Akinetopsie

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Anzeichen und Symptome

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

Unauffällige Akinetopsie

Unauffällige Akinetopsie wird oft beschrieben, indem man Bewegung wie eine Filmrolle oder ein Foto mit Mehrfachbelichtung sieht. Dies ist die häufigste Form der Akinetopsie, und viele Patienten empfinden das stroboskopische Sehen als störend. Die Akinetopsie tritt häufig mit visuellem Nachziehen (Palinopsie) auf, wobei bei jedem Bild der Bewegung Nachbilder hinterlassen werden. Sie wird durch verschreibungspflichtige Medikamente, eine halluzinogene persistierende Wahrnehmungsstörung (HPPD) und eine persistierende Aura ohne Infarkt verursacht. Die Pathophysiologie der Akinetopsie-Palinopsie ist nicht bekannt, aber es wird vermutet, dass sie auf eine unangemessene Aktivierung physiologischer Bewegungsunterdrückungsmechanismen zurückzuführen ist, die normalerweise zur Aufrechterhaltung der visuellen Stabilität bei Augenbewegungen eingesetzt werden (z.B. sakkadische Unterdrückung).

Brutto akinetopsia

Eine grobe Akinetopsie ist eine extrem seltene Erkrankung. Die Patienten sind tief bewegungsblind und haben Mühe, die Aktivitäten des täglichen Lebens auszuführen. Anstatt das Sehvermögen als Kinorolle zu sehen, haben diese Patienten Schwierigkeiten, grobe Bewegungen wahrzunehmen. Das meiste, was über diese extrem seltene Erkrankung bekannt ist, wurde durch die Fallstudie eines Patienten, LM, gelernt. LM beschrieb das Einschenken einer Tasse Tee oder Kaffee als schwierig, "weil die Flüssigkeit gefroren zu sein schien, wie ein Gletscher". Sie wusste nicht, wann sie mit dem Einschenken aufhören sollte, weil sie die Bewegung der aufsteigenden Flüssigkeit nicht wahrnehmen konnte. LM und andere Patienten klagten auch darüber, dass sie Schwierigkeiten hatten, Gesprächen zu folgen, weil Lippenbewegungen und wechselnde Gesichtsausdrücke verpasst wurden. LM gab an, sie fühle sich unsicher, wenn mehr als zwei Personen in einem Raum herumlaufen: "Die Leute waren plötzlich hier oder dort, aber ich habe nicht gesehen, wie sie sich bewegten". Bewegung wird aus dem Vergleich der Veränderung der Position eines Objekts oder einer Person abgeleitet. LM und andere haben beschrieben, dass auch das Überqueren der Straße und das Fahren von Autos mit großen Schwierigkeiten verbunden ist. LM begann, ihr Gehör zu trainieren, um die Entfernung abzuschätzen. Eine Veränderung der Gehirnstruktur (typischerweise Läsionen) stört den psychologischen Prozess des Verstehens sensorischer Informationen, in diesem Fall visueller Informationen. Eine Störung nur der visuellen Bewegung ist aufgrund der anatomischen Trennung der visuellen Bewegungsverarbeitung von anderen Funktionen möglich. Wie bei der Akinetopsie kann auch die Farbwahrnehmung wie bei der Achromatopsie selektiv gestört sein. Trotz normaler Raumschärfe, Flickerdetektion, Stereosehen und Farbsehen besteht eine Unfähigkeit, Bewegung 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 Gegenständen und das Einfangen von Objekten. Bei der Erledigung von Aufgaben scheint die Rückmeldung der eigenen Bewegung wichtig zu sein.

Verursacht

Hirnläsionen

Akinetopsie kann ein erworbenes Defizit aufgrund von Läsionen in der hinteren Seite des visuellen Kortex sein. Läsionen verursachen häufiger eine grobe Akinetopsie. Die Neuronen der mittleren Schläfenrinde reagieren auf Bewegungsreize, und daher ist die mittlere Schläfenrinde der bewegungsverarbeitende Bereich der Großhirnrinde. Im Fall der LM war die Hirnläsion bilateral und symmetrisch und gleichzeitig klein genug, um andere visuelle Funktionen nicht zu beeinträchtigen. Es wurde berichtet, dass einige unilaterale Läsionen auch die Bewegungswahrnehmung beeinträchtigen. Eine 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 vorübergehend durch transkranielle Magnetstimulation (TMS) des Areals V5 des visuellen Kortex bei gesunden Probanden induziert werden. Sie wird auf einer 1 cm² großen Fläche des Kopfes durchgeführt, die in ihrer Position dem Areal V5 entspricht. Bei einem 800-Mikrosekunden-TMS-Impuls und einem 28 ms-Stimulus bei 11 Grad pro Sekunde wird V5 für etwa 20-30 ms unfähig gemacht. Er ist zwischen -20 ms und +10 ms vor und nach Beginn eines bewegten visuellen Reizes wirksam. Die Inaktivierung von V1 mit TMS könnte 60-70 ms nach dem Einsetzen des visuellen Reizes einen gewissen Grad an Akinetopsie induzieren. Die TMS von V1 ist bei der Induktion einer Akinetopsie nicht annähernd so wirksam wie die TMS von V5.

