Akinetopsie

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Anzeichen und Symptome

Die Akinetopsie kann in zwei Kategorien eingeteilt werden, je nach Schweregrad der Symptome und dem Ausmaß, in dem die Akinetopsie die Lebensqualität des Patienten beeinflusst.

Unauffällige Akinetopsie

Unauffällige Akinetopsie wird oft als Kinorolle oder Mehrfachbelichtungsfoto beschrieben. Dies ist die häufigste Form der Akinetopsie und wird von vielen Patienten als störend empfunden. Die Akinetopsie tritt oft mit visuellem Trailing (Palinopsie) auf, wobei bei jedem Bewegungsbild Nachbilder verbleiben. Es wird durch verschreibungspflichtige Medikamente, Halluzinogen persistierende Wahrnehmungsstörung (HPPD) und persistierende Aura ohne Infarkt verursacht. Die Pathophysiologie der Akinetopsie-Palinopsie ist nicht bekannt, aber es wurde angenommen, dass sie auf eine unangemessene Aktivierung physiologischer Bewegungsunterdrückungsmechanismen zurückzuführen ist, die normalerweise verwendet werden, um die visuelle Stabilität während der Augenbewegungen aufrechtzuerhalten (z.B. sakkadische Unterdrückung).

Brutto akinetopsia

Grobe Akinetopsie ist eine äußerst seltene Erkrankung. Die Patienten haben eine tiefe Bewegungsblindheit und kämpfen mit den Aktivitäten des täglichen Lebens. Anstatt das Sehen als Kinorolle zu sehen, fällt es diesen Patienten schwer, grobe Bewegungen wahrzunehmen. Das meiste von dem, was über diese extrem seltene Erkrankung bekannt ist, wurde durch die Fallstudie eines Patienten, LM, gelernt. LM beschrieb das Gießen einer Tasse Tee oder Kaffee als schwierig, "weil die Flüssigkeit wie ein Gletscher gefroren zu sein schien". Sie wusste nicht, wann sie aufhören sollte zu gießen, weil sie die Bewegung der aufsteigenden Flüssigkeit nicht wahrnehmen konnte. LM und andere Patienten haben auch darüber geklagt, dass sie Probleme haben, Gesprächen zu folgen, weil Lippenbewegungen und sich ändernde Gesichtsausdrücke vermisst wurden. LM erklärte, dass sie sich unsicher fühlte, wenn mehr als zwei Personen in einem Raum herumliefen: "Leute waren plötzlich hier oder dort, aber ich habe sie nicht gesehen." Die Bewegung wird durch den Vergleich der Positionsänderung eines Objektes oder einer Person abgeleitet. LM und andere haben beschrieben, dass das Überqueren der Straße und das Fahren von Autos ebenfalls sehr schwierig ist. LM begann, ihr Gehör zu trainieren, um die Entfernung einzuschätzen. Eine Veränderung der Gehirnstruktur (typischerweise Läsionen) stört den psychologischen Prozess des Verstehens sensorischer Informationen, in diesem Fall visueller Informationen. Durch die anatomische Trennung der visuellen Bewegungsverarbeitung von anderen Funktionen ist eine Störung nur der visuellen Bewegung möglich. Wie die Akinetopsie kann auch die Farbwahrnehmung wie bei der Achromatopsie selektiv gestört werden. Es gibt eine Unfähigkeit, Bewegung trotz normaler räumlicher Schärfe, Flickererkennung, Stereo- und Farbsehen zu sehen. Weitere intakte Funktionen sind die visuelle Raumwahrnehmung und die visuelle Identifikation von Formen, Objekten und Gesichtern. Neben der einfachen Wahrnehmung stört die Akinetopsie auch visuomotorische Aufgaben, wie das Greifen nach Objekten und das Fangen von Objekten. Bei der Durchführung von Aufgaben scheint die Rückmeldung der eigenen Bewegung wichtig zu sein.

Verursacht

Hirnläsionen

Akinetopsie kann ein erworbenes Defizit durch Läsionen in der hinteren Seite des visuellen Kortex sein. Läsionen verursachen häufiger eine grobe Akinetopsie. Die Neuronen der mittleren temporalen Kortikalis reagieren auf Bewegungsreize und somit ist die mittlere temporale Kortikalis der bewegungsverarbeitende Bereich der Großhirnrinde. Bei der LM war die Hirnläsion bilateral und symmetrisch und gleichzeitig klein genug, um andere Sehfunktionen nicht zu beeinträchtigen. Einige einseitige Läsionen haben auch die Bewegungswahrnehmung beeinträchtigt. Akinetopsie durch Läsionen ist selten, da eine Schädigung des Okzipitallappens in der Regel mehr als eine Sehfunktion stört. Akinetopsie wurde auch als Folge einer traumatischen Hirnverletzung berichtet.

