, sondern registrieren Intensität und spektrale Zusammensetzung des Lichts, das auf den ganzen Abschnitt fällt Primäre Sehrinde als Verteiler: Die von den verschiedenen Zelltypen gesammelten Informationen werden auf getrennten Wegen in die sekundären visuellen Rindenfelder zur weiteren Verarbeitung geleitet Auf parallelen Verarbeitungswegen werden Form, Farbe, Bewegung und Position der gesehenen Dinge erschlossen  Dabei werden die Informationen aus den einzelnen Gesichtsfeldausschnitten zu größeren Einheiten zusammengesetzt Zellen in den sekundären visuellen Rindenfeldern analysieren zunehmend größere Abschnitte des Gesichtsfeldes  Aus der topografischen wird eine gesichtsfeldübergreifende Repräsentation Abbildung 6.1 S. 168: Überblick über Anatomie der zerebralen Bearbeitung des Sehbildes o Primäre Sehrinde ist von sekundären visuellen Rindenfeldern umgeben o Primäre Sehrinde ist Ursprung von drei Strömen der visuellen Bearbeitung: o Die ventrale Route:  Führt in temporale Rindenfelder, die zum Netzwerk des semantischen und autobiografischen Gedächtnisses gehören, und in Hippokampusformation, die für Speicherung neuer Gedächtnisinhalte wichtig ist  Dient dem visuellen Erkennen o Die dorsale Route:  Führt zu parietalen Arealen  Teilt sich in zwei Routen:  Obere dorsolaterale Route: Führt zu Rindenfelder im oberen Parietallappen  Dient der visuomotorischen Koordination

2 Untere ventrodorsale Route: Führt zu unteren Parietallappen  Wichtig für bewusste Raumauffassung  Grenze zwischen den Zielgebieten der beiden dorsalen Routen bildet der intraparietale Sulkus 

6.1.3 Parallele Bearbeitung visueller Informationen und Einheit des Sehbildes Erkennung von Form, Farbe, Bewegung und Position von Gegenständen: Form:   

Eine der wichtigsten und schwierigsten Aufgaben des Sehsystems Aus den zahlreichen Helligkeitsunterschieden, die das Sehbild durchziehen, müssen relevante Formen herausgefiltert werden Wesentlicher Schritt hierfür: Das Erschließen von durchgängigen Konturen aus lokalen Hinweisen und Fragmenten  Vergleiche Abbildung 6.2 S.169: o Globale Kontur des „T“ entsteht aus der Integration lokaler Formen o Aus weiterer Entfernung (2-3m) sind lokale Formen, die kleinen Striche, nicht mehr einzeln zu erkennen o Bei weiter Entfernung wird rechtes „T“ deutlicher: da durchgängiger Helligkeitsunterschied zwischen „T“ und Hintergrund  Globale Form des „T“ ist also als Helligkeitsunterschied tatsächlich vorhanden & tritt hervor, wenn man lokale kleine Striche nicht mehr erkennen kann o Bei weiter Entfernung kann man linkes „T“ nicht mehr erkennen o Linkes „T“ hat gleiche Helligkeit wie der Hintergrund  Globale Form ist eigentlich gar nicht vorhanden, sondern wurde aus Zusammensetzung der lokalen Formunterschiede erschlossen  Wenn lokale Formen bei weiter Entfernung nicht mehr sichtbar sind, verschwindet globale Form  In allen Beispielen (Dreiecke und Ts) wird globale Form (dass man ein komplettes Dreieck oder T sehen kann) mühelos und ohne Nachdenken erkannt  Die Integration lokaler Formen und das Erschließen von globalen Formen aus lokalen Hinweisen erfolgt automatisch

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Oft gibt es mehrere Möglichkeiten, Konturen zu geschlossenen Formen zu vereinen Die Aufteilung der Konturen in lokale und globale Formen wird vom Wissen über Aussehen von Gegenständen beeinflusst und ist beim Erkennen von Gegenständen unmittelbar mit eingebunden

Farbe:   