Alzheimer-Krankheit

Neben Gedächtnisproblemen können Alzheimer-Patienten in unterschiedlichem Ausmaß an einer Akinetopsie leiden. Dies könnte zu ihrer ausgeprägten Orientierungslosigkeit beitragen. Pelak und Hoyt haben zwar eine Fallstudie zur Alzheimer-Krankheit aufgezeichnet, aber es wurde noch nicht viel Forschung zu diesem Thema betrieben.

Antidepressiva

Eine unauffällige Akinetopsie kann durch hohe Dosen bestimmter Antidepressiva ausgelöst werden, wobei sich das Sehvermögen wieder normalisiert, sobald die Dosis reduziert wird.

Bereiche der visuellen Wahrnehmung

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

V5

V5, auch als visuelles Areal MT (mittleres Temporal) bezeichnet, befindet sich lateral und ventral im Temporallappen, nahe dem Schnittpunkt der aufsteigenden Extremität des Sulcus temporalis inferior und des Sulcus occipitalis lateralis. Alle Neuronen in V5 sind bewegungsselektiv, und die meisten sind richtungsselektiv. Beweise für eine funktionelle Spezialisierung von V5 wurden zuerst bei Primaten gefunden. Patienten mit einer Akinetopsie neigen zu einer unilateralen oder bilateralen Schädigung des V5.

V1

V1, auch bekannt als der primäre visuelle Kortex, befindet sich im Brodmann-Gebiet 17. V1 ist für seine Vorverarbeitungsfähigkeiten visueller Informationen bekannt; er gilt jedoch nicht mehr als der einzige wahrnehmungswirksame Zugang zum Kortex. Bewegungsinformationen können V5 erreichen, ohne V1 zu passieren, und ein Rückkanal von V5 nach V1 ist für das Sehen einfacher visueller Bewegungen nicht erforderlich. Bewegungsbezogene Signale erreichen V1 (60-70 ms) und V5 (< 30 ms) zu unterschiedlichen Zeiten, wobei V5 unabhängig von V1 wirkt. Patienten mit Blindheit haben Schäden an V1, aber da V5 intakt ist, können sie immer noch Bewegung wahrnehmen. Die Inaktivierung von V1 schränkt das Bewegungssehen ein, stoppt es aber nicht vollständig.

Ventrale und dorsale Ströme

Ein weiterer Gedanke zur Organisation des visuellen Gehirns ist die Theorie der Ströme für das räumliche Sehen, des ventralen Stroms für die Wahrnehmung und des dorsalen Stroms für die Handlung. Da LM sowohl in der Wahrnehmung als auch in der Handlung beeinträchtigt ist (wie z.B. Greif- und Fangaktionen), wurde vorgeschlagen, dass V5 Input sowohl für die Wahrnehmungs- als auch für die Aktionsverarbeitungsströme liefert.

Fallstudien

Potzl und Redlichs Patientin

1911 berichteten Potzl und Redlich über eine 58-jährige Patientin mit beidseitiger Schädigung des Hinterhirns. Sie beschrieb die Bewegung so, als ob das Objekt stationär bliebe, aber an verschiedenen aufeinanderfolgenden Positionen erschien. Zusätzlich verlor sie auch einen erheblichen Teil ihres Gesichtsfeldes und hatte eine anomische Aphasie.

Goldstein und Gelbs Patientin

1918 berichteten Goldstein und Gelb über einen 24-jährigen Mann, der eine Schusswunde im hinteren Hirnbereich erlitt. Der Patient berichtete, dass er keinen Eindruck von Bewegung hatte. Er konnte die neue Position des Objekts angeben (links, rechts, oben, unten), sah aber "nichts dazwischen". Während Goldestein und Gelb glaubten, dass der Patient die lateralen und medialen Teile des linken Okzipitallappens beschädigt hatte, wurde später darauf hingewiesen, dass wahrscheinlich beide Okzipitallappen aufgrund des bilateralen, konzentrischen Verlusts seines Gesichtsfeldes betroffen waren. Er verlor sein Gesichtsfeld über eine Exzentrizität von 30 Grad hinaus und konnte visuelle Objekte nicht mit ihren Eigennamen identifizieren.

