Visuelle W ahrnehmung -...

Visuelle Wahrnehmung:

Beiträge zur 1. TübingerWahrnehmungskonferenz

Visuelle Wahrnehmung

Beiträge zur 1. TübingerWahrnehmungskonferenz

Herausgegeben von

Heinrich H. BülthoffManfred FahleKarl R. GegenfurtnerHanspeter A. Mallot

1998Knirsch Verlag Kirchentellinsfurt

Prof. Dr. Heinrich H. BülthoffMax-Planck-Institut für biologische KybernetikSpemannstr. 3872076 Tübingen

Prof. Dr. Manfred FahleUniversitäts-Augenklinik TübingenSektion Visuelle SensorikWaldhörnlestr. 2272072 Tübingen

Dr. Karl R. GegenfurtnerMax-Planck-Institut für biologische KybernetikSpemannstr. 3872076 Tübingen

PD Dr. Hanspeter A. MallotMax-Planck-Institut für biologische KybernetikSpemannstr. 3872076 Tübingen

1. Auflage 1998

Copyright © by Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik

Alle RechtederVeröffentlichung,desteilweisenodervollständigenAb- oderNachrucks,derfotomechanischenWiedergabe,derVerfilmung,zurVervielfältigungundVerbreitungdurch Ton- und Bildträger und der Übertragung durch Rundfunkmedien im In- und Aus-land sind vorbehalten.

Herstellung: Knirsch-Verlag, D-72138 KirchentellinsfurtISBN 3-927091-40-5

Vorwort

Das vorliegende Buch stellt die Beiträge zur ersten TübingerWahrnehmungskonferenzzusammen,dievom27.Februarbiszum1. März 1998 im Hörsaalgebäude der Tübinger Universität("Kupferbau") stattfand. Mit dieser Konferenz soll die Wahr-nehmungsforschung im deutschen Sprachraum dargestellt undgefördertwerden.Im internationalenVergleichbestehenhiernochimmer erhebliche Defizite - vor allem in der interdisziplinärenZusammenarbeit - zu deren Abbau wir einen Beitrag zu leistenhoffen. Die Wahrnehmungsforschung erfährt heute Impulse vonganz unterschiedlichen wissenschaftlichen Richtungen, die schonjetzt zu einem erheblichen Fortschritt geführt haben. DieFörderung des Austausches zwischen diesen verschiedenenDisziplinen ist das zentrale Anliegen der neuen Konferenz.Mit derEntwicklungvonsensorischenSystemenfür Roboteroderfür die Fernerkundung in Informatik und Ingenieurwissenschaftenwurde unser Verständnis der Informationsquellen im sensorischenEingang und der anschließenden Informationsverarbeitung we-sentlicherweitert.DurchdieArbeitenvonDavid Marr ist dabeidieKomplementarität der klassischen Ansätze zur Wahrnehmungs-theorie, Gestalt- und Urteilstheorie deutlich geworden. DieseUnterscheidung lebt zwar heute in Form der UnterscheidungzwischenNeuronalenNetzenundInformationsverabeitungstheorieweiter fort, doch ist der früher gesehene Widerspruch durch eineZuordnung zu verschiedenen Erklärungsniveaus, nämlichneuronale Implementierung einerseits und Leistung oderKompetenz andererseits, aufgehoben.Ein weiterer, ebenfalls von der Informatik ausgehender Impuls istmethodischer Art. Durch die Entwicklung der Computergrafik bishin zur virtuellen Realität stehen heute Reizgebungsverfahren zurVerfügung, die die Untersuchung neuartiger Fragestellungenerlauben. Zu nennen ist hier vor allem der erhöhe Realismus derReizmuster und die Möglichkeiten der Verhaltenanalyse imgeschlossenen Kreis von Wahrnehmung und Aktion.Die Modularität der Wahrnehmung (und anderer mentalerProzesse) ist durch die Neuropsychologie in früher kaum

bekannter Weise zugänglich gemacht worden. Insbesondere derBegriff der Doppeldissoziation hat sich bei der Identifikation undAnalyse verschiedener Teilsysteme des Wahrnehmungsapparatesbewährt. Hier sind auch die Beiträge der bildgebenden Verfahrenzur Messung von Hirnaktivität zu nennen, die als Methode derNeurophysiologie beim Menschen unverzichtbar geworden sind.Schließlich scheint uns das wiedererwachte Interesse an derBedeutung von Wahrnehmungskompetenzen in der Wechsel-wirkung des Organismus mit seiner Umwelt bemerkenswert.Dieser Gedanke, der in der Biologie vor allem von derVerhaltensökologie getragen wird, ist zugleich ein GrundgedankederaktuellenArbeitenim Bereichdes"artificial life". Die IdeederOptimierung von (Wahrnehmungs-) Systemen für bestimmteAufgaben verbindet dabei Wahrnehmungsforschung und Robotik.Im Schnittpunkt aller dieser Einflüße hat sich schon seit einigerZeit die Kognitionswissenschaft als eigenständige Forschungs-richtung entwickelt. Ohne hier die Unterscheidung zwischenWahrnehmung und Kognition aufheben zu wollen, kann man denAnsatz der Tübinger Wahrnehmungskonferenz als einen"kognitionswissenschaftlichen" Blick auf die Wahrnehmungcharakterisieren:durchdieVerbindungvonPsychologie,Medizin,Biologie und Informatik hoffen wir, zu einem vertieftenVerständnis der Wahrnehmung beitragen zu können.Die Veranstaltung dieser Konferenz wäre nicht möglich gewesenohne die vielfältige Unterstützung durch das Max-Planck-Institutfür biologische Kybernetik und die Eberhard-Karls-UniversitätTübingen.Wir möchtenbeidenInstitutionen,sowie allen,diezumGelingen der Konferenz beigetragen haben, an dieser Stelleherzlich danken.

Tübingen, im Februar 1998

Die Herausgeber

Wissenschaftliches Programm

Freitag, 27. Februar 1998

Samstag, 28. Februar 1998

ab14:00 Anmeldung und Aufhängen der Poster

15:00 Begrüßung

Symposium über Serielle und parallele Verarbeitung(Organisator: Cristina Meinecke, München)

15:15 Christoph Nothdurft (Göttingen)Was ist parallel bei der 'parallelen' Suche?

16:00 Ruxandra Sireteanu (Frankfurt)Parallele Suche ist nicht immer mühelos

16:45 Kaffeepause

17:15 Barbara Zenger (Tübingen)Globale Effekte bei der visuellen Suche

18:00 Cristina Meinecke (München)Analyse-Einheiten beim Suchen und Segmentieren

Symposium über Raumkognition(Organisator: Hanspeter A. Mallot, Tübingen)

9:00 Hans-Ulrich Schnitzler (Tübingen)Wahrnehmungs-kompetenz bei CF- FM Fledermäusen

9:45 Steffen Werner (Göttingen)Der Einfluß egozentrischer und allozentrischer Bezugs-systeme auf die Verfügbarkeit räumlicher Information

10:30 Kaffeepause

Sonntag, 1. März 1998

11:00 Karl F. Wender (Trier)Überblick und Kohärenz in Kognitiven Karten

11:45 Hanspeter A. Mallot (Tübingen)AnsichtenbasierteNavigationbeiMenschundMaschine

12:30 Mittagspause

14:00 Postersitzungen

18:15 Abendvortrag von Ernst Pöppel (München)Jeweils eine Frage zur Homogenität des anschaulichenRaumes und der Kontinuität der subjektiven Zeit

Symposium überAufmerksamkeit und Steuerung von Blickbewegungen(Organisator: Heiner Deubel, München)

9:00 Burkhard Fischer (Freiburg)Die Ausrichtung des Blicks durch Sakkaden: Fixation,Reflexe und willentliche Steuerung

9:45 Heiner Deubel (München) Die Rolle visueller Aufmerk-samkeit bei der Selektion von Blickbewegungszielen

10:30 Kaffeepause

11:00 Jochen Braun (Pasadena)Visuelle Aufmerksamkeit und kortikale Schaltkreise

11:45 Wolfgang Heide (Lübeck)Corticale Kontrolle sakkadischer Augenbewegungenund der gerichteten visuellen Aufmerksamkeit

12:30 Rainer Göbel (Frankfurt) Funktionelle Neuronatomieund zeitliche Eigenschaften der Sakkadengenerierung

13:15 Schlußdiskussion, Ende der Konferenz

9

Verzeichnis der Beiträge

Symposium:Serielle und Parallele Verarbeitung

Was ist parallel bei der 'parallelen' Suche? 24Christoph Nothdurft

Parallel Visual Search is not always Effortless 25Ruxandra Sireteanu

Global Effects in Popout 26Barbara Zenger & Manfred Fahle

Analyse-Einheiten beim Suchen und Segmentieren 27Cristina Meinecke

Symposium:Raumkognition

Wahrnehmungskompetenz bei CF- FM Fledermäusen 30Hans-Ulrich Schnitzler

Der EinflußegozentrischerundallozentrischerBezugssystemeaufdie Verfügbarkeit räumlicher Information 31

Steffen Werner & Stefanie Wolf

Überblick und Kohärenz in Kognitiven Karten 32Karl Wender

Route Memory and Cognitive Maps: Evidence from BehavioralExperiments in Virtual Environments 33

Hanspeter A. Mallot, Sabine Gillner & Sibylle Geiger

10

Symposium:Aufmerksamkeit und Steuerung von Blickbewegungen

Die Ausrichtung des Blicks durch Sakkaden: Fixation - Reflexe -Willentliche Steuerung 36

Burkhart Fischer & Annette Mokler

Die Rolle visueller Aufmerksamkeit bei der Selektion vomBlickbewegungszielen 37

Heiner Deubel

Visuelle Aufmerksamkeit und kortikale Schaltkreise 38Jochen Braun

Kortikale Kontrolle sakkadischer Augenbewegungen und dergerichteten visuellen Aufmerksamkeit 39

W. Heide, D.K. Kömpf, B. Wauschkuhn, R. Verleger, F.Binkofski & R.J. Seitz

Funktionelle Neuronatomie und zeitliche Eigenschaften derSakkadengenerierung 40

Rainer Goebel

Postersitzung:Bewegungswahrnehmung

Asymmetric modulation of smooth pursuit eye movements 42Uwe J. Ilg & Urs Schwarz

ContourMotion-CapturebySharpBendsin a NetworkSimulationwith Spiking Neurons 43

Ulrich Schott & Reinhard Eckhorn

Perception of the Position of Moving Objects 44Bart Krekelberg & Markus Lappe

11

Der Einfluß von Interstimulus-Intervall und örtlichem Versatz aufdie Richtungsdiskrimination von Punktbahnen 45

Andreas Eisenkolb, Alexandra Musto, ChristophZetzsche,Wilfried Brauer & Kerstin Schill

Bewegungswahrnehmung im skotopischen System 46H. Mayser, T. Eckle, D.I. Braun, K.R. Gegenfurtner & L.T.Sharpe

Geschwindigkeitssensitive Mechanismen bei der menschlichenBewegungswahrnehmung 47

Tobias E. Reisbeck & Karl R. Gegenfurtner

Einfluß der Größe bekannter Objekte aufGeschwindigkeitskonstanz 48

Hartwig K. Distler & Karl R. Gegenfurtner

Global tau reexamined: Image based strategies suffice to explaintime-to-passage judgments 49

D. Kerzel, N.-G. Kim & H. Hecht

NeuronaleGrundlagenderWahrnehmungoptischerFlußfelder50Markus Lappe & Charles J. Duffy

Asymmetrie der Anterior-Posterior-Bewegungswahrnehmung 51Thomas Probst, Kai V. Thilo & Michael A. Gresty

Heading backwards: Wahrgenommene Bewegungsrichtung inexpandierenden und kontrahierenden optischen Flußfeldern 52

Heiko Hecht & Dirk Kerzel

Dynamics of Heading Detection from Retinal Flow 53Antje Grigo & Markus Lappe

Allocation of Attention in Motion Perception 54Kai Krope, Masud Husain & Stefan Treue

Attention Increases Responses of Direction-Selective Neurons butdoes not Sharpen their Tuning Curves 55

Julio César Martinez & Stefan Treue

12

Transparent Motion at Acute Angles Results in Single-LobedNeural Activity Profiles 56