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Farbe von Gegenständen entsteht dadurch, dass Oberflächen verschiedene spektrale Anteile des Lichts reflektieren Dabei ist nicht nur die lokale Reflexion eines Gegenstands wichtig Spektrale Zusammensetzung des Lichts ändert sich z.B. Übergang Morgensonne zu Abenddämmerung  So ändert sich auch die Zusammensetzung des von einem Gegenstand reflektierten Lichts  Die Farbe des Gegenstands wirb aber immer als gleiche wahrgenommen  Farben ergeben sich aus Analyse, die neben der lokalen auch die globale Zusammensetzung des Lichts berücksichtigt Spezialisierte sekundäre Rindenfelder analysieren gesichtsfeldübergreifend die spektrale Zusammensetzung des Lichts und konstruieren daraus die Farben der einzelnen Gegenstände  Diese Rindenfelder befinden sich beim Menschen an der Innenseite des Okzipitallappens

Bewegung:   

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Die gesichtsfeldübergreifende Wahrnehmung von Bewegungen fassen die von der primären Sehrinde gelieferten Meldungen über lokale Bewegungen zusammen Dabei werden auch Informationen über Formen und Positionen verwendet Wenn Formen aus Position im Gesichtsfeld verschwinden und an benachbarten Positionen wieder auftauchen, nimmt man Sprünge als kontinuierliche Bewegung wahr  Auf diesem Prinzip beruht auch Darstellung von Bewegung im Film Sekundäre visuelle Rindenfelder für bewusste Wahrnehmung von Bewegung zuständig  Befinden sich beim Menschen an der Außenseite des Gehirns am Übergang vom Okzipitallappen in den Temporallappen

3 Position:    

In den ersten sekundären visuellen Rindenfeldern bleibt topografische Repräsentation der Gesichtsfelder noch bewahrt Die Erregungsmuster der Zellen spiegeln daher Position des Sehreizes auf der Netzhaut wider Zusammenhängende Formen der Gegenstände werden erst in späteren Abschnitten der visuellen Verarbeitung erschlossen Wo befindet sich Gegenstand im Gesichtsfeld?  Für diese Frage muss bei gesichtsfeldübergreifenden Analysen Verbindung zu vorgeschalteten Rindenfeldern gehalten werden  Aus dieser Verbindung ergibt sich die Lokalisation der Gegenstände im Gesichtsfeld  Lokalisation in Bezug auf Körper des Beobachters hängt zusätzlich von Kopf- und Augenstellung ab

Das Bindungsproblem:  

Die Koordination der Informationen aus den verschiedenen Bearbeitungsströmen wirft ein Bindungsproblem auf Mögliche Lösung:  Von den sekundären visuellen Rindenfeldern ziehen rückläufige Verbindungen zu vorgeschalteten Rindenfeldern und zur primären Sehrinde  Durch diese Bahnen bleiben alle von einem Gesichtsfeldpunkt ausgehenden Informationen verbunden  Die Einheit von globalen und lokalen Formen, Farben, Bewegungen und Positionen entsteht wahrscheinlich durch synchronisierte Aktivität des gesamten Netzwerks der parallelen Bearbeitungsströme und der frühen Rindenfelder

Formen aus Bewegung und Farbe:  