"LM"

Das meiste, was über die Akinetopsie bekannt ist, wurde von LM erfahren, einer 43-jährigen Frau, die im Oktober 1978 ins Krankenhaus eingeliefert wurde und über Kopfschmerzen und Schwindel klagte. Bei der LM wurde eine Thrombose des Sinus sagittalis superior diagnostiziert, die zu bilateralen, symmetrischen Läsionen hinter dem visuellen Kortex führte. Diese Läsionen wurden 1994 durch PET und MRI verifiziert. Die LM wies eine minimale Bewegungswahrnehmung auf, die vielleicht als Funktion von V1, als Funktion eines visuellen Kortikalisbereichs "höherer" Ordnung oder als funktionelle Schonung von V5 erhalten blieb. Die LM fand keine wirksame Behandlung, so dass sie lernte, Zustände mit mehreren visuellen Bewegungsreizen zu vermeiden, d.h. indem sie diese nicht anschaute oder fixierte. Sie entwickelte dafür sehr effiziente Bewältigungsstrategien und lebte dennoch ihr Leben. Darüber hinaus schätzte sie die Entfernung von sich bewegenden Fahrzeugen mittels Schalldetektion ab, um weiterhin die Straße zu überqueren. LM wurde in drei Bereichen an einer 24-jährigen weiblichen Versuchsperson mit normaler Sehkraft getestet: Andere visuelle Funktionen als Bewegungssehen LM hatte keinen Hinweis auf ein Farbunterscheidungsdefizit weder im Zentrum noch in der Peripherie der Gesichtsfelder. Ihre Erkennungszeit für visuelle Objekte und Wörter war etwas höher als die der Kontrolle, aber nicht statistisch signifikant. Es gab keine Einschränkung in ihrem Gesichtsfeld und kein Skotom. Störung des Bewegungssehens Der Bewegungseindruck von LM hing von der Bewegungsrichtung (horizontal vs. vertikal), der Geschwindigkeit und davon ab, ob sie in der Mitte des Bewegungspfades fixiert war oder das Objekt mit den Augen verfolgte. Als Stimuli wurden kreisförmige Lichtziele verwendet. In Studien berichtete LM über einen gewissen Eindruck einer horizontalen Bewegung mit einer Geschwindigkeit von 14 Grad ihres vorbestimmten Gesichtsfeldes pro Sekunde (Grad/s), während sie in der Mitte des Bewegungspfades fixiert war, wobei sie Schwierigkeiten hatte, Bewegungen sowohl unterhalb als auch oberhalb dieser Geschwindigkeit zu sehen. Als ihr erlaubt wurde, den sich bewegenden Punkt zu verfolgen, hatte sie ein gewisses horizontales Bewegungssehen bis zu 18 Grad pro Sekunde. Bei vertikaler Bewegung konnte die Patientin nur Bewegungen unter 10 Grad/s fixiert oder 13 Grad/s beim Verfolgen des Ziels sehen. Die Patientin beschrieb ihre Wahrnehmungserfahrung bei Stimulusgeschwindigkeiten von mehr als 18 und 13 Grad/s als "ein Lichtpunkt links oder rechts" bzw. "ein Lichtpunkt oben oder unten" und "manchmal an aufeinanderfolgenden Positionen dazwischen", aber niemals als Bewegung. Antrag in der Tiefe Um die Wahrnehmung von Bewegung in der Tiefe zu bestimmen, wurden Studien durchgeführt, bei denen der Experimentator einen schwarz lackierten Holzwürfel auf einer Tischplatte entweder auf den Patienten zu oder in Sichtlinie weg bewegte. Nach 20 Versuchen bei 3 oder 6 Grad/s hatte der Patient keinen klaren Eindruck von Bewegung. Sie wusste jedoch, dass sich das Objekt in seiner Position verändert hatte, sie kannte die Größe des Würfels, und sie konnte die Entfernung des Würfels im Verhältnis zu anderen Objekten in der Nähe richtig einschätzen. Innere und äußere Gesichtsfelder Die Erkennung von Bewegung im inneren und äußeren Gesichtsfeld wurde getestet. Innerhalb ihres inneren Gesichtsfeldes konnte die LM eine gewisse Bewegung erkennen, wobei horizontale Bewegung leichter zu unterscheiden war als vertikale Bewegung. In ihrem peripheren Gesichtsfeld war die Patientin nie in der Lage, eine Bewegungsrichtung zu erkennen. Die Fähigkeit der LM, Geschwindigkeiten zu beurteilen, wurde ebenfalls getestet. LM unterschätzte Geschwindigkeiten über 12 Grad/s. Bewegungsnachwirkung und Phi-Phänomen Die Bewegungsnachwirkung von vertikalen Streifen, die sich in horizontaler Richtung bewegen, und einer rotierenden Spirale wurden getestet. Sie konnte in beiden Mustern eine Bewegung feststellen, berichtete aber nur in 3 der 10 Versuche über Bewegungsnachwirkungen bei den Streifen und keinen Effekt bei der rotierenden Spirale. Sie berichtete auch nie über einen Eindruck von Bewegung in der Tiefe der Spirale. Beim Phi-Phänomen erscheinen abwechselnd zwei kreisförmige Lichtpunkte. Es scheint, dass sich der Fleck von einem Ort zum anderen bewegt. Unter keiner Kombination von Bedingungen berichtete die Patientin über eine scheinbare Bewegung. Sie berichtete immer von zwei unabhängigen Lichtpunkten. Visuell geführte Verfolgung von Augen- und Fingerbewegungen LM sollte mit ihrem rechten Zeigefinger dem Verlauf eines Drahtes folgen, der auf einer Platte montiert war. Der Test wurde unter rein taktilen (mit verbundenen Augen), rein visuellen (Glas über der Platte) oder taktil-visuellen Bedingungen durchgeführt. Die Patientin erbrachte die beste Leistung im rein taktilen Zustand und sehr schlecht im visuellen Zustand. Auch in der taktil-visuellen Bedingung profitierte sie nicht von der visuellen Information. Die Patientin berichtete, dass die Schwierigkeit zwischen ihrem Finger und ihren Augen lag. Sie konnte ihrem Finger mit den Augen nicht folgen, wenn sie den Finger zu schnell bewegte. Zusätzliche Experimente 1994 wurden mehrere andere Beobachtungen der Fähigkeiten von LM gemacht, indem ein Stimulus mit einer zufälligen Verteilung von hellen Quadraten auf einem dunklen Hintergrund, die sich kohärent bewegten, verwendet wurde. Mit diesem Stimulus konnte LM immer die Bewegungsachse (vertikal, horizontal), aber nicht immer die Richtung bestimmen. Wenn einige wenige statische Quadrate zu der sich bewegenden Anzeige hinzugefügt wurden, fiel die Richtungsbestimmung dem Zufall zu, aber die Bestimmung der Bewegungsachse war immer noch genau. Wenn sich einige wenige Quadrate entgegengesetzt und orthogonal zur vorherrschenden Richtung bewegten, fiel ihre Leistung sowohl in der Richtung als auch in der Achse dem Zufall zu. 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 den Himmelsrichtungen 0, 90, 180 und 270 Grad.