Karel Hol & Stefan Treue

Misperceptions when Recovering the Directions in TransparentMotion 57

Hans-Jürgen Rauber & Stefan Treue

Der Einfluß mehrerer Bewegungsrichtungen auf denBewegungsnacheffekt 58

Dieter Heller, Joseph Krummenacher & Uta Bösch

Postersitzung:Aufmerksamkeit

Zusammenwirken von verschiedenen Interferenzen in Wahl-Reaktionsaufgaben auf visuelle Muster 60

Edmund Wascher

Gerichtete visuelle Aufmerksamkeit beeinflußt diewahrgenommene Dauer kurzer Reize 61

Stefan Mattes & Rolf Ulrich

Unterschiedein visuellerAufmerksamkeitundAufgabeninterferenzzwischen Männern und Frauen reflektieren Unterschiede in derGehirnlateralisation 62

Kyle R. Cave, Heather Davidson & Daniela B. Sellner

Responding to visual stimuli with and without awareness 63Dirk Vorberg,U. Mattler,A. Heinecke,J.Schwarzbach& T.Schmidt

Inhibitorische Selektionsprozesse in der visuellen Suche 64Adrian von Mühlenen & Hermann J. Müller

Lokationsspezifische Targeterwartungen in der visuellen Suche 65Wilfried Kunde

13

Sakkadische Augenbewegungen unter bimodaler Stimulation 66Petra Arndt & Hans Colonius

Lateralised Cortical Activity for Shifts of Visuospatial Attentionand Initiating Saccades 67

Rolf Verleger, Bernd Wauschkuhn, Edmund Wascher,Wolfgang Heide, Marcel Burk & Detlef Kömpf

Effect of alcohol on visually guided saccades 68Almut-J. Wegner & Manfred Fahle

Antisaccade Control Improves by Daily Practice in Children 69A. Mokler, K.Hartnegg & B. Fischer

Zur Steuerung von Sakkaden bei extrafovealerBuchstabenerkennung 70

Ralph Radach, Anke Huckauf & Dieter Heller

Postersitzung:Raumwahrnehmung

Recognition of a large-scale virtual environment from novelperspectives 72

C.G. Christou & H.H. Bülthoff

Zeigeverhalten, Landmarken und mentale Raumrepräsentationen73

Michael M. Popp

Path integration in a virtual arena - a replication of Tolman’sclassic experiment 74

Sabine Gillner, Sibylle Geiger & Hanspeter A. Mallot

Interaction of local and global landmarks for route finding invirtual environments 75

S. Geiger, H.A. Mallot & S. Gillner

14

Schätzen von Richtungen in realen und virtuellen Umgebungen 76K. Sellen, H.A.H.C. van Veen & H.H. Bülthoff

Die zeitliche Illusion des kürzeren Rückwegs 77Susanne Huber, Michael Schröder & Astros Chatziastros

“Denn sie wissen nicht was sie tun” - Das Mißkonzept über denSpurwechsel 78

Astros Chatziastros, Guy M. Wallis & Heinrich H. Bülthoff

Natürliche Informationsdarstellung im Flugzeugcockpit 79Peter M. Lenhart, Matthias Purpus & Harro v. Viebahn

Stereoskopische Gestaltung von Bildschirmanzeigen 80Udo Mayer, M. Hammer & S. Mücke

Geometrie des binokularen Raums 81Karin Zimmer 81

Binokular gesehene Richtung 82Jürgen Heller 82

Acoustic flow field perception in cf-bats - a feasibility study 83Rolf Müller & Hans-Ulrich Schnitzler

CF-FM Fledermäuse im Transferflug: Wird das akustischeFlußfeld genutzt? 84

Annette Denzinger & Hans-Ulrich Schnitzler

Zur propriozeptiven Beeinflussung der auditivenRaumwahrnehmung 85

Jörg Lewald, Hans-Otto Karnath & Walter H. Ehrenstein

Displacement of Subjective Body Orientation in Patients withNeglect, Hemianopia or Both 86

S. Ferber & H.-O. Karnath

The Attentional Gradient - a Question of Spatial Restrictions?Neglect in Full Range Exploration 87

Matthias Niemeier & Hans-Otto Karnath

15

Postersitzung:Lernen und Plastizität

Effect of recognition learning on the visual aesthetic response 90Ingo Rentschler, Martin Jüttner & Alexander Unzicker

Überwachtes Objektlernen - ein neues Paradigma zurUntersuchung des Einflusses von Vorerfahrung auf mentaleObjektrepräsentationen 91

Erol Osman, Martin Jüttner & Ingo Rentschler

Perceptual Learning is Extremely Orientation Specific 92Manfred Fahle

Modelle und Probleme des perzeptuellen Lernens 93Michael H. Herzog & Manfred Fahle

Perzeptuelles Lernen mit nicht gleichverteilter Reizquelle 94Astrid Broos, Michael H. Herzog & Manfred Fahle

Störelemente und perzeptuelles Lernen 95Anne Holland-Moritz, Michael H. Herzog & Manfred Fahle

Training of two-dimensional spatio-temporal interpolationimproves performance for interpolation in depth 96

Emanuela De Luca & Manfred Fahle

Neural Plasticity in Pattern Detection? 97U. Mortensen & G. Meinhardt

Perzeptives Lernen bei der Erkennung eingebetteter Figuren 98Ira Ludwig

Transiente Reorganisation des visuellen Cortex des Menschennach traumatischen bzw. ischaemischen Hirnläsionen 99

M. Rausch, W. Widdig, M. Jüptner & M. Tegenthoff

Diskriminationslernen und kontextabhängiges Wahlverhalten beiHühnerküken 100

M. Griesemer, P. Hauf, M. Szczepanski & V. Sarris

16

Task Difficulty and the Specificity of Visual Learning in the BarnOwl (Tyto alba) 101

Robert F. van der Willigen

Postersitzung:Objekterkennung

Evidencefor theEncodingof ComplexObjectFeaturesin MonkeyInferior Temporal Cortex 104

Jon Pauls & Nikos Logothetis

Object selective attention prevents shift-invariance of visualrecognition 105

Martin Jüttner & Ingo Rentschler

Untersuchung von mentaler Rotation undblickwinkelunabhängiger Wiedererkennung bei 3D-Objekten 106

Volker Thoma & Alf Zimmer

Besseres Erkennen auch ohne Wiedererkennung 107R. Popp & A. Zimmer

Evaluation eines gesichtsspezifischen Ähnlichkeitsmaßes 108A.I. Ruppertsberg, T. Vetter & H.H. Bülthoff

Schau’ ich Dir in die Augen? Scanning-Strategien derGesichtsverarbeitung 109

Helmut Leder & Christian Roßnagel

Die Bedeutung von Textur und Form in einer komplexenKategorisierungsaufgabe bei Tauben 110

Michaela Loidolt, Ulrike Aust, Ludwig Huber, NikolausTroje & Martin Fieder

Orientierungsinvariante Mustererkennung durch Invarianz-Transformationen 111

Nikolaus Kriegeskorte

17

Der Einfluß der Raumorientierung auf die Figurwahrnehmung:Zeigeeffekte bei mehrdeutigen Dreiecken 112

Ursula Schuster

Salience and Fading of Texture-Defined Targets 113Ralf Teichmann & Allison B. Sekuler

Die Wirkung des Orientierungsgehaltes der Elementarstrukturenbei der Segmentierung von Texturen: psychophysische Daten undein Filtermodell. 114

Lothar Kehrer

Masking by Plaid Patterns: Effects of presentation time and maskcontrast 115

Felix A. Wichmann & G. Bruce Henning

Dynamic Distortions in rotating radial figures 116Frank Stürzel, S. Anstis & L. Spillmann

Additivity in conjunction visual search tasks? 117Jutta S. U. Budde & Manfred Fahle

Bestimmung visueller Suchstrategien mit einem mathematischenReaktionszeitmodell 118

Gisela Müller-Plath

Ein neuronales Modell der visuellen Suche als parallelerWettbewerb 119

F. H. Hamker & H.-M. Groß

Masking a point-light walker 120Marina Pavlova, Alexander Sokolov & Isabelle Bülthoff

18

Postersitzung:Binokulare Wahrnehmung

ComputationTimesof BinocularDepthAnalysedby the“DelayedStereopsis Illusion” (DSI) 122

M. Schuchardt, R. Rosenzweig & R. Wolf

Stereoskopischer Glanz und stereoskopische Tiefe 123Henrik Zöller

Stereoskopische Tiefensehschärfe bei alternierender monokularerReizung 124

Wolfgang Pieper

Der Einfluß des Noniusfehlers auf die psychophysikalischgemessene Fixationsdisparation 125

Wolfgang Jaschinski, Peter Bröde & Barbara Griefahn

Binocular interaction of brief stimuli 126Bernhard Treutwein & Ingo Rentschler

Postersitzung:Farbe und Helligkeit

Farbvergleiche zwischen Licht und Schatten 128Hans Irtel

Chromatische Bedingungen perzeptueller Transparenz 129Franz Faul

Zur Dimensionalität vollständiger perzeptueller Farbcodes inInfeld-Umfeld-Konfigurationen: Ein Stetigkeitsargument 130

Reinhard Niederee

Nonlinearitiesin red/greenequilibriaandtheincrement-decrementdistinction 131

Dieter Heyer

19

Zur Funktionaläquivalenz visueller Szenen 132Johannes Andres

Untersuchungen zur Reizverarbeitung beim haploskopischenFarbabgleich 133

Eike Richter

Ortsfrequenzvariationen in farbigen Mustern beeinflussen dasAussehen von Inkrementen stärker als das von Dekrementen 134

Karl-Heinz Bäuml

ReproductionofLandsred-and-whiteeffectonphotographicslidesand prints 135

Andreas Hub & Peter Fromherz

Psychophysischer Hinweis auf eine Sonderstellung der S-Sehzapfen in der Menschlichen Netzhaut 136

Horst Scheibner & Sinclair Cleveland

Spectral sensitivity of stare nystagmus and smooth pursuit 137Mark v.Campenhausen & Kuno Kirschfeld

Spatial Facilitation with Isoluminant Chromatic Stimuli 138Birgitta Dresp & Anne Marie Schuller

Subjektive Helligkeit und Kontrastschwellen in Konturlücken 139Jochem W. Rieger & Karl R. Gegenfurtner

Variations on Filling-In 140Heiko Neumann & Luiz Pessoa

How Contour Junctions Affect Lightness Perception 141Gregory Baratoff, Luiz Pessoa & Heiko Neumann

TheEffectof LuminanceandColor DifferencesontheScintillatingGrid Illusion 142

M. Schrauf, Heidi Enders & Eugene R. Wist

Attention and Metacontrast: A Unifying concept 143Kuno Kirschfeld & Thomas Kammer

20

Postersitzung:Bildverarbeitung

Die Retina als paralleler diffraktiv-optischer 3D-4D-raumzeitlicher Gitterkorrelator 146

Norbert Lauinger

Lokale Signalanalyse mittels quaternionischer Gaborfilter 147Thomas Bülow & Gerald Sommer

Higher-Order Statistics of Natural Images and Their Exploitationby Neuronal Mechanisms 148

Gerhard Krieger & Christoph Zetzsche

Natural Image Statistics, Orientation-Selectivity, and CorticalGain Control 149

Christoph Zetzsche & Gerhard Krieger

1/f2 power spectrum of natural images and self-similar bandpasschannels in biological vision 150

Florian Röhrbein & Christoph Zetzsche

Erlernen von Merkmalskonfigurationen für die Szenenanalyse mitsakkadischen Augenbewegungen 151

Elisabeth Umkehrer, Stephan Beinlich, Christoph Zetzsche,Ernst Pöppel & Kerstin Schill

Postersitzung:Physiologie

Functional Magnetic Resonance Imaging Reveals NeuronalCorrelates of Figure-Ground Segregation 154

G. Skiera, D. Petersen, M. Skalej & M. Fahle

21

Wahrnehmung inkohärenter und kohärenter visueller Stimuli:Vorläufige Ergebnisse zweier Diskriminationsexperimente mitvisueller Halbfeldtechnik bzw. funktionellerMagnetresonanztomographie 155

Ralf Goertz & Jürgen Reichenbach

ERP Signs of Spatial Encoding of Shape and Color 156Christine Kohlmetz, Tiia Tuulmets & Thomas F. Münte

Hemisphärenasymmetrien bei der Wahrnehmung kurzerZeitintervalle 157

Claudia Goertz

Component-Perimetry: A Fast Visual Field Test for DifferentVisual Functions 158

Gudrun Bachmann & Manfred Fahle

Automatedassessmentof thevisualcontrastsensitivityfunctioninthe hooded rat 159

H. Strasburger, J. Keller, D.T. Cerutti & B.A. Sabel

BestehteinetopographischeBeziehungvonSkotomundPhosphenbei Magnetstimulation des visuellen Kortex? 160

Thomas Kammer & Kuno Kirschfeld

Anisometrie der Sehauflösung und kortikale Repräsentation - EinModell 161

Jens von Berg

Greifen als Test für die Unterscheidung von Wahrnehmung undHandlung 162

Volker Franz,Karl R. Gegenfurtner,HeinrichH. Bülthoff &Manfred Fahle

Greifen in Situationen mit visueller und haptischer Information inKonflikt 163

Marc O. Ernst, H. A. H. C. van Veen, M. A. Goodale &Heinrich H. Bülthoff

22

Kontrollierte Blickrichtung bei wachen Affen ohne Dressur 164J.Krüger,I. Bondar,M. Fahle,E.Schottmann& X. Schwiete

Lorazepam: a tool enhancing the processing of discontinuities?165

A. Giersch

Symposium:Serielle und Parallele Verarbeitung

24 Symposium: Serielle und Parallele Verarbeitung

SERIELL 1

Was ist parallel bei der 'parallelen' Suche?