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Es gibt Verbindungen zwischen den parallelen Verarbeitungsströmen für Farbe, Form und Bewegung Diese ermöglichen, Informationen aus einem Bearbeitungsstrom in Ergebnisse eines anderen Bearbeitungsstroms umzusetzen  Vergleiche Abbildung 6.3 S.170 Schema der Informationsflüsse beim visuellen Erkennen: o In primärer Sehrinde und angrenzenden frühen sekundären visuellen Rindenfeldern: Erfassung der spektralen Zusammensetzung des Lichts, Konturen, Positionen und lokale Bewegungen o Auf Stufe der perzeptiven Bearbeitung werden Informationen gesichtsfeldübergreifend integriert o Produkte der perzeptiven Bearbeitung (Farbe, Schrift, Objekte, Gesichter, Bewegung) finden auf assoziativer Stufe Anschluss zu explizitem Wissen o Gemeinsame Farbe und gemeinsame Bewegung helfen, lokale Details zur globalen Form zusammenzusetzen o Es ist möglich Menschen durch charakteristische Bewegungen zu erkennen o Enge Verbindung der Sprache zum Wissen über Farbe und zum semantischen Gedächtnis und Verbindung zur Möglichkeit, Objekte an der Bewegung ihres Gebrauchs zu erkennen Bewegungen und Farben können genutzt werden, um eine Vielzahl von lokalen Formen zu einer gemeinsamen globalen Form zusammenzusetzen Z.B. weil sich Ohren, Kopf, Körper, Schwanz eines roten Katers gemeinsam bewegen, hilft dies ihm vom unbewegten Hintergrund abzuheben; gilt auch für die gemeinsame Farbe aller Teile des Tiers  Auch sie hält optisch die Teile zusammen und grenzt Tier vom Hintergrund ab Chamäleon tarnt sich Minimierung der Hinweise, die Farbe und Bewegung auf seine globale Form geben

6.1.4 Anforderung an visuelle Systeme Erkennen von Dingen:   

Beim Erkennen von Dingen sind ihre momentane Position und die Richtung, in der sie sich bewegen, unwichtig Veränderungen von Position und Bewegungsrichtung eines Dings kann Hindernis beim Erkennen sein, da sie ein und dasselbe Ding verschieden aussehen lassen Wichtig beim Erkennen: Konstante Formen, manchmal Farben der Objekte  Diese müssen so weit analysiert werden, dass sie mit gespeichertem Wissen über charakteristische Merkmale eines Objekts verglichen und selbst gespeichert werden können

Visuomotorische Koordination: 

Zur Steuerung motorischer Aktionen sind momentane Lage, Richtung und Geschwindigkeit von Bewegungen wichtig

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Vom Aussehen interessieren hier nur globale Umrisse und Größen, nicht aber Details und Farbe Nach Ausführung motorischer Aktion, sollte visuomotorisches System möglichst schnell wieder zur Steuerung neuer Aktionen bereit sein  System muss weder visuelle Infos halten noch speichern Es gibt sehr hohe Anforderung an die Geschwindigkeit der Verarbeitung des Systems, um z.B. nach bewegten Dingen zu fassen oder seine Greifbewegung zu korrigieren

Wahrnehmung räumlicher Beziehungen:   

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Man kann räumliche Positionen und Bewegungen unabhängig von der visuomotorischen Koordination analysieren  Kein Greifen nach Objekten nötig Bei visuomotorischer Koordination: Nur räumliche Beziehung eines Gegenstands zum Körper ist wichtig Bei objektiver Analyse der räumlichen Position: Beziehungen zwischen mehreren Gegenständen werden einbezogen  Mehr räumliche Informationen müssen verarbeitet werden als bei der visuomotorischen Koordination Sinnvoll bei objektiver Analyse räumlicher Verhältnisse: Ergebnis kann vorübergehend im Arbeitsgedächtnis oder dauerhaft im Langzeitgedächtnis abspeichert werden  Dadurch kann man in Zukunft frühzeitiger reagieren

Zwei oder drei visuelle Systeme? 

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Annahme seit Langem: 2 visuelle Systeme:  Eines zum Erkennen von Dingen  Bei anderem Diskussion: Ist es ein System für die visuomotorische Koordination oder für die Raumwahrnehmung? Alternative zu dieser Kontroverse: Annahme von 3 Systemen für:  Erkennen von Dingen  Visuomotorische Koordination (VMK)  Raumwahrnehmung o System für Erkennen von Objekten: liegt an Medial- und Unterseite des Gehirns und reicht vom Okzipitallappen zum Temporallappen o Beide anderen Systeme: erstrecken sich an Außenseite des Gehirns vom Okzipitallappen zum Parietallappen  VMK beansprucht oberen Teil des Parietallappens  Rauwahrnehmung beansprucht unteren Teil des Parietallappens o Dadurch ergeben sich die drei Routen: ventral, ventrodorsal, dorsodorsal