Transkranielle Magnetstimulation

Eine unauffällige Akinetopsie kann selektiv und temporär durch transkranielle Magnetstimulation (TMS) im Bereich V5 des visuellen Kortex bei gesunden Probanden induziert werden. Sie erfolgt auf einer 1 cm² großen Fläche des Kopfes, entsprechend der Position im Bereich V5. Mit einem 800-Mikrosekunden-TMS-Impuls und einem 28 ms-Stimulus bei 11 Grad pro Sekunde ist V5 für etwa 20-30 ms außer Gefecht gesetzt. Sie wirkt zwischen -20 ms und +10 ms vor und nach Beginn eines sich bewegenden visuellen Reizes. Die Inaktivierung von V1 mit TMS könnte eine gewisse Akinetopsie 60-70 ms nach Beginn des visuellen Reizes auslösen. TMS von V1 ist nicht annähernd so effektiv bei der Induktion von Akinetopsie wie TMS von V5.

Alzheimer-Krankheit

Neben Gedächtnisproblemen können Alzheimer-Patienten unterschiedlich stark akinetopsiert sein. Dies könnte zu ihrer ausgeprägten Desorientierung beitragen. Während Pelak und Hoyt eine Alzheimer-Fallstudie aufgezeichnet haben, gibt es noch nicht viel Forschung zu diesem Thema.

Antidepressiva

Unauffällige Akinetopsie kann durch hohe Dosen bestimmter Antidepressiva ausgelöst werden, wobei das Sehvermögen nach Verringerung der Dosis wieder normalisiert wird.

Bereiche der visuellen Wahrnehmung

Zwei relevante visuelle Bereiche für die Bewegungsbearbeitung sind V5 und V1. Diese Bereiche sind durch ihre Funktion im Sehen getrennt. Ein Funktionsbereich ist eine Gruppe von Neuronen mit gemeinsamer Selektivität und Stimulation dieses Bereichs, insbesondere Verhaltenseinflüsse. Es wurden über 30 spezialisierte Verarbeitungsbereiche im visuellen Kortex gefunden.

V5

V5, auch visueller Bereich MT (middle temporal) genannt, befindet sich seitlich und ventral im Temporallappen, nahe dem Schnittpunkt der aufsteigenden Extremität des unteren Temporalsulkus und des lateralen Okzipitalsulkus. Alle Neuronen in V5 sind bewegungsselektiv, und die meisten sind richtungsselektiv. Der Nachweis der funktionellen Spezialisierung von V5 wurde erstmals bei Primaten gefunden. Patienten mit Akinetopsie neigen dazu, eine einseitige oder beidseitige Schädigung des V5 zu haben.

V1

V1, auch bekannt als der primäre visuelle Kortex, befindet sich im Brodmann-Gebiet 17. V1 ist bekannt für seine Vorverarbeitungsfähigkeiten visueller Informationen, wird aber nicht mehr als das einzige wahrnehmungswirksame Tor zum Kortex angesehen. Bewegungsinformationen können V5 erreichen, ohne durch V1 zu gehen, und ein Rücklauf von V5 nach V1 ist nicht erforderlich, um einfache visuelle Bewegungen zu sehen. Bewegungsbezogene Signale erreichen V1 (60-70 ms) und V5 (< 30 ms) zu unterschiedlichen Zeiten, wobei V5 unabhängig von V1 wirkt. Patienten mit Sehschwäche haben Schäden an V1, aber weil V5 intakt ist, können sie immer noch Bewegung spüren. Die Inaktivierung von V1 schränkt die Bewegungssicht ein, stoppt sie aber nicht vollständig.

Ventrale und dorsale Ströme

Ein weiterer Gedanke zur visuellen Gehirnorganisation ist die Theorie der Ströme für das räumliche Sehen, der ventrale Strom für die Wahrnehmung und der dorsale Strom für das Handeln. Da LM sowohl in der Wahrnehmung als auch in der Handlung beeinträchtigt ist (wie z.B. beim Greifen und Fangen von Handlungen), wurde vorgeschlagen, dass V5 sowohl für die Wahrnehmungs- als auch für die Handlungsverarbeitung Input liefert.

Fallstudien

Potzl und Redlichs Patientin

1911 berichteten Potzl und Redlich von einer 58-jährigen Patientin mit beidseitiger Schädigung ihres Hinterhirns. Sie beschrieb die Bewegung so, als ob das Objekt stationär bliebe, aber an verschiedenen aufeinander folgenden Positionen auftauchte. Außerdem verlor sie einen erheblichen Teil ihres Gesichtsfeldes und hatte eine anomische Aphasie.