Pelak und Hoyts Alzheimer-Patient

Im Jahr 2000 stellte sich ein 70-jähriger Mann mit einer Akinetopsie vor. Er hatte zwei Jahre zuvor aufgehört, Auto zu fahren, weil er "beim Fahren keine Bewegung mehr sehen konnte". Seine Frau bemerkte, dass er die Geschwindigkeit eines anderen Autos oder dessen Entfernung nicht beurteilen konnte. Er hatte Schwierigkeiten, Fernsehen mit signifikanten Aktionen oder Bewegungen zu sehen, wie z.B. Sportveranstaltungen oder actiongeladene Fernsehsendungen. Er bemerkte gegenüber seiner Frau häufig, dass er "nichts sehen konnte, was vor sich ging". Wenn Gegenstände sich zu bewegen begannen, verschwanden sie. Er konnte jedoch die Nachrichten sehen, da keine nennenswerte Handlung stattfand. Darüber hinaus hatte er Anzeichen des Balint-Syndroms (leichte Simultanagnosia, Optikusataxie und Optikusapraxie).

Pelak und Hoyts TBI-Patient

Im Jahr 2003 klagte ein 60-jähriger Mann über die Unfähigkeit, visuelle Bewegungen wahrzunehmen, nachdem ihm zwei Jahre zuvor bei einem Schädel-Hirn-Trauma ein großer Lichtmast aus Zedernholz auf den Kopf gefallen war. Er gab Beispiele für seine Schwierigkeiten als Jäger. Er war nicht in der Lage, Wild wahrzunehmen, andere Jäger zu verfolgen oder seinen Hund auf sich zukommen zu sehen. Stattdessen erschienen diese Objekte an einem Ort und dann an einem anderen, ohne dass eine Bewegung zwischen den beiden Orten zu sehen war. Er hatte Schwierigkeiten, zu fahren und einem Gruppengespräch zu folgen. Er verlor seinen Platz, wenn er ein schriftliches Dokument vertikal oder horizontal scannte, und war nicht in der Lage, dreidimensionale Bilder von zweidimensionalen Blaupausen zu visualisieren.

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