6.2 Visuelles Erkennen 6.2.1 Erkennen der Form von Gegenständen  

Gegenstände werden in erster Linie an ihrer Form erkannt Farbe oder andere Oberflächeneigenschaften sind dabei weniger wichtig

Objektkonstanz:  

Dasselbe Ding kann aus unterschiedlichen Blickwinkeln, Entfernungen und bei unterschiedlicher Beleuchtung ganz verschieden aussehen Man kann Dinge aber auch aus Blickwinkeln und in Darstellungen erkennen, in denen man sie noch nie zuvor gesehen hat  Sehsystem legt Verzeichnis an charakteristischen Merkmalen für bestimmten Gegenstand an, die unter wechselnden Blickwinkeln und wechselnder Beleuchtung konstant bleiben  Beim visuellen Erkennen wird Bild des Gegenstands nach charakteristischen Merkmalen abgesucht

Integration der Formen:   

Bei Suche nach charakteristischen Formen durchsucht Sehsystem sowohl globale als auch lokale Formen Dies findet gleichzeitig statt, sodass dabei schon verschiedene Kombinationen von globalen und lokalen Formen durchprobiert werden Beim Erkennen einer charakteristischen Form oder Formenkombination, fügen sich die anderen Formen ins Gesamtbild

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Wissen über Aussehen des Gegenstands beeinflusst weitere Interpretation der Formen  Die noch nicht analysierten Elemente der Form werden so zusammengefasst, dass sie zum erwarteten Bild des Gegenstands passen und weitere charakteristischen Merkmale offenbaren Vergleiche Abbildung 6.4 S.173 o Je nachdem, wie man Figur auffasst, werden die lokalen Figuren unterschiedlich zusammengefasst und interpretiert o Wechsel in der Interpretation der lokalen Formen, von einer Bedeutung zur anderen (Je nachdem welches Tier man sieht), geht automatisch und ohne Verzögerung o Wissen über charakteristische Merkmale der Dinge, beeinflussen Wahrnehmung der Formen o Mehrdeutigkeit ist an statische zweidimensionale Darstellung gebunden (keine Mehrdeutigkeit mehr, wenn man Tiere modelliert oder diese sich bewegen)

Perzeptive und assoziative Phase des Erkennens:   

Nach Extraktion der charakteristischen Merkmale  Ergebnisse Anschluss an semantisches Gedächtnis und Sprache Visuelles Erkennen erst abgeschlossen, wenn man weiß, wozu Gegenstand dient, welche Eigenschaften dieser hat und wie er heißt Schematische Unterscheidung von zwei Phasen des visuellen Erkennens: o Die perzeptive Phase: Formen werden integriert und charakteristische Merkmale werden extrahiert o Die assoziative Phase: Verbindung zum restlichen Wissen über Gegenstand und zur Sprache wird hergestellt

Implizites und explizites Wissen über das Aussehen von Dingen:   

Erkennen von Dingen ist schnell und automatisch Tolerieren von Verzerrungen und Fehlen von Details  Man muss nicht wissen, ob Bär runde oder spitze Ohren hat, um ihn zu erkennen Zwei Arten von Wissen über das Aussehen von Gegenständen: o Implizites Wissen:  Beim Erkennen automatisch aktiviertes Wissen  Auf charakteristische Merkmale beschränktes Wissen  Ist in der perzeptiven Phase des Erkennens eingebunden o Explizites Wissen:  Umfassendes, detailliertes Wissen  Kann bewusst abgerufen werden  Grundlage für bildlicher Vorstellen, Zeichnen und Malen  Kann auch eingesetzt werden, um Gegenstände unter schwierigen Bedingungen zu erkennen  Dann wird Erkennen zu einer bewussten visuellen Analyse  Sichtbare Einzelheiten werden mit vorhandenem Wissen vergleichen  Mutmaßungen, um welchen Gegenstand es sich handeln könnte  Dieses Wissen ist Teil des semantischen Gedächtnisses

Gesichter und Schriften:  

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Sonderrollen im visuellen Erkennen Besonderheit: Strom des visuellen Erkennens mündet nicht in das allgemeine Wissen des semantischen Gedächtnisses  Charakteristische Merkmale von Gesichtern finden Anschluss an Wissen über einzelne Person  Dieses Wissen nimmt im semantischen Gedächtnis Sonderstellung ein und kann Teil des autobiografischen Gedächtnisses sein  Charakteristische Merkmale von Schriftzeichen werden in sprachliche Grapheme übersetzt Besonderheit für die zerebralen Grundlagen: Häufigkeit des Vorkommens und Expertise des Erkennens  Plausibel, dass Gehirn spezialisierte neuronale Mechanismen entwickelt hat, um enorme Anzahl von Gesichtern rasch, zuverlässig und unabhängig von anderen kognitiven Aufgaben zu erkennen  Menschen sind v.a. in industrialisierten Ländern immer mit schriftlichen Botschaften konfrontiert Beim Erlernen der Schriftsprache wird Wortformareal im linken okzipitotemporalen Übergang ausgebildet Für Erkennen von Gesichtern: Areale in der rechten Hemisphäre  umgekehrte Asymmetrie

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 Neuronale Grundlagen des Erkennens von Gesichtern und Schriften unterscheiden sich in ihrer Lateralität! Bei Spezialisierung auf Erkennen von Gesichtern kommt es durch neuronale Plastizität zur Ausbildung spezialisierter Areale  Dies geschieht auch, wenn andere visuelle Kategorien ebenso intensiv und häufig wahrgenommen werden  Studie zeigte: Anblick von nichtmenschlichen Gattungen bei Experten (z.B. Vögel bei Vogelexperte) aktiviert dieselben Areale wie beim Anblick menschlicher Gesichter Neuronale Grundlagen des Erkennens von Gesichtern und Schriften unterscheiden sich in den Anforderungen an die perzeptive Verarbeitung  Beim Gesichtererkennen wichtig: Erkennen und Bewerten von Unterschieden zwischen zahlreichen Varianten eines einheitlichen Grundmusters  Beim Lesen wichtig: Abstrahieren der visuellen Vielfalt verschiedener Varianten von Schrift, um sie als Ausprägungen eines beschränkten Satzes von definierten Schriftzeichen zu kategorisieren

Dinge und Bilder:  

Wir können auch zweidimensionale Abbildungen von Dingen (z.B. Zeichnungen) erkennen  Dinge können sich nicht gegen den Hintergrund bewegen, sind nicht näher zum Betrachter als der Hintergrund Integration von globaler Form und lokalen Details des Gegenstands ist bei Abbildungen schwieriger und fehleranfälliger als für dreidimensionale Objekte  Diese Integration kann bei Abbildungen zu mehrdeutigen Ergebnissen führen (vgl. Abb. 6.4 mit Tieren)

6.2.2 Erkennen von Farben 

Farbe trägt wenig zum Erkennen von Gegenständen bei

Kategoriale Perzeption von Farben:    

Menschliches Sehvermögen kann enorme Vielzahl von Farbnuancen unterscheiden  Nur in der Sprache eingeschränktes Repertoire an Farbnamen Reduktion der Vielzahl von Farbnuancen auf beschränkten Satz von Farbkategorien Grundlage der Kategorien: Wissen darüber, welche Farben es gibt  Wissen ist nicht in allen Kulturen gleich und kann individuell verschieden differenziert sein Wenn Farbton und Helligkeit variieren, kann es zu Widerspruch zwischen kategorialer Zuordnung und perzeptiver Ähnlichkeit kommen (z.B. Gelb perzeptiv eher hellem Grün statt dunklen Gelbtönen zuordnen)  Normalpersonen wählen hierbei eher kategoriale Zuordnung

Wissen über Farben:  

Wissen über Farben gering Oft nur Aufzählung von Farbnamen oder Benennung von Beziehungen zwischen Farben

Farben benennen und Farbnamen: 

Farbnamen auch Bedeutungen, die mit Benennen von Farben wenig zu tun haben  z.B. Grün Farbe der Ökologie; Betrunkene sind blau  Hierbei denkt man k...