Goldstein und Gelbs Patientin

1918 berichteten Goldstein und Gelb von einem 24-jährigen Mann, der eine Schusswunde im hinteren Gehirn erlitt. Der Patient meldete keinen Bewegungseindruck. Er konnte die neue Position des Objekts angeben (links, rechts, oben, unten), sah aber "nichts dazwischen". Während Goldestein und Gelb glaubten, dass der Patient den lateralen und medialen Teil des linken Okzipitallappens beschädigt hatte, wurde später darauf hingewiesen, dass beide Okzipitallappen wahrscheinlich durch den beidseitigen, konzentrischen Verlust seines Gesichtsfeldes betroffen waren. Er verlor sein Gesichtsfeld jenseits einer 30-Grad-Exzentrizität und konnte visuelle Objekte nicht anhand ihrer Eigennamen identifizieren.

"LM"

Das meiste von dem, was über Akinetopsie bekannt ist, wurde von LM gelernt, einer 43-jährigen Frau, die im Oktober 1978 ins Krankenhaus eingeliefert wurde und über Kopfschmerzen und Schwindel klagte. Bei der LM wurde eine Thrombose der oberen Sagittalhöhle diagnostiziert, die zu bilateralen, symmetrischen Läsionen hinter dem visuellen Kortex führte. Diese Läsionen wurden 1994 durch PET und MRT verifiziert. LM hatte eine minimale Bewegungswahrnehmung, die vielleicht als Funktion von V1, als Funktion einer visuellen Kortikalis höherer Ordnung oder als eine funktionelle Schonung von V5 erhalten blieb. LM fand keine wirksame Behandlung, also lernte sie, Bedingungen mit mehreren visuellen Bewegungsreizen zu vermeiden, d.h. indem sie diese nicht ansah oder fixierte. Sie entwickelte dafür sehr effiziente Bewältigungsstrategien und lebte dennoch ihr Leben. Darüber hinaus schätzte sie den Abstand der sich bewegenden Fahrzeuge mittels Schalldetektion ein, um die Straße weiter zu überqueren. LM wurde in drei Bereichen gegen eine 24-jährige Frau mit normalem Sehvermögen getestet: Andere visuelle Funktionen als Bewegungssehen LM hatte keine Hinweise auf ein Farbunterscheidungsdefizit in der Mitte oder in der Peripherie der Gesichtsfelder. Ihre Erkennungszeit für visuelle Objekte und Wörter war etwas höher als die Kontrolle, aber nicht statistisch signifikant. Es gab keine Einschränkungen im Gesichtsfeld und kein Skotom. Störung des Bewegungssehens Der Bewegungseindruck von LM war abhängig von der Bewegungsrichtung (horizontal vs. vertikal), der Geschwindigkeit und ob sie in der Mitte des Bewegungspfades fixiert oder das Objekt mit den Augen verfolgt hat. Als Reize wurden kreisförmige Lichtziele verwendet. In Studien berichtete LM über einen Eindruck von horizontaler Bewegung mit einer Geschwindigkeit von 14 Grad ihres vorbestimmten Gesichtsfeldes pro Sekunde (Grad/s), während sie in der Mitte des Bewegungspfades fixierte, mit Schwierigkeiten, Bewegung sowohl unterhalb als auch oberhalb dieser Geschwindigkeit zu sehen. Als sie den sich bewegenden Punkt verfolgen durfte, hatte sie eine horizontale Bewegungssicht von bis zu 18°/s. Bei vertikaler Bewegung konnte der Patient nur Bewegungen unter 10°/s fixiert oder 13°/s sehen, wenn er das Ziel verfolgte. Die Patientin beschrieb ihre Wahrnehmungserfahrung bei Reizgeschwindigkeiten über 18 bzw. 13 Grad/s als "ein Lichtfleck links oder rechts" oder "ein Lichtfleck oben oder unten" und "manchmal an aufeinanderfolgenden Positionen dazwischen", aber niemals als Bewegung. Bewegung in der Tiefe Um die Wahrnehmung von Bewegung in der Tiefe zu bestimmen, wurden Studien durchgeführt, in denen der Experimentator einen schwarz lackierten Holzwürfel auf einer Tischplatte entweder in Richtung Patient oder in Blickrichtung weg bewegte. Nach 20 Versuchen mit 3 oder 6 Grad/s hatte der Patient keinen klaren Bewegungseindruck. Sie wusste jedoch, dass sich das Objekt in seiner Position verändert hatte, sie wusste die Größe des Würfels und sie konnte den Abstand des Würfels zu anderen Objekten in der Nähe richtig einschätzen. Innere und äußere Gesichtsfelder Die Bewegungserkennung im inneren und äußeren Gesichtsfeld wurde getestet. In ihrem inneren Gesichtsfeld konnte LM eine Bewegung erkennen, wobei die horizontale Bewegung leichter zu unterscheiden war als die vertikale. In ihrem peripheren Gesichtsfeld konnte die Patientin nie eine Bewegungsrichtung erkennen. Die Fähigkeit von LM, Geschwindigkeiten zu beurteilen, wurde ebenfalls getestet. LM unterschätzte Geschwindigkeiten über 12 Grad/s. Bewegungsnachwirkung und Phi-Phänomen Geprüft wurde die Bewegungsnachwirkung von vertikalen Streifen, die sich in horizontaler Richtung bewegen, und einer rotierenden Spirale. Sie war in der Lage, Bewegung in beiden Mustern zu erkennen, berichtete aber nur in 3 der 10 Versuche für die Streifen und keinen Effekt für die rotierende Spirale. Sie berichtete auch nie von einem Eindruck der Bewegung in der Tiefe der Spirale. Im Phi-Phänomen wechseln sich zwei kreisförmige Lichtpunkte ab. Es scheint, dass sich der Spot von einem Ort zum anderen bewegt. Unter keinen Umständen meldete der Patient eine scheinbare Bewegung. Sie meldete immer zwei unabhängige Lichtpunkte. Visuell geführte Augen- und Fingerbewegungen LM sollte dem Weg eines Drahtes folgen, der mit dem rechten Zeigefinger auf einem Brett montiert war. Der Test wurde unter rein taktilen (mit verbundenen Augen), rein visuellen (Glas über dem Brett) oder taktil-visuellen Bedingungen durchgeführt. Der Patient war im rein taktilen Zustand am besten und im visuellen Zustand sehr schlecht. Auch im taktil-visuellen Zustand profitierte sie nicht von den visuellen Informationen. Die Patientin berichtete, dass die Schwierigkeit zwischen ihrem Finger und ihren Augen lag. Sie konnte ihrem Finger nicht mit den Augen folgen, wenn sie ihren Finger zu schnell bewegte. Weitere Experimente Im Jahr 1994 wurden mehrere andere Beobachtungen der Fähigkeiten von LM mit Hilfe eines Reizes mit einer zufälligen Verteilung von hellen Quadraten auf einem dunklen Hintergrund gemacht, der sich kohärent bewegte. Mit diesem Reiz konnte LM immer die Bewegungsachse (vertikal, horizontal), aber nicht immer die Richtung bestimmen. Wurden einige statische Quadrate zur bewegten Anzeige hinzugefügt, fiel die Richtungserkennung dem Zufall zu, aber die Identifikation der Bewegungsachse war immer noch genau. Wenn sich ein paar Quadrate entgegengesetzt und orthogonal zur vorherrschenden Richtung bewegten, fiel ihre Leistung in Richtung und Achse dem Zufall zum Opfer. Sie war auch nicht in der Lage, Bewegungen in schrägen Richtungen zu erkennen, wie 45, 135, 225 und 315 Grad, und gab immer Antworten in Himmelsrichtungen, 0, 90, 180 und 270 Grad.

Pelak und Hoyts Alzheimer-Patient

Im Jahr 2000 stellte sich ein 70-jähriger Mann mit Akinetopsie vor. Er hatte vor zwei Jahren aufgehört zu fahren, weil er "während der Fahrt keine Bewegung mehr sehen konnte". Seine Frau bemerkte, dass er die Geschwindigkeit eines anderen Autos nicht beurteilen konnte oder wie weit es entfernt war. Er hatte Schwierigkeiten beim Fernsehen mit viel Action oder Bewegung, wie z.B. bei Sportveranstaltungen oder actiongeladenen TV-Shows. Er sagte seiner Frau oft, er könne "nichts sehen". Wenn sich Objekte zu bewegen begannen, verschwanden sie. Er konnte jedoch die Nachrichten sehen, da keine nennenswerten Aktionen stattfanden. Außerdem hatte er Anzeichen des Balint-Syndroms (leichte Simultandiagnose, optische Ataxie und optische Apraxie).

Pelak und Hoyts TBI-Patient

Im Jahr 2003 klagte ein 60-jähriger Mann über die Unfähigkeit, visuelle Bewegungen nach einer traumatischen Hirnverletzung wahrzunehmen, zwei Jahre zuvor, bei der ein großer Zedernholz-Lichtmast fiel und seinen Kopf traf. Er gab Beispiele für seine Schwierigkeiten als Jäger. Er war nicht in der Lage, Wild zu beobachten, andere Jäger zu verfolgen oder seinen Hund auf ihn zukommen zu sehen. Stattdessen würden diese Objekte an einem Ort und dann an einem anderen erscheinen, ohne dass eine Bewegung zwischen den beiden Orten zu sehen wäre. Er hatte Schwierigkeiten beim Fahren und beim Verfolgen eines Gruppengesprächs. Er verlor seinen Platz beim vertikalen oder horizontalen Scannen eines schriftlichen Dokuments und war nicht in der Lage, dreidimensionale Bilder aus zweidimensionalen Entwürfen zu visualisieren.

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