Der optokinetische Kurzreiznystagmus

Summary

Eye movements following very short optokinetic stimulation were investigated electronystagmographically. By means of a shutter a moving stripe pattern was shown to 3 human subjects for 0.2 s or less. Thus the optokinetic stimulation felt within the latency period of the optokinetic nystagmus, and the movement of the stripes over the retina was not influenced by eye movements. In this way the feedback of the eye movement control system was interrupted, allowing the central transfer functions to be studied. Evaluation of the results of our 644 trials showed that, after a short optokinetic stimulation, the nystagmus always begins with a slow phase in the direction of the moving stripe pattern. This slow phase is often followed by 1–4 saccadic movements in the opposite direction. After optokinetic stimulation of 0.2 and 0.1 s a nystagmus regularly appeared. The shortest stimulus to be followed by a nystagmus was 0.02 s. The slowest speed of stripe movement causing a nystagmus was 5° S⁻¹. The displacement of the image over the retina was calculated as an angle by multiplying the speed of pattern movement by the duration of the stimulus. In order to arouse a nystagmus the pattern over the retina had to be moved through at least 0.4–2°. This threshold stimulus was found at any velocity between 5 and 70° s⁻¹. Thus a slower speed of the retinal image had to be compensated by longer exposure. This did not apply at very high speeds because the pattern then appeared blurred. This upper threshold was clearly seen in two of our three subjects. In general we found a nystagmus only when the subject had seen the stripes moving. This points to the importance of the cerebral cortex in the eye movement control system. The stripes were seen to move at a minimum displacement of the pattern over the retina of 0.5°. The threshold of movement perception was thus only a little lower than the threshold of eye movements.

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit werden die nach sehr kurzen optokinetischen Reizen auftretenden Augenbewegungen elektronystagmographisch untersucht. Sie werden als „optokinetischer Kurzreiznystagmus“ (oKNy) bezeichnet.

Ein bewegtes Streifenmuster wird mit Hilfe einesPhotoverschlusses 0,2 s lang oder kürzer dargeboten, so daß eine optokinetische Reizung innerhalb der Latenzzeit des optokinetischen Nystagmus am noch ruhigstehenden Auge erfolgt. Im Gegensatz zu längerer optokinetischer Reizung wird in dieser Versuchssituation die Wanderung des Netzhautbildes nicht durch Augenbewegungen beeinflußt, sondern entspricht genau der Bewegung des Streifenmusters. Durch diesen Kunstgriff ist der Regelkreis der Augenbewegungen praktisch aufgeschnitten, so daß der zentralnervöse Regler gut untersucht werden kann.

Die Auswertung unserer 644 Einzelversuche an 3 Versuchspersonen ergab folgendes:

Der oKNy beginnt stets mit einer langsamen Deviation in Richtung des Streifenmusters. Häufig folgen dieser Deviation 1–4 Rucke in Gegenrichtung. Nach Reizzeiten von 0,2 und 0,1 s fanden wir oKNy mit großer Regelmäßigkeit. Die kürzeste Reizzeit, nach der ein oKNy beobachtet wurde, betrug 0,02 s. Die minimale Reizmustergeschwindigkeit, bei der gerade noch oKNy auftrat, lag bei 5° s⁻¹. Das Ausmaß der Bildverschiebung über die Netzhaut bei einer bestimmten Reizzeit läßt sich durch Multiplikation mit der Reizmustergeschwindigkeit in Winkelgraden berechnen. Eine Verschiebung des Streifenmusters um mindestens 0,4 bis 2° war erforderlich, um oKNy auszulösen. Dies galt für Expositionszeiten zwischen 0,02 und 0,25 s sowie bei Reizmustergeschwindigkeiten zwischen 5 und 70° s⁻¹. Eine Verringerung der Geschwindigkeit des Bildes auf der Netzhaut mußte also durch entsprechend längere Darbietung ausgeglichen werden. Diese Beziehung gilt offenbar nicht bei sehr hohen Streifengeschwindigkeiten, da dann der Reiz zu „verwischt“ wahrgenommen wird. Diese obere Reizschwelle war bei 2 Vpn deutlich zu erkennen. — oKNy erfolgte im allgemeinen nur dann, wenn die Versuchsperson eine Bewegung des Streifenmusters wahrgenommen hatte. Dies weist auf die Bedeutung der Hirnrinde für die optische Auslösung von Augenbewegungen hin. Die Schwelle für Bewegungswahrnehmung lag bei einer Verschiebung des Netzhautbildes von etwa 0,5°, also nur wenig niedriger als die Schwelle für oKNy.