Christoph Nothdurft

AG Neurobiologie, MPI für biophysikalische Chemie, Göttingen

Bei visuellenSuchaufgabenlassensichzweiStrategienunterscheiden,diemanals'paral-lele' oder'serielle'Suchegedeutethat: DasZielmusterwird schnellentdeckt,mit Such-zeiten,die (weitgehend)unabhängigvon derZahl vorhandenerStörelementesind(paral-lele Suche), oder die Suchzeit nimmt mit der Zahl der Störelemente zu (serielle Suche).

Da parallele Suchemit bestimmtenMustern spontanauftritt, war die ursprünglicheAnnahmeplausibel,daßgenausolcheMusterparallelverarbeitetund entdecktwerden,währendandereMuster serielle und meist attentive Verarbeitungsprozesseerfordern.VerschiedeneUntersuchungenderletztenJahrehabenjedocheineandereDeutungnahe-gelegt. DanachkönntedasschnelleEntdeckendesZielmustersbei derparallelenSuchevor allemauf dessenAuffälligkeit ('salience')beruhen.ParalleleundserielleSuchewür-densichdannnichtqualitativ in derVerarbeitungderZiel- undStörmusterunterschieden,sondern vor allem dadurch, daß bei paralleler Suche das Zielmuster 'ins Auge springt'.

Wir habenin denletztenJahreneinigeEigenschaftendiesesAuffälligkeitsmechanismusuntersuchtund Vorhersagenüberprüft,die sich ausdieserInterpretationmachenlassen,abernichtausdervermutetenparallelenVerarbeitungbestimmterMusterfolgen.SokannmanserielleSuchaufgabenin solchemit parallelerSuchcharakteristikverwandeln,indemmandie Zielmusterhervorhebt,undumgekehrtdie scheinbarparalleleSuchedurchHin-zufügenauffälliger Störmusterseriell machen.UnsereExperimentezeigen,daßAuffäl-ligkeit auf unspezifischenMustereigenschaftenberuht und daß Hervorhebungen beiMustereigenschaften,die irrelevant für die jeweilige Suchaufgabe sind, dennochdasSuchverhalten beeinflussen.

Dies legt nahe,daßbei der 'parallelen'Suchelediglich unspezifischeEigenschaften(wiedieAuffälligkeit einzelnerMusterelemente)parallelentdecktwerden,daßdieeigentlicheSucheaberimmerseriellverläuft,indemderFocusderAufmerksamkeit zumZielmusterbewegt wird. SolchedynamischenAufmerksamkeitsverlagerungenlassensich sowohlbei serieller als auch scheinbar paralleler Suche nachweisen.

Symposium: Serielle und Parallele Verarbeitung 25

SERIELL 2

Parallel Visual Search is not always Effortless

Ruxandra Sireteanu

Max-Planck-Institute for Brain Research, Frankfurt

Learningof a new skill rendersa previously strenuoustaskprogressively easy, until iteventuallybecomesautomatic.In previousstudies,we have describedthatinitially serialvisual searchtaskscanbecomeparallelwith practice(Sireteanu& Rettenbach,VisionResearch,1995).Learningwasfastandenduring,but not specificfor thetrainedtask,forthetrainedeye,or for thetrainedlocationin thevisualfield, suggestinga relatively highlocationof the learningprocessin thecentralvisualpathway - higherthan,for instance,learning of visual discriminations and hyperacuity (Sireteanu & Rettenbach, in press).

We wonderedwhethertheparallelisationof serialvisualsearchwith practiceis reflectedby a transitionfrom anattentive to a preattentive andthuseffortlessmodeof visualper-ception.Wereasonedthat,if this werethecase,psychophysiologicalactivationmeasuressuchasthe galvanic skin conductanceandthe muscletonus,which indicateattentionaleffort, shouldreflectthe changesin reactiontime during training.We found that,whilethe overall psychophysiological measuresreflectedthe distinction betweenserial andparallel visual searchmodes,they did not follow the perceptualparallelisationduringlearning (Leonards,Rettenbach& Sireteanu,Perception,1997). Rather, our subjectsshowedincreasedamountsof attentionaleffort (asindicatedby their frowningandsweat-ing) while their perceptual performance improved.

Weconcludethat,despitetheperceptualparallelisationwith practice,theattentionalloadremainshigh for theinitially serialtasks.Theseresultsstrengthentheconclusionsof pre-vious reportsin which the "serial-parallel"dichotomyhasbeenquestioned,by showingthat parallel visual searchis not always effortless (c.f. Joseph,Chun & Nakayama,Nature, 1997).

Brain imagingstudieshave shown thatdifferentneuralnetworksareinvolved in paralleland serial visual search(Goebel, Linden, Sireteanu,Lanferman,Zanella, Singer &Goebel,HumanBrain Mapping,1997).Theseresultssuggestthat learningmight leadtosimilar activation patternsfor "parallel" andparallelisedtask.Our resultsquestionthisview, by showing that parallelisedtasksrequirethe allocationof additionalattentionalresources, not needed in genuinely parallel tasks.

26 Symposium: Serielle und Parallele Verarbeitung

SERIELL 3

Global Effects in Popout

Barbara Zenger & Manfr ed Fahle

Sektion Visuelle Sensorik, Universitäts-Augenklinik, Tübingen

We performedpsychophysicalexperimentsthatprovide strongconstraintson modelsofpopout.

Stimuli consistedof 121 line segmentsof equalorientationarrangedin anarrayof 11 x11 elements.Therewere two conditions:In the 1-singletontask one of the lines wasreplacedby a line of differentorientation(= thesingleton)andobservershadto reportinwhich quadrantthesingletonwaspresented.In the3-singletontaskthreequadrantscon-tainedanorientationsingletonandobservershadto identify thequadrantwithout single-ton. Stimuli werepresentedonly briefly, andprocessingtime wasfurther limited by thepresentationof a mask.Psychophysical dataof five observerswerecomparedwith pre-dictions of two models.

Performancein the 1-singletontask was betterthan in the 3-singletontask.Typically,accuracies were around 80% and 50%, respectively.

The dataare not consistentwith a simple high-thresholdmodel: According to suchamodel the thresholdis so high that a homogeneousquadrant(without singleton)neverreachesthreshold(i.e., therearenofalsealarms)whereasasingletonquadrantsometimesreachesthresholdand is thus detectedwith a specificprobability p. This model failsbecausethe predictedperformancedifferencesbetweenthe two tasksare smallerthanthosefound in the experiments.Therefore,we developeda more generalmodel thatassumesonly (1) independentprocessingof thefour quadrantsand(2) anideal-observerdecision.A detailedanalysisusingsignal-detectiontheoryrevealsthatthepredictedper-formancedifferencesbetweenthe two tasksare again smallerthan thosefound in theexperiments.

We concludethatpopoutcannotbeexplainedentirelyin termsof local mechanisms,i.e.,asingletonis notprocessedin afixedmannerbut its processingdependson thestimuli inthe other quadrants. When additional singletons are present popout efficiency is reduced.

Symposium: Serielle und Parallele Verarbeitung 27

SERIELL 4

Analyse-Einheiten beim Suchen und Segmentieren

Cristina Meinecke

Institut für Psychologie, Universität München

Im Rahmenvon Theorienüber die FunktionsweisedesvisuellenSystemswird häufigangenommen,daßdieAnalysedesvisuellenReizesin zweiaufeinanderfolgendenStufenerfolgt.Auf derersten,sogenannten‘präattentive’ Stufewird derReizparallelanalysiert;d.h.,alle Elemente,die sichauf derReizflächebefinden,werdengleichzeitigbearbeitet.Auf derzweiten,sog.attentivenStufeist die MengederElemente,die gleichzeitigbear-beitetwerdenkann,begrenzt;die ProzessedieserStufeoperiereneherin einerseriellerWeise.

Befundein derLiteraturweisenjedochdaraufhin, daßeinesoklareTrennungzwischenparallelerundseriellerVerarbeitungnicht immervorgenommenwerdenkann.Z.B. zeigtsichbeivisuellenSuchaufgaben,daßauchbeiReizvorlagen,die im Prinzipparallelbear-beitet werden können müßten(sog. FeatureSuche),die Suchzeitmit zunehmenderAnzahl der Kontextelementeansteigenkann;und dieswird üblicherweiseals Indikatorfür serielle Suche genommen.

Vor demHintergrundvon BefundenausTextursegmentierungsexperimentenmußaller-dingskonstatiertwerden,daßbei VariationderAnzahlderKontextelementeeineVerän-derung der Entdeckungsleistungeigentlich zwingend vorhergesagtwerden muß, dagleichzeitigdiespatialeDichteund/oderdieGrößederReizflächevariiert unddieseFak-toren einen großen Einfluß auf die Entdeckungsleistung haben können.

In einer Serievon Experimentensind wir also der Fragenachgegangen,(1) inwieweitsichLeistungsveränderungenbei typischerFeature-Suchenachweisenlassen,und(2) obdieseVeränderungenalsIndikatorfür serielleProzesseinterpretiertwerdenmüssen,oderob nicht docheineparalleleBetrachtungsweisebeibehaltenwerdenkann(Meinecke &Donk, in Vorbereitung).

Die Befundelegenesnahe,dasKonzeptderparallelenBearbeitungdesReizesnicht vor-schnell zu verwerfen.Die Leistungsveränderungenkönnengut erklärt werden,wennangenommenwird, daßder Reiz mit unterschiedlichgroßenAnalyse-Einheiten(sam-pling units) bearbeitetwird. Dabeiwird die GrößedieserAnalyse-Einheitenmöglicher-weisedurchzwei Faktorendeterminiert:(1) BeschaffenheitdesReizes,wie z.B. spatialeDichte der einzelnenElemente,Regelmäßigkeit der Anordnung;(2) EigenschaftendesvisuellenSystems,die sich in Abhängigkeit der retinalenExzentrizitätder Reizprojek-tion verändern, wie Größe der rezeptiven Felder.

Symposium:Raumkognition

30 Symposium: Raumkognition

RAUMK OGNITION 1

Wahrnehmungskompetenz bei CF- FM Fledermäusen

Hans-Ulrich Schnitzler

Lehrstuhl T ierphysiologie, Universität Tübingen

EchoortendeFledermäuseerzeugeneinenkontinuierlichenStromvon Ortungslautenundnutzendie rückkehrendenEchosfür dieOrientierungim Raumund- soweit dieEchooin-formationdieshergibt - auchfür die Suchevon Nahrung.Die EchoortungssystemederverschiedenenArten sind an arttypischeOrtungsaufgabenangepaßt,die durchökologi-sche Randbedingungenwie Habitattyp, Jagdmodusund Nahrung bestimmt werden.DieseAnpassungspiegelt sichin artspezifischenLauttypenwider, diesichin Dauer, Fre-quenzverlauf, Anzahl von Harmonischen,Schalldruckund Lautabstandunterscheidenunddiebei jederArt zusätzlichnochin Abhängigkeit vondenzu lösendenOrtungsaufga-benvariiert werden.Siespiegelt sichzudemauchwider in artspezifischenHörsystemen,die andie AuswertungundRepräsentationder in denEchosenthaltenenverhaltensrele-vantenInformationangepaßtsind.Beim OrtensammelnFledermäuseaktiv und gezieltInformation.DassituationsspezifischeOrtungsverhaltenzeigtan,welcheZiele eineFle-dermausverfolgt und welcheAufgabendasinformationsverarbeitendeSystemdement-sprechendzu lösenhat.Die Analysedervon der jeweiligenOrtungsaufgabeabhängigenAktions-Perzeptions-Schleifeerlaubt Rückschlüsseauf die Art der VerarbeitungundRepräsentationvon Echoinformationim ZNS derFledermäuse.Im Einzelnenwird dabeidassituationsspezifischeOrtungsverhaltenbeschriebenund hinsichtlichseinerZielrich-tung interpretiert (Verhaltensaspekt).Die akustischenEigenschaftender Ortungslauteund der Echoswerdenanalysiert,um informationstragendeSignalparameterzu identifi-zieren(physikalischerAspekt).Weiterwird die auf die LösungderOrtungsaufgabeaus-gerichteteInformationsverarbeitunghinsichtlichder auf der Struktur-, Physiologie-undKompetenzebeneablaufendenProzesseuntersucht(organisatorischer, funktionellerundanalytischer Aspekt).

Am Beispiel der CF-Fledermäuse,d.h. einer Gruppevon Fledermäusen,die CF-FMLautemit einemlangenkonstantfrequenten(CF)Lautteil undeinemkurzenfrequenzmo-dulierten (FM) Endteil erzeugen,soll durch Betrachtungder Aktions-Perzeptions-Schleifebei Verhaltensweisenwie Jagdverhalten,Diskriminierungvon simuliertenBeu-teechosim Dressurversuch,Transferflugund Vermeidungvon neuauftauchendenHin-dernissen auf Wahrnehmungsleistungen geschlossen werden.

Symposium: Raumkognition 31

RAUMK OGNITION 2

Der Einfluß egozentrischerund allozentrischerBezugssystemeauf die Verfügbarkeit räumlicher Inf ormation

Steffen Werner & Stefanie Wolf

Institut für Psychologie, Universität Göttingen

In mehrerenExperimentenhabenwir denEinfluß ego- und allozentrischerReferenzsy-stemeaufdieEnkodierungunddenspäterenAbruf räumlicherInformationuntersucht.Ineinem realenRaum waren bis zu 8 Objekte plaziert, derenPosition von Probandengelerntwerdenmußte.Variiert wurdedie Anzahlvon getestetenRichtungen,die Raum-größe,die Art der Lernbedingungund die Konfigurationder Objekte.Nach der Lern-phasewurdenProbandenin einemzweitenRaumgetestet.Hierzusolltensiesichin ihrerVorstellungin dengelerntenRaumzurückversetzenundeinebestimmtePositioneinneh-men.Zusätzlichwurdezwischenverbalenund non-verbalenRichtungshinweisenunter-schieden.Die verbaleAnzeige der Testrichtungerfolgte über Richtungsworte (vorne,hinten, links, rechts)oder durch Doppelwörter (z.B. hinten-links).Für die non-verbaleSpezifikationderTestrichtungenwurdeweißesRauschenmittels räumlichangeordneterLautsprecher aus der jeweiligen Richtung präsentiert.

Zwischender verbalenund der non-verbalenSpezifikationder TestrichtungenergabensichkeinesignifikantenUnterschiede.In allenExperimentenzeigtesich,daßdie Identi-fikation räumlicherorganisierterObjektevon der vorgestelltenLageder Objekterelativzum Betrachterbeeinflußtwird (vgl. Franklin & Tversky, 1990; Hintzman,O`Dell &Arndt, 1981). In Abhängigkeit von der Testrichtungnahmendie ReaktionszeitenundFehlerratenvon vornenachhintenzu. Allerdings warendirekt hinter der Personvorge-stellteObjektewiederleichterzu identifizieren.Die StrukturdesRaumeshatteebenfallseinendeutlichenEinfluß auf die Identifikationszeiten.Sowohl Reaktionszeitenals auchFehlerratenwarendeutlicherhöhtwenndie Probandensich in ihrer Vorstellungauf eineRaumecke ausrichtensollten.Diesbedeutet,daßfür die Verfügbarkeit räumlicherInfor-mationsowohl ego- als auchallozentrischeReferenzsystemeherangezogenwerden.InlaufendenExperimentenversuchenwir, die Rolle beiderReferenzsystemewährendderErwerbsphase und der Testphase zu differenzieren.

32 Symposium: Raumkognition

RAUMK OGNITION 3

Überblick und K ohärenz in Kognitiven Karten

Karl W ender

Fachbereich I - Psychologie, Universität Trier

MentaleRepräsentationenräumlichenWissenswerdenseit Tolman „kognitive Karten“genannt.NachgängigerAuffassungentstehensolchekognitivenKarten,indemdasIndi-viduumin einemerstenSchrittsogenannteLandmarkenerlernt,die durcheinenzweitenLernvorgang zu Routenwissenverbundenwerden.Aus Routenwissenentwickelt sichsodann aufgrund zusätzlicher Erfahrung sogenanntes Überblickswissen.

Der vorliegendeBeitragdiskutiertmöglicheKriterien, die zwischenRoutenwissenundÜberblickswissenunterscheiden.Überblickswissenist im Wesentlichendadurchgekenn-zeichnet,daßRelationenzwischenOrtenerkanntwerden,dienichtgleichzeitigoderzeit-lich unmittelbaraufeinanderfolgenderlebtwurden.DaherermöglichtÜberblickswissen,neueWege,AbkürzungenundUmleitungenzuentdecken.ZumÜberblickswissengehörtauch,daßmetrischeRelationenwie Distanzenund Richtungenzwischenje zwei Ortenangegeben werden können.

Danachwerdenzwei in derLiteraturstrittigeFragenbehandelt:Erstens,gibt esempiri-sche Evidenz dafür, daß MenschenÜberblickswissenin einem definiertenSinne innatürlichenUmgebungenerwerbenund zweitens,sind Routen-und Überblickswissentatsächlichzwei aufeinanderfolgendeStufen,oderist esnicht vielmehrso,daßsichvonBeginn des Routenwissens an auch schon ein gewisser Überblick entwickelt?

Symposium: Raumkognition 33

RAUMK OGNITION 4

Route Memory and Cognitive Maps: Evidence from Behavioral Experiments in Virtual En vir onments

Hanspeter A. Mallot, Sabine Gillner & Sibylle Geiger

Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Tübingen

In the developmentof navigation behavior, one important step is the transition fromroutesto maps.Routebehavior is characterizedby the repetitionof previously learnedsequencesof sensoryinput andperformedmovementsandcanbemodeledby chainsofstimulus-response-stimulus(SRS)associations.The currentview (“local positioninfor-mation”) elicits a movementdecisionfrom which in turn thenext view maybeexpected.For eachgoal, the whole routehasto be learnedandstored,even if routesto differentgoalssharecommonsegments.Map behavior makesuseof goal independentknowledgeof the spatial layout of the environment;suchknowledgeis usually called a cognitivemap.

In aseriesof experimentsusingvirtual reality technology, we investigatedthenavigationability of humansubjects.Themazewascomposedof streetsforming a regularhexago-nal grid and buildings placed at the junctions in the angles between the streets(“Hexatown”). Subjectsperformedsimulatedmovementsby hitting thebuttonsof acom-putermouse.Movementstartedandendedat so-calleddecisionpoints,i.e. the junctionsof thestreets.Pureturnscouldbeperformedin stepsof 60 degrees.Whenlooking into astreet,a translationdown that streetcouldbeperformedthatendedat thenext junction.Subjectswerereleasedat somejunction andhadto find variousbuildings presentedtothem as a printout on a sheetof paper(seeGillner and Mallot, J. Cogn.Neurosci.,inpress).In the talk, we will review a numberof experimentsperformedin the Hexatownenvironment.With respectto the routevs. mapdichotomy, threeimportantresultshavebeen obtained:

1. Persistence:Subjectstendto repeatmovementdecisionswhencomingbackto aprevi-ously visited view. This is evidencefor simplestimulus-responseassociationsaswouldbe expected in route memory.

2. View-basedrepresentation:After learninga givenroute,we replacedindividual build-ingsalongthatroute.Resultsindicatethatmovementsareassociatedto views of individ-ual buildings, not to configurations of buildings at each junction (“places”).

3. Transfer:Subjectswereableto transferknowledgefrom onerouteto another. This isan indication of goal-independent knowledge (cognitive map).

In conclusion,the datashow that humanssimultaneouslyuseboth routeandmaptypeknowledgeof the environment.A commonframework for the two typesof knowledgebasedon the view-graph(Schölkopf and Mallot, Adaptive Behavior 3:311-348,1995)will be discussed.

Symposium:Aufmerksamkeit und Steuerung

von Blickbewegungen

36 Symposium: Aufmerksamkeit und Steuerung von Blickbewegungen

BLICKBEWEGUNGEN 1

Die Ausrichtung des Blicks durch Sakkaden:Fixation - Reflexe - Willentliche Steuerung

Burkhart Fischer & Annette Mokler

AG Hir nforschung, Institut für Biophysik, Universität Freiburg

Die AbfolgenvonBlicksprüngenundFixationsperiodenwährenddesnatürlichenSehenswerdendurchverschiedeneFunktionssystemedesGehirnsgesteuert.Ein Reflexsystemlöst überdie primäreSehrinde,dasTektumunddenHirnstammSakkadenmit besonderskurzerReaktionszeitaus.DieseReflexe könnensowohl durchaktive fovealeFixationalsauch durch willentliche Ausrichtungder Aufmerksamkeit kontrolliert, d. h. gehemmtwerden.AutomatischeAusrichtungder Aufmerksamkeit durch kurz dargebotenekor-rekte Hinweisreize(attentioncapture)dagegen bahntdie Reflexe vorübergehend.DasFixationssystemverfügt ebensowie dasAufmerksamkeitssystemübereinewillentliche(top down) Komponentesowie übereinevisuelle(bottomup) Komponente.Die willent-liche AusrichtungdesBlicks, wie siein sog.Antisakkadenaufgabenisoliert geprüftwer-den kann, erfolgt über frontale Hirnstrukturen.

Die willentliche Komponenteentwickelt sichrelativ spät(bis ca.18 Jahre),währenddieFixation schonab dem10. Jahreentwickelt ist. Kinder, die Schwächenin der willentli-chen Blickausrichtungaufweisen,vor allem legasthenischeKinder, könnendurch eintäglichesTrainingihre Leistungenin wenigenWochendeutlichverbessernodergar nor-malisieren.Aber auchgeübteErwachsenekönnendie Antisakkadenaufgabenicht fehler-frei durchführen,sondernschauenmanchmalentgegenihremWillen erstzumReiz.EineFehlerquote von 10-15% ist üblich.

Wird dieSeitefür dienächsteAntisakkadedurcheinenkorrektenHinweisreizeangekün-digt, so werdenüberraschenderweisedie Fehlerzahlengrößerund die Reaktionszeitenlänger. Darüberhinauswerdendie Fehlerund derenKorrekturenin etwa 50% der Fälleauch von geübtenVersuchspersonennicht bemerkt, obwohl der versehentlichange-schauteReiz oft für längerals 100 ms in die Fovea fällt. Die bemerktenFehlerunter-scheidensichvon denunbemerktenhauptsächlichdurchihre Korrekturzeit(135msver-sus 95 ms), nicht durch ihre Reaktionszeit.

DieseBeobachtungenwerfenein neuesLicht auf die Kopplungvon Aufmerksamkeits-prozessenundSakkadensteuerung.Eventuellwird beiunwillkürlichenSakkadenderper-zeptuelle Raum anders auf den neuesten Stand gebracht als bei willkürlichen Sakkaden.

Symposium: Aufmerksamkeit und Steuerung von Blickbewegungen 37

BLICKBEWEGUNGEN 2

Die Rolle visueller Aufmerksamkeit bei der Selektionvom Blickbewegungszielen

H. Deubel

Institut für Psychologie, Ludwig-Maximilians-Uni versität München

Die ProgrammierungsakkadischerBlickbewegungen,aber auch von anderenvisuellgesteuertenzielgerichtetenHandlungenwie Zeige- und Greifbewegungen erfordertMechanismen,dieeinerseitsdasBewegungszielunteranderenim Blickfeld vorhandenenObjektenauswählen,undandererseitsderMotorik örtlicheInformationüberdie egozen-trischenKoordinatendesselektiertenGegenstandszur Verfügungstellen.UnsereUnter-suchungenhabensichdamitbefaßt,in welcherWeisedieseSelektionbei verschiedenenZielbewegungengeleistetwird. Die Ergebnisselegennahe,daßvisuelleAufmerksamkeitein wesentliches Element der Zielauswahl darstellt.

HierzuwurdenexperimentelleParadigmenentwickelt, die eserlauben,denmomentanenFokusder Aufmerksamkeit mit hoherörtlicher und zeitlicherAuflösungzu bestimmen.Eine typischeAufgabeverlangtdie AusführungeinerintentionalenSakkade(odereinerZeigebewegung)zusammenmit einervisuelleDiskriminationsaufgabezur MessungderAufmerksamkeit. Die Befundezeigen,daßdie intendierteAnsteuerungeinesObjekteseineörtlich äußerstselektive Fokussierungder Verarbeitungsleistungbewirkt: Die Dis-kriminationsleistungist deutlichambesten,wennsichBewegungszielundDiskriminati-onsreizam gleichenOrt befindenbzw. dasselbeObjekt betreffen - bereitsnahebenach-barte Objekte können nicht mehr identifiziert werden. Dies bedeutet, daßAufmerksamkeitszuwendungund Bewegungssteuerungzu einemZeitpunktvor BeginnderBewegungräumlichenggekoppeltsind.WeitergehendeUntersuchungenzeigen,daßdieseKopplungobligatorischist; esist alsonicht möglich,willentlich einenGegenstandzu beachtenund gleichzeitigeine zielgerichteteBlick- oder Zeigebewegung zu einemörtlich getrenntenObjekt durchzuführen.DieseErgebnissewerdenim Rahmender der-zeit gängigenUnterscheidungzweier visueller Verarbeitungsströme(“Was” vs. “Wo/Wie”) diskutiert.

Ein zweiterTeil desVortragsbefaßtsichmit derFragenachdenperzeptivenKonsequen-zendieserpräsakkadischenVerschiebung der Aufmerksamkeit. Hierzu werdenExperi-mentevorgestellt,in denenzu zufälligenZeitpunktenvor, währendodernacheinerziel-gerichtetenSakkadekurzeitigein visuellerHinweisreizdargebotenwurde.Die AufgabederVpn bestandnundarin,anzugeben,welchesObjekt (FixationsreizoderZielreiz) siebei DarbietungdesHinweisreizesgeradefixierten. Die experimentellenDatenzeigteneine erstaunlicheDissoziationzwischensubjektiver und objektiver Blickrichtung vorBlicksprüngen:In derRegel gebendie Vpn schon200msvor dereigentlichenBlickver-schiebungan,bereitsdasSakkadenzielzu fixierendie subjektive Blickrichtungeilt alsoder objektiven erheblichvoraus.Somit scheintes,daßdie wahrgenommeneBlickrich-tung von der momentanenAusrichtungder visuellenAufmerksamkeit bestimmtist. Dadiesebereitsvor dersakkadischenBlickbewegungzumBlickziel verschobenwird, wirddasZielobjektzumneuenZentrumdersubjektivenAusrichtungdesBlicks, schonlangeehe der Augapfel folgt.


BLICKBEWEGUNGEN 3

Visuelle Aufmerksamkeit und kortikale Schaltkreise

Jochen Braun

Computation and Neural Systems, California Institute of Technology, USA

WelcheFunktionhatAufmerksamkeit in dervisuellenWahrnehmung,undwelcheneuro-nalen Mechanismenliegen ihr zugrunde?Ich beschreibeeine Reihe von psychophy-sischenExperimenten,die den AufmerksamkeitsbedarfverschiedenerSehleistungenquantifizieren.Die ExperimenteverwendenDoppelaufgaben, die Versuchspersonenzwingen,Aufmerksamkeit zwischenzwei Aufgabenund zwei Teilen desBlickfelds zuteilen. Erfreulicherweisestellt sich heraus,daßverschiedeneSehleistungeneinenganzunterschiedlichenAufmerksamkeitsbedarfhaben.MancheLeistungenbenötigenvolleoderfastvolle Aufmerksamkeit währendanderenur wenigodergar keineAufmerksam-keit brauchen.Interessanterweisehängt der Aufmerksamkeitsbedarfeiner Sehleistungnicht von ihrer Schwierigkeit (im Sinnevon d’) ab. Außerdemist derAufmerksamkeits-bedarf unabhängigdavon, zwischen welchen Arten von Aufgaben Aufmerksamkeitgeteilt werdenmuß. In anderenWorten: unterschiedlicheArten von Aufgaben(z.B.,Form-, Farb- und Bewegungsdiskriminierung)benötigendie gleicheArt von Aufmerk-samkeit.

Die interessantesteBeobachtungist jedoch,daßbestimmteWahrnehmungenwenigoderkeineAufmerksamkeit brauchen,dasheißtsiesindauchdannnochmöglich,wennAuf-merksamkeit von eineranderenAufgabein einementferntenTeil desBlickfelds voll inAnspruchgenommenist. Dies machtesmöglich,die WahrnehmungeinesReizes“mit”und “ohne” Aufmerksamkeit zu vergleichen. SystematischeExperimentedieser ArtgebendirektenEinblick in dieFunktionvonAufmerksamkeit. Als BeispieldieserVorge-hensweisebeschreibeich eineweitereExperimentreihe,dieeineetwaigeEinwirkungvonAufmerksamkeit auf visuelleFilter untersucht.Wie bekannt,lassensich visuelleFilterdurch verschiedeneSchwellenwertsmessungen(Kontrastschwellenmit und ohneMas-kierung, Orientierungsschwellen,Kontrastunterscheidungsschwellen)charakterisieren.Mit Hilfe von Doppelaufgabenlassensich dieseMessungenauch dann durchführen,wenn die Versuchspersondem Schwellenreizkeine oder nur wenig Aufmerksamkeitschenkt.Die ErgebnisselassenRückschlüsseauf die ModulationvisuellerFilter durchAufmerksamkeit zu. Ein mathematischesModell zeigt,daßAufmerksamkeit die Filter-antwort ungefährverdoppelt,und die Spezifizität(für orientierteReize) um ungefähr40% erhöht.

Abschließenderörtereich, wie Aufmerksamkeit kortikaleSchaltkreiseetwa im Areal V1beeinflussenkönnte,umderartigeVeränderungenin denEigenschaftenvisuellerFilter zubewirken.

Symposium: Aufmerksamkeit und Steuerung von Blickbewegungen 39

BLICKBEWEGUNGEN 4

Kortikale K ontrolle sakkadischer Augenbewegungen undder gerichteten visuellen Aufmerksamkeit

W. Heide, D.K. Kömpf , B. Wauschkuhn, R. Verleger, F. Binkofski & R.J. Seitz

Klinik für Neur ologie, Medizinische Universität, Lübeck

Die Initiierung sakkadischerAugenbewegungenwird durchein Netzwerkvon Hirnarea-len im frontalen und posteriorenparietalenKortex kontrolliert. Diese Areale spielengleichzeitigeinewichtige Rolle für die räumlicheAusrichtungdesvisuellenAufmerk-samkeitsfokus,dieengmit derSakkadenvorbereitunginterferiert.In meinemVortragsolldafür Evidenz aus drei Forschungsansätzen gezeigt werden:

KlinischeLäsionsstudienanPatientenmit umschriebenenunilateralenGroßhirnläsionenhabengezeigt,daßLäsionendesposteriorenparietalenKortex vorwiegenddie externeTriggerungvon Reflexsakkadensowie von HandbewegungendurchvisuelleReizein derzur Läsion kontralateralenGesichtsfeldhälftebeeinträchtigen,in Korrelation mit derAusprägungeinesvisuellen Hemineglect-Syndroms.Offenbar bestehtein Defizit derreflektorischenAusrichtungdesAufmerksamkeitsfokusnachkontralateral.Fernerverur-sachenparietaleLäsionenDefizitederräumlichenSakkadenprogrammierung,in Korrela-tion mit demSchweregradeinerglobalenvisuellenRaumorientierungsstörung.DagegenbeeinträchtigenLäsionendesfrontalenAugenfeldesvorwiegenddie interneTriggerungvon Willkürsakkadenwie z.B. die systematischesakkadischeBildexploration,in Korre-lation mit der Ausprägungeineskontralateralenexplorativ-motorischenHemineglects.Läsionender supplementär-motorischenArea erzeugenDefizite bei der TriggerungvonSakkadensequenzen,LäsionendespräfrontalenKortex Defizitebei dervorübergehendenSpeicherung sakkadenrelevanter Rauminformation.

UntersuchungenereigniskorrelierterLateralisierungenlangsamerEEG-PotentialehabeneineprämotorischeAktivierungdesposteriorenparietalenKortex derjenigenHemisphärenachgewiesen, die kontralateralzur Richtung eines verhaltensrelevanten Blickzieles,einerbeabsichtigtenSakkadebzw. einerbeabsichtigtenHandbewegungliegt, auchwenndie spezifischeModalitätsinformation(Auge oder Hand) noch nicht bekanntist. DasPotentialist somitalsKorrelatderräumlichgerichtetenprämotorischenAufmerksamkeitaufzufassen.

Mittels funktionellerKernspintomographiegelangeineAktivierungdesgesamtenNetz-werkesderSakkaden-relevantenkortikalenArealenichtnurdurchspezifischeSakkaden-paradigmen,sondernauch durch kognitive Aufgaben,die lediglich die Aufmerksam-keitszuwendung auf potentielle Blickziele und die Speicherung von derenRauminformationbeinhalteten.Die Aktivierungsmusterunterschiedensich je nachdemkognitiven Gehalt der Aufgabenstellung.


BLICKBEWEGUNGEN 5

Funktionelle Neuronatomie und zeitliche Eigenschaftender Sakkadengenerierung

Rainer Goebel

Max-Planck-Institut für Hir nforschung, Frankfurt/Main

Die funktionelleMagnetresonanztomographieerlaubtdie indirekteErfassungneuronalerProzesseim menschlichenGehirnmit guterräumlicher(1-5mm)undrelativ guterzeitli-cher(ca.5s)Auflösung.AufgrundderlangsamenzeitlichenDynamikhämodynamischerProzessewerden experimentelleBedingungenim Rahmenvon fMRT-Studien meistgeblocktdargeboten.Seitneueremwird jedochauchein ereigniskorrelierterAnsatzver-folgt. HierbeiwerdenReizein präziserzeitlicherRelationzu denfMRT-Meßzeitpunktenappliziertund der resultierendeAntwortverlauf überzahlreicheDarbietungengemittelt.Unter VerwendungdieserMethodewurde die hämodynamischeAntwort auf einzelnevisuell-reflexiv ausgeführteSakkadengemessen(SiemensMagnetomVision, EPI boo-ster;Ober2zur ErfassungderAugenbewegungen).Die fMRT-samplingRatebetrug1-2sbei 3 transversalgeführtenSchichten(40mm< z < 60mm).Die ErgebnisseausfrüherenPETundfMRT-Studienwurdenbestätigt:BilateraleAktivierungim frontalenAugenfeld(FEF), im supplementärenAugenfeldund in mehrerenRegioneninnerhalbdesintrapa-rietalenSulcus.Wurdendie erhaltenenAntworten von Sakkadennachrechtsmit denAntwortenvon Sakkadennachlinks verglichen,zeigtensich keinesignifikantenUnter-schiedein beidenfrontalenAugenfeldern.Dies legt denSchlußnahe,daßbei derGene-rierungeinerSakkadenachlinks bzw. rechtsjeweils beidefrontalenAugenfelderbetei-ligt sind.

Für ein Verständnisder Mechanismender Sakkadengenerierungsind (Multi-)Zellablei-tungenessentiell,da sie gleichzeitighoheräumlicheund hohezeitlicheAuflösunglie-fern. Brecht und Engel fanden,daßZellen im colliculus superiorder Katze bevorzugtsynchronantworteten,wennein kohärentervisuellerStimulusdargebotenwurde.MittelsMikrostimulationwurdeferneruntersucht,wie sich synchronebzw. asynchroneStrom-pulsean separiertenLokationendescolliculus auf die Sakkadengenerierungauswirken.Die erzieltenResultatezeigen,daßAugenbewegungsvektorenbei synchronerStimula-tion gemittelt werden,hingegen bei asynchronerStimulationsummiertwerden.DieseDatenlegennahe,daßVektormittelungim Colliculusnur auftritt, wennZellensynchronaktiv sind und damit vermutlich auf den gleichen Zielreiz reagieren.

Die mit derfMRT undelektrophysiologischgewonnenDatenliefertenwichtigeRandbe-dingungenfür ein neuronalesNetzwerkmodellderSakkadengenerierungundderselekti-venvisuellenAufmerksamkeit. In diesemModell findetein Wettbewerbzwischenmeh-reren dargebotenen Aufmerksamkeits/Sakkadenzielenstatt. Im Rahmen diesesWettbewerbsspielt die Separierungvon mehrerenüberlagertenZellpopulationenmittelszeitlicher neuronaler Kodierung eine entscheidende Rolle.

Postersitzung:Bewegungswahrnehmung

42 Postersitzung: Bewegungswahrnehmung

BEWEGUNG 1

Asymmetric modulation of smooth pursuit eye movements

Uwe J. Ilg & Urs Schwarz

Sektion Visuelle Sensomotorik, Neurologische Universitätsklinik Tübingen

Smoothpursuiteye movements(SPEM)traditionallyareusedasa probefor local visualmotionprocessing.Unfortunately, mostexperimentsemploy a highly artificial setupthatconsistsof a singletargetmoving on a darkbackground.Undernormalconditions,how-ever, a target moves througha structuredworld whereconflicts occur betweenglobalmotionprocessing(self-inducedretinalimagemotiondueto thestructuredsurroundings)andlocalmotionprocessing(motionparametersof themoving target).Thepresentstudywas designed to further investigate these interactions which are still poorly understood.

SPEMacrossahomogeneousandstructuredbackgroundwasinvestigatedin 11subjects.In addition,thestructuredbackgroundsometimeswasshiftedverybriefly duringongoingSPEM.Thesetrials revealeda surprisingasymmetryin the processingof global visualmotion.Whenthesurroundingsmoved in thesamedirectionastheongoingSPEM,eyevelocity profilesconsistentlyshoweda transientaccelerationfollowedby a deceleration,andsubjectsreportedashortdecelerationof thetarget.However, nomodulationoccurredwhen the surroundings moved opposite to the ongoing SPEM.

Our resultssuggesta mechanismwhich reducesthe sensitivity for naturally occurringbackgroundmovement in oppositedirection, and increasesthe sensitivity for globalmotion in the same direction to the executed SPEM.

Postersitzung: Bewegungswahrnehmung 43

BEWEGUNG 2

Contour Motion-Captur e by Sharp Bends in aNetwork Simulation with Spiking Neurons

Ulrich Schott & Reinhard Eckhor n

Neurophysics, Dept. Physics, Philipps University Marburg

Humanmotionperceptionof anobject'scontouris coherentwhenit relieson sharpcon-tour bends("corners").This explainsthe barberpoleillusion [Wallach,PsycholForschg20, 1935] wherea grating'smovementperceptionis dominatedby the pathof its outersharpterminations[Nakayama& Silverman,Vision Research28,1988].Straightcontoursegmentscan signal wrong motion directionsbecauseonly componentsorthogonaltothemareunambiguouslydefined(theapertureproblem).For thefunctionof visualneuralcircuitsonecanpropose,therefore,thatdetectorsfor sharpbendsandcorners,codinganobject'sreal motion path,should"capture"local line detectorsinto a coherentpercept.Suchfeature-associationmaybeestablishedby shortsynchronizedburstsof neuralactiv-ities representinganobject'scontour, wheredetectorsof sharpbendsshoulddominatethesynchronizationprocess.In the presentwork we developeda neural network modelwhich is able to perform this task.

It consistsof five levelsof pulsecodingneurons[Eckhornet al., NeuralComputation2,1990].Their forwardcouplingvia feedingconnectionsestablishthereceptive fields(RF)of theretinotopicallyorganizeddetectorlayers.Lateralandbackwardcouplingvia link-ing connectionsservesfor fastmutualfacilitationandtransientactivation (synchroniza-tion). Preprocessingat level 1 with concentricON- andOFF-RFsextractslocal intensitycontrastin correspondenceto retinalcircuits.At level 2 temporaltransientsof local inten-sity contrasts,introducedby a contour'smotion, aredetectedand further processedbybilocalmotiondetectorsat level 5b. Themotioncorrespondenceproblemof straightcon-tour segmentsis reducedby mutuallinking betweenneighboringmotiondetectorsof thesameandinhibition betweenthoseof the two differentspatialresolutions.In this way aunifiedmovementdirectionperpendicularto a contour'sorientationis coded.Sharpcon-tour bendsare detectedby neuronsat level 4 which receive feeding inputs from theappropriateorientationdetectorsof level 3. They includethecapabilityof detectingcon-tour terminations("end-stop"cells). Orientationdetectorshave symmetricalRFs andthosecoaxially aligned are mutually coupledvia linking connectionsto improve thecoherenceof line detection.At level 5amovementdirectionof contourbendsarecoded.To reducethe responseto motion of straightcontoursegmentsat thesepositions,localinterneuronsinhibit motion detectorsof similar directionalpreference.Finally, motiondetectorsrespondingto the samedirectionalmovementareengagedin mutual facilita-tion.

The model representsmotion of object contourscoherently, including acceptableesti-matesof directionandvelocity, becausesharpbendsdominatethemovementcodingpro-cess.In particular, dominationover detectorscodingerroneousmovementof straightercontoursegmentsis successfullyaccomplishedmainly by phasecoupling of line- bybend-detectors.A convincing testwaspassedby our modelwhenit respondedto a bar-berpole with the typical movement illusion.


BEWEGUNG 3

Perception of the Position of Moving Objects

Bart Kr ekelberg & Markus Lappe

Allgemeine Zoologie und Neurobiologie, Ruhr Universität Bochum

Perceptionof stroboscopicstimuli canbe surprisinglysimilar to the perceptionof ordi-nary stimuli (as witnessedby effects such as apparentmotion). On the other hand,reduceddurationof astimuluscanleadto perceptualillusionssuchastheflash-lageffect.In this visual illusion seven dotsrotatein perfectalignmentarounda centralpoint. Theouterdots,however, areilluminatedonly briefly andappearto lag behindtheinner, con-tinuously illuminateddots(Baldo andKlein, Nature378:565,1995).The discrepanciesin theperceptionof positionor alignmentin theflash-lageffect, canbeattributedto thedifferencesin thetemporalstructureof thestimuli. This is anexampleof temporalinter-actionbetweenstimuli in visual perception.In this contribution we investigatehow thevisual systemusesinformationfrom "previous" presentationsin the perceptionof "cur-rent" stimuli.

Theflashlag stimuluswasgeneratedon a computerscreenandpresentedto humansub-jects.Thesubjectswereaskedto answerthequestion:"Do youperceivea lagor a lead?".A computer-controlledmaximum-likelihoodthresholdestimationprocedurewasusedtodeterminethe point of subjectequivalence(PSE)in this two-alternative forced choiceparadigm.The PSEis identifiedwith the perceived lag-angle.Parameterswhoseinflu-encewastestedwerethe durationof a singleflashandthe numberof flashesfor fixedinterflash intervals (IFI) and duration.

When single flasheswere shown with variable duration,a clear exponentialdurationdependenceof thelag anglewasobserved.Flashesof a durationon theorderof 0.5sec-ondsor longerwereseento be in alignmentwith the continuouslymoving stimuli. Forflashesof shorterduration the lag-anglecan be reducedby increasingthe numberofflashesthat is shown. The lag angledropsoff exponentiallywith the numberof flashesshown (IFI 140ms, duration 56ms).

Our experimentsprovide informationaboutthe mechanismsinvolved in the determina-tion of positionof moving stimuli. We concludethat this mechanismusesmorethantheinformationthat is instantaneouslyavailable:the"previous" positionof thevisualstimu-lus is takeninto account.Thisprocessis hamperedby stimuli of shortdurationandaccu-mulatesinformationover a periodof 0.5 seconds.Furthermore,whenthe visual stimuliareon a predictabletrajectory, repetitive brief presentationcanpartly compensatefor theshort duration.This implies that the position-determinationmechanismhas accesstoinformation about the trajectory and the identification of objects.


BEWEGUNG 4

Der Einfluß von Interstimulus-Inter vall und örtlichem Versatzauf die Richtungsdiskrimination von Punktbahnen

Andr eas Eisenkolb, Alexandra Musto, Christoph Zetzsche,Wilfried Brauer & K erstin Schill

Institut für Medizinische Psychologie, Universität München

Als grundlegendeStrukturzurRepräsentationvonOrts-Zeit-Informationwurdeeinespa-tiotemporaleGedächtnisstrukturvorgeschlagen(Schill undZetzsche,1995,PsychologicalResearch57:88-102).Die dort vorgestellteRepräsentationwürdeesermöglichen,kom-plexere Information als die in einem momentanenBewegungsvektor enthaltenezurWahrnehmungbewegter Objekte zu verwenden.Diese spatiotemporaleStruktur wirdweiterspezifiziert,wobeidie Ergebnisseauchin die Entwicklungeinerqualitativenspa-tiotemporalen Beschreibungssprache einfließen.

Als ersterSchrittwurdenunmit einemRichtungsdiskriminations-ParadigmaderEinflußdes Interstimulus-Intervalles (ISI) und einer örtlichen Variation auf die Enkodierungeiner einfachen spatiotemporalenKonfiguration untersucht.Versuchspersonen(Vpn)wurdenzwei Bahnenin Form bewegterPunkteauf einemCRT-Monitor dargeboten.DieBahnenwarenzeitlich durch ein variablesISI getrennt.Untersuchtwurde der EinflußeinesörtlichenVersatzes(1.5Winkelgrad).Die Vpn hattenin einer2IFC-Prozedurdieje-nigeBahnzuwählen,welcheim Uhrzeigersinnweiterfortgeschrittenwar. Die Versuchs-personenwurdendaraufhingewiesen,daßausschließlichdiePräzisionundnichtdieAnt-wortgeschwindigkeit von Wichtigkeit sind.

Das Interstimulusintervall scheintauf die DiskriminationsleistungkeineAuswirkungenzu haben.Es ergibt sich einekonsistenteVerschlechterungder Diskriminationsleistunginfolge desörtlichenVersatzes.Um die GrößenordnungdesEinflußesdesörtlichenVer-satzeszu ermessen,wurdedie Diskriminationsleistungfür eineHauptrichtungund eineobliqueRichtunggemessen(Oblique-Effekt). Die Verschlechterungder Schwelleergabsichfür beideRichtungen.Die Datenlegennahe,daßdie Enkodierungvon Richtungsin-formation nicht unabhängigvon einer örtlichen Modulation der damit verbundenenObjekte ist.

Andererseitsergibt sichausderUnabhängigkeit derDiskriminationsleistungvom Inter-stimulusintervall, daßdie Enkodierungvon Stimulus1 überdie Zeit nicht in ihrer Quali-tät abnimmt.Die Ortsvarianzlegt denSchlußnahe,daßauf einerrelativ frühenStufedervisuellenVerarbeitung(ca.300 ms) Richtungs-und Bewegungsinformationnicht unab-hängigvoneinanderrepräsentiertsind.EswurdekeinEinflußeinerKapazitätslimitierungdesspatiotemporalenGedächtnissesauf die Diskriminationsleistungfestgestellt:Mögli-cherweisesind geradeBahnenso einfachzu kodieren,daßeineRessourcenlimitierungauf früherStufefolgenlosbleibt.FürdieseAnnahmesprichtdieZeitinvarianzderDiskri-minationsleistung.Esbleibt zu untersuchen,ob sichbei reduzierterBahndauerundkom-plexerenBewegungsmusterneineKapazitätslimitierungeinerfrühenSpeicherstufeaus-wirkt.


BEWEGUNG 5

Bewegungswahrnehmung im skotopischen System

H. Mayser, T. Eckle, D.I. Braun, K.R. Gegenfurtner & L.T . Sharpe

Universitäts-Augenklinik, Tübingen

Die Sensitivität für die Bewegungsrichtungbei skotopischenBeleuchtungsstärkenwurdemit verschiedenenpsychophysischenAufgabenuntersucht.Auch wenndie räumlichenund zeitlichenEigenschaftender Mechanismen,die demphotopischenSehenzugrundeliegenausführlichuntersuchtwurden,ist wenigüberderenEigenschaftenbezüglichderBewegungswahrnehmung bekannt.

Schwellenwurdenfür Reizdetektion,Erkennender OrientierungdesReizmustersundErkennenderBewegungsrichtungeinesReizmustersmit einemGitter von 1 PeriodeproGradbei Geschwindigkeitenvon 0,5bis 32 deg/secbestimmt.Die 2 Gradim Durchmes-sergroßen,rundenReizarealewurdenbeieinerhorizontalenExzentrizitätvon4 Gradfür500 ms präsentiert.Schwellenwurdenebenfalls gemessenfür die DetektionkohärenterBewegung in Zufallspunkt-Kinematogrammen.Die Probandenbetrachtetendie Reizejeweils sowohl unterphotopischenBedingungen(Helligkeit ca.2,8 log skotopischetro-lands)als auchdurch4 Neutraldichtefilter, die die retinaleBeleuchtungsstärke von 1,8log skotopischetrolandsauf –1,2 log skotopischetrolandsin Schrittenvon 1 log redu-zierten.

Die Empfindlichkeitenfür dasWahrnehmenvonBewegungunddasErkennenderBewe-gungsrichtungwaren für alle Beleuchtungsstufenund für alle Reizgeschwindigkeitennahezuidentischundnahmenbei geringerenBeleuchtungsstufenab. Die Reizgeschwin-digkeit, für die die höchsteEmpfindlichkeit bestandlag bei photopischenBedingungenzwischen5 und10 Grad/secundsankauf 1 – 2 Grad/secbei –1,2log skotopischentro-lands.Die Schwellenfür dieDetektionkohärenterBewegung,welchehauptsächlichvomSignal-Rausch-VerhältnisderPunkteabhängen,wurdenvon derretinalenBeleuchtungs-stärke nicht beeinflußt.

Die Empfindlichkeit für das Erkennender Bewegungsrichtungist unter skotopischenBedingungengeringerals unter photopischen;aberdie Empfindlichkeitsverminderungscheintvollständigdurchdie geringereSichtbarkeit desReizesbedingtzu sein.Eswur-denunterdengetestetenBedingungenkeineisoliertenDefizite für die VerarbeitungdesskotopischenBewegungssehensgefunden.Diesdecktsichmit physiologischenErgebnis-sen,die auf eine Weiterleitungvon Zapfensignalenan dasmagnozelluläregenikuläreSystem als wesentlichem Bestandteil der Bahnen für das Bewegungsehen hinweisen.


BEWEGUNG 6

Geschwindigkeitssensitive Mechanismen bei dermenschlichen Bewegungswahrnehmung

Tobias E. Reisbeck & Karl R. Gegenfurtner


Die neuronalenMechanismenzur Verarbeitungvon Bewegungsrichtungsindschonsehrgenaucharakterisiert.WeitgehendungeklärtsindjedochnochdieneuronalenGrundlagender Geschwindigkeitswahrnehmung.Wir untersuchten,ob es selektive Mechanismengibt, die für die Ermittlung der Objektgeschwindigkeit verantwortlich sind.

DazuwurdenzweidimensionaleUnterscheidungskonturenin derEbene,die durchOrts-und Zeitfrequenzaufgespanntwird, bestimmt.Die Form dieserKonturengibt darüberAufschluß,ob in derBewegungswahrnehmunggeschwindigkeitssensitive MechanismenoderseparableMechanismenbezüglichOrts-undZeitfrequenzrealisiertsind.Versuchs-personenwurden4 Reizedargeboten,vondenendrei (Standards)dieselbeOrts-undZeit-frequenzaufwiesenundeinersich in einembestimmtenVerhältnisvon Orts-zu Zeitfre-quenz(Test) von den Standardsunterschied.Die Versuchspersonenmußtenangeben,welches der Testreiz war.

Die SchwellenkonturenwarendeutlichentlangeinerAchsekonstanterGeschwindigkeitausgerichtet.Dasist einesystematischeundsignifikanteAbweichungvonderVorhersagefür separableMechanismenbezüglichOrts- undZeitfrequenz.Um die verantwortlichenMechanismenzu isolieren,wurden zwei Arten von Rauschenzu den Standardreizenaddiert:zum einenentlangeiner AchsekonstanterGeschwindigkeit und zum anderenentlangeinerdazusenkrechtenAchse.Die Rauschamplitudein BezugaufOrts-undZeit-frequenzwar in beidenFällengleich.Im erstenFall kameszueinerdeutlichenVerlänge-rungderKonturentlangderAchsekonstanterGeschwindigkeit, im anderenFall kameszu einem allgemeinenAnstieg der Unterscheidungsschwellen.Dies bedeutet,daß esMechanismen gibt, die selektiv Information über die Geschwindigkeit extrahieren.


BEWEGUNG 7

Einfluß der Größe bekannter Objekteauf Geschwindigkeitskonstanz

Hartwig K. Distler & Karl R. Gegenfurtner


Geschwindigkeitskonstanzist die Fähigkeit desMenschen,die physikalischeGeschwin-digkeit vonObjekten,diesichin unterschiedlicherEntfernungvomBeobachterbewegen,korrekteinzuschätzen.Esist bekannt,daßdie GrößederObjekteeinensehrstarkenEin-fluß auf die wahrgenommeneGeschwindigkeit ausübt.In unseremerstenExperimenthabenwir unter Verwendungvon bekanntenObjektenden Einfluß der Größeauf dieGeschwindigkeitskonstanzgenaueruntersucht.Im zweitenExperimenthabenwir gete-stet, inwieweit Vorwissenüber die Geschwindigkeit und Größeder Objekteim Alltag(Auto versus Lkw) in die Einschätzung ihrer Geschwindigkeit einbezogen wird.

In einem 2-AFC Paradigmawurden Versuchspersonen3D-Computer-Grafikmodellezweier Fahrzeugepräsentiert,die links und rechts von der Bildschirmmitte versetztwarenundsichin RichtungderBildschirmmittebewegten.Die beidenFahrzeugewurdenfür eine Sekundeauf einer zylinderförmigenGroßbildleinwand (Durchmesser:7 m,Höhe:3.15 m) mit einemGesichtsfeldvon 180x50Graddargestellt.Aufgabeder Ver-suchspersonenwar es zu entscheiden,welchesder beidenFahrzeugeschnellerfährt.DabeiwurdeeinesdieserbeidenFahrzeuge,dasStandard-Fahrzeug,währendeinesjedenVersuchsdurchgangesin einersimuliertenBeobachter-ObjektEntfernungvon 20 m dar-gestelltundbewegtesichmit einerkonstantenGeschwindigkeit von3.0m/s(10.8km/h).Die Test-Fahrzeugewurden in drei Entfernungen(10, 20 und 40 m) präsentiert.IhreGeschwindigkeit wurdemittelseinesadaptivenSchwellenverfahrensbestimmt.Im erstenExperimentwurdenTest-FahrzeugevomgleichenTyp in drei verschiedenenGrößen(50,100und200%GrößedesStandards)verwendet.Im zweitenExperimentwurdendreiver-schiedeneTest-Fahrzeugeeingesetzt:ein Auto normalerGröße,ein Lkw (280%Größedes Standards) und einen übergroßes Auto in der Größe des Lkw.

Bei gleicherEntfernungzweierFahrzeugebeträgtdie wahrgenommeneGeschwindigkeiteinesdoppeltsogroßenFahrzeuges88%derGeschwindigkeit einesFahrzeugesnorma-ler Größe(10m:86%,20m:86%,40m:92%).Bei halberGrößedesFahrzeugesbeträgtdieGeschwindigkeit 126%(10m:125%,20m:124%,40m:128%).Die wahrgenommeneGeschwindigkeit desLkw liegt bei 86% der Geschwindigkeit desnormalgroßenFahr-zeuges,währenddie wahrgenommeneGeschwindigkeit desübergroßenFahrzeuges72%der Geschwindigkeit des normal großen Fahrzeuges beträgt.

Die Größe von Objekten übt unabhängigvon der Entfernungder Objekte auch beibekanntenObjekteneinensehrstarkenEinflußaufdiewahrgenommeneGeschwindigkeitaus.Jegrößerein Objekt ist, destolangsamerwird eswahrgenommen.WeiterhinwirdaberauchVorwissenüberGeschwindigkeit und GrößedesObjektesim Alltag bei derEinschätzungseinerGeschwindigkeit berücksichtigt,da ein Lkw schnellerals ein Autogleicher Größe wahrgenommen wird.


BEWEGUNG 8

Global tau reexamined: Image based strategies suffice to explain time-to-passage judgments

D. Kerzel, N.-G. Kim & H. Hecht

Max-Planck-Institut für psychologische Forschung, München

Thetime until anobjectpassesanobserver is optically specifiedby globaltau,a variablethat operateson the expansionrateof the anglesubtendedby an object relative to theobserver’s direction of movement(track vector).Kaiser and Mowafy (1993) providedevidencefor observers sensitivity to global tau in an environmentconsistingof a 3-Dcloudof point-lights.Thepresentstudyre-examinedseveral factorsthatarerelevant forthe extractionof global tau, in particulardensityof the flow field andthe placementoftargetsrelative to thetrackvector. A relative judgmenttaskthatinvolvedtime-to-passage(TTP) judgmentswasemployed. Surprisingly, performancedeterioratedlittle whenthestimuluswasreducedto only two dots.For all flow-field densities,thesymmetryof targeteccentricitywasthebestpredictorof judgmentaccuracy. It is concludedthatrelativeTTPjudgmentsare not basedon global tau information but ratheron simpler imagebasedstrategies.


BEWEGUNG 9

Neuronale Grundlagen der Wahrnehmungoptischer Flußfelder

Markus Lappe & Charles J. Duffy

Allgemeine Zoologie und Neurobiologie, Ruhr Universität Bochum

Als optischesFlußfeldbezeichnetmandasglobaleoptischeBewegungsmuster, dasaufder Netzhauteinessich bewegendenBeobachtersabgebildetwird. Aus dem optischenFlußfeldlassensichwichtigeBewegungsgrößendesBeobachters,z.B. die RichtungderEigenbewegungim Raum,bestimmen.Diesewird bei rein geradlinigerBewegungdurchdie Lagedes“Expansionszentrums”desdabeientstehendenradialenoptischenFlußfel-desangezeigt.Um die neuronalenGrundlagender VerarbeitungoptischerFlußfelderzuverstehen,habenwir eineWahrnehmungstäuschunguntersucht,bei der die LagediesesExpansionszentrumsals verschobenwahrgenommenwird. Diese Täuschungentsteht,wenndasoptischeFlußfeldvon einemtransparentengleichförmigenBewegungsmusterüberlagert wird (Duffy & Wurtz, Vision Research, 1993).

Aus neurophysiologischenExperimentenist bekannt,daßNeuronenim Areal MST desRhesusaffen selektiv auf die Lagedes“Expansionsfokus”reagieren.Ihre Antworteigen-schaftenlassensich zu einerSelektivitätskurve zusammenfassen,die die ÄnderungderFeuerratein Abhängigkeit der Lage des Expansionszentrumsbeschreibt.Analog desWahrnehmungseffektessollte sich dieseSelektivitätskurve verschieben.Bei Darbietungder illusionärenFlußfeldreizezeigtedie Selektivitätskurve jedochkeine Verschiebung,die direkt der beschriebenenWahrnehmungstäuschungentsprechenwürde. Um diesewidersprüchlicherscheinendenBefundezu verstehen,habenwir ComputersimulationeneinesbereitsfrüherentwickeltenneuronalenModellsderFlußfeldverarbeitungdurchge-führt, dasdie psychophysischenErgebnissereproduzierte(Lappe& Rauschecker, VisionResearch1995).DiesesModell schlägteinePopulationskodierungderEigenbewegungs-richtungdurchflußfeldsensitive MST Neuronenvor. Wir habennun die Antworteigen-schafteneinzelnerModellneuronenanalysiertunddarauseineVorhersageabgeleitet,diewir in neurophysiologischenExperimentenanwachenRhesusaffen im Areal MST über-prüft haben.EinzelneModellneuronezeigenanstelleeinerVerschiebung einegraduelleVerdrehungihrerSelektivitätskurve.Die wahrgenommeneVerschiebungdesExpansions-fokuswird erstauf Populationsebeneerreicht.Die VorhersagederÄnderungenauf Ein-zelzellebene stimmt gut mit den Ergebnissen aus Area MST überein.

UnsereErgebnissezeigen,daßdieWahrnehmungoptischerFlußfeldervonNeuronendesArealsMST in Form einerPopulationskodierungvermitteltwerdenkann.Dabeikönnenauf PopulationsebeneeigenständigeWahrnehmungseffekte entstehen,die auf Einzelzel-lebene nicht oder noch nicht vollständig ausgebildet sind.


BEWEGUNG 10

Asymmetrie der Anterior-Posterior-Bewegungswahrnehmung

Thomas Probst, Kai V. Thilo & Michael A. Gr esty

Institut für Psychologie I, RWTH Aachen

Untersuchungender elektrophysiologischenReizantwort durch Ganzkörperkippungenum die interauraley-Achse nach vorne-unten(“pitch-down”) bzw. nach hinten-unten(“pitch-up”) haben folgende Asymmetrien hervorgebracht:

Drehungennachvorne-untenresultierenin einertonischenNegativierung,derenVerlaufrechtgut derPositionsvorgabeentspricht,währendDrehungennachhinten-untenphasi-scheNegativierungenhervorbringen,die in ihrem Verlauf dem GeschwindigkeitsprofilderBewegunggleichkommen(Probstet al., 1995).Die Vermutung,daßdie UrsachefürdieseAsymmetrieim Utriculus zu suchenist, wurde durch WiederholungdesExperi-mentesunter Schwerelosigkeit nahegelegt, da hier ohne OtolithenbeteiligungkeineAsymmetrien in der Reizantwort auftraten (Probst et al., 1996).

Die ÜberprüfungdieserHypothesewurdenunaktuelldurchselektive ReizungderUtri-culi auf einemLinear-Schlittendurchgeführt,indemVersuchspersonenmittels psycho-physikalischemauf- undabsteigendenVerfahrenPaarevon Vorwärts-Rückwärts-FahrtenaufUnterschiede(beisymmetrischbeginnenderReizdarbietung)bzw. aufGleichheit(beiasymmetrischbeginnenderReizdarbietung)zu überprüfenhatten.SomatosensorischeAusgangsasymmetriender Versuchsanordnung(z.B. Rückenlehnevs. Bauchgurt)wur-dendurchVerwendungeinesGanzkörper-Druckanzuges(“pressuresuit”) auf ein Mini-mum reduziert.

Folgende Parameter des linearen raised cosine Bewegungsprofils wurden verwendet:

Zwei BasisgeschwindigkeitenvMax1 = 1,5m/sundvMax2 = 0,75m/smit denentsprechen-denBeschleunigungswertenaMax1 = ± 2,36m/s2 (= 0,24g)und aMax2 = ± 1,18m/s2 (=0,12g).Die Bewegungsdauerund die SOA betrugenjeweils 2s. Die Geschwindigkeits-Inkrementebzw. die -DekrementebetrugenI/D1 = 7,5 cm/sund I/D2 = 3,75cm/s.JedesVorwärts-Rückwärts-Paarwurdedreimaldargeboten.Die Reihenfolgedersichergeben-den 16 Bedingungen war randomisiert.

Eine Zweifach-ANOVA mit Meßwiederholungzeigte über die Faktoren “Richtung”(“nach vorne” vs. “nach hinten”, F(1,6) = 16,90,p < 0,0063)und “Geschwindigkeit”(“hoch (1,5m/s)”vs. “niedrig (0,75m/s)”,F(1,6)= 104,49,p < 0,0001)hochsignifikanteHaupteffekte ohneInteraktionspotential(F(1,6)= 0,7, p < 0,805).Die potentiellmögli-chenFaktoren“aufsteigend”vs. “absteigend”sowie “gleich beginnend” vs. “ungleichbeginnend”wurden,obwohl sieexperimentellseparatgeprüftwordensind,bei derAna-lyse unberücksichtigt gelassen, da sie a priori interagieren.

Die Ergebnissewerden vor dem Hintergrund der bisherigenelektrophysiologischenUntersuchungen erörtert.

Probst et al. (1995), Journal of Vestibular Research 5 (4), 253-263Probst et al. (1996), Aviat. Space Environ. Med 67, 633-639


BEWEGUNG 11

Headingbackwards: WahrgenommeneBewegungsrichtunginexpandierenden und kontrahierenden optischen Flußfeldern

Heiko Hecht & Dirk K erzel

ZiF der Universität Bielefeld

Beobachter, die sich in Bewegungbefinden,sind mit beachtlicherPräzisiondazuin derLage,dieRichtungihrerEigenbewegung(heading)zuschätzen.SeitGibson(1950)wirdvermutet,daßdieserFähigkeit eineoptischeFlußfeldanalysezugrundeliegt. Wir unter-suchtendieHypothese,obnichtvielmehreineeinfacheBewegungsextrapolationvonein-zelnenBildpunktenfür eineVerhaltenserklärunghinreicht.Da herkömmlicheempirischeÜberprüfungsversuchenicht zureichendzwischen diesen Erklärungenunterscheidenkönnen, haben wir uns die informationstheoretischeÄquivalenz von heading undbacking(bei RückwärtsbewegungdesBeobachters)zunutzegemacht.Bei NutzungeinerFlußfeldanalysemüßtenheading-undbacking-Urteilegleichgut sein,oderwegenman-gelnderÜbung dasheadingüberlegensein.VerwendetmanjedocheineExtrapolations-strategie, ist dasErschließendesFokussesderExpansion/KontraktiondesFlußfeldesbeiheading weitaus schwieriger als bei backing.

OptischeFlußfelderwurden auf einer Silicon GraphicsIndigo2 simuliert. Probandenbeurteiltendie Richtungder simuliertenEigenbewegung (heading)in Bezugauf eineReferenzmarke in einem 2AFC Paradigma.

Backing-Urteilesind insbesonderedannüberlegen,wennnaheliegendeExtrapolations-strategien besondersleicht verfügbarsind, etwa bei raschenBewegungenund geringerKomplexität desSehfeldes.Wird Extrapolationgezieltunterbunden,z. B. durchkurvigeBewegungstrajektorien, verschwindet dieser Vorteil.

Flußfeldanalyseist nichtdieStrategiederWahldesvisuellenSystems,sondernhöchstenseine Methode für Notfälle.


BEWEGUNG 12

Dynamics of Heading Detection from Retinal Flow

Antje Grigo & Markus Lappe

Dept. Zoology and Neurobiology, Ruhr University Bochum

Self-movement through a structuredenvironment inducesa global pattern of visualmotion on the retinaof a moving observer. This motion patternis termedretinal flow.When the observer’s movement is accompaniedby eye movements,the retinal flowbecomesvery complex. Ever sincethework of Gibson(1950)thequestionhasbeendis-cussedwhetherit is possibleto determineone’s movementdirection (heading)simplyfrom the retinal flow without considering other sensory information.

We asked humansubjectsto determinetheir headingdirection from a flow field thatariseson the retinaof an observer who approachesa vertical planewhile performingapursuiteye movement.This flow field wassimulatedon a graphicscomputerandpro-jectedona largetangentscreenin front of thesubject.Subjectsviewedthestimulusfor acertaindurationandafterwardshadto indicatetheperceiveddirectionof heading.Previ-oussimilar experimentshadclaimedthatheadingdetectionin this situationwasnot pos-sible (Warren & Hannon 1990).

We found that subjectscanperceive the directionof headingcorrectlyundertwo con-straints:thefield of view hasto belarge(90x90deg) andthestimulusdurationhasto bebrief (<500ms).Surprisingly, with prolongedpresentationdurationssubjectsexhibitedacharacteristicerror. This error suggestsa dynamicalshift of the strategy that is usedbythe visual system to determine heading from retinal flow fields.

Weconcludethatpreviousclaimsof adisabilityof humansubjectsto estimateheadinginthe situationwe presentedaredue to the choiceof stimulusparameters(small field ofview, long presentationtime). Our experimentsshow that humanheadingdetectionis adynamical process in which different strategies are applied at different times.


BEWEGUNG 13

Allocation of Attention in Motion Perception

Kai Kr ope, Masud Husain & Stefan Treue

Cognitive Neuroscience Laboratory, Dept. of Neurology, University of Tübingen

Whensubjectsareaskedto identify a letteror a digit thatis presentedfor about60 milli-secondswithin a streamof otherlettersor digits they performthis taskwith high accu-racy. Whenthey have to identify thesamestimulusanddirectattentiontowardsanotherstimulus which is presentedbefore it, their ability to identify the secondstimulus isimpairedwhenit is presentedwithin severalhundredmsafterthefirst stimulus.After thisperiod,identificationaccuracy is high.Becausethis effect is dependenton theallocationof attentionasit occursonly whenattentionis directedtowardsbothstimuli andbecauseof its briefness it has been called the Attentional Blink (AB).

Onepossibility is that theAB is restrictedto stimuli involving highercognitive process-ing, like letters.To testthis, we usedmoving randomdot patternsasstimuli. They werepresentedusingthe sameRapidSerialPresentation(RSVP)methodemployed in previ-ousstudiesof theAB. Two stimuli weretargetstimuli which hadto be identified,thesewerepresentedwithin a streamof distractorstimuli. The secondtarget appearedafter avariableinterval rangingfrom 100 ms to 1200 ms after the first target. Subjectswereaskedto performtwo-alternative forcedchoicediscriminationsof eitheronly thesecondor bothtargetstimuli. With thisbasicexperimentweaskedif anAB existsin motionpro-cessing.We investigatedfurthertherole of targetqualitiesleadingto anAB andpossibleinterferencebetweendomains(e.g. requiringa colour discriminationon target 1 andamotiontaskon target2). Previousstudiesdemonstratedthat theexistenceof a distractordirectly after eachtarget is critical to producean AB. We investigatedif this is true formotion tasks as well.

We find an AB in our experiments.The correctdiscriminationof the secondtarget wasimpairedwhenit appearedwithin approximately500msof thefirst targetin thoseexper-imentswherethesubjectshadto identify bothtargets.Justlike previousstudieswith sta-tionary lettersor digits we wereableto show that the first distractorafter eachtarget isboth necessaryandsufficient to createan AB. Therefore,the effect in our experimentssharesall known characteristicsof theearlierexperiments.Theseresultssuggestthat theeffect obtainedin our studiesis dueto thesamephenomenonasin thestudiesusinglet-ters and digits.

Our resultsdemonstratethatallocationof attentioncanstronglymodulatethesubsequentprocessionof motionstimuli. Therefore,theAB is not limited to higherstagesof cogni-tion like letterandnumberidentificationbut canoccurin earlystagesof visual informa-tion processing.This is in agreementwith physiologicalstudiesfrom our laboratorydem-onstratingattentionalmodulationof visualmotionprocessingin earlyextrastriatevisualcortex.


BEWEGUNG 14

Attention Incr eases Responses of Direction-Selective Neuronsbut does not Sharpen their Tuning Curves

Julio César Martinez & Stefan Treue


We recordedfrom directionselective neuronsin areaMT andadjacentareasin thesupe-rior temporalsulcusof a macaquemonkey to investigatetheinfluenceof attentionon thetuningpropertiesto visualmotionsignals.Themonkey wastrainedto attendto amovingrandomdotpattern(thetarget)in thepresenceof anothermoving randomdotpattern(thedistractor)while maintainingfixation on a stationaryfixation cross.In oneexperimentalconditionthe target appearedinsidethe receptive field andthe distractorappearedout-side. In the other condition the target appearedoutsidewhile the distractorappearedinsidethe receptive field. The target could move in oneof twelve directions.We deter-minedthecellstuningcurvewith attentioninsideandwith attentionoutsidethereceptivefield by fitting the responsesto the twelve directionsof motion presentedinside thereceptive field with a Gaussianfunction.Note that this comparisonis basedon identicalsensorystimulation.Any responsedifferencethereforereflectstheinfluenceof attention.For the majority of the cells the responseto the preferreddirectionwasstronger(~10-20%)whenthemonkey attendedinsideof thereceptivefield but we foundnodifferencesin tuning width. The enhancementof the responseto the preferreddirection becamestronger as the trial progressed.

Our resultsconfirmpreviousreportsthatmoving attentionaway from thereceptive fieldwill reducea neuron’s responseto thepreferredstimulusinsidethereceptive field (Treue& Maunsell,1996).Our resultsarein disagreementwith a reportof attentionnarrowingorientationandcolor tuningcurvesof V4 neurons(Spitzer, DesimoneandMoran,1988)but arein agreementwith anotherstudyfindingnochangein tuningwidth in V4 (McAd-amsand Maunsell,1996).Our dataalso suggestan increasingeffect of attentionwithtime making the cell more and more responsive to the preferreddirection the longerattention is directed into the receptive field.


BEWEGUNG 15

Transparent Motion at Acute Angles Resultsin Single-Lobed Neural Activity Profiles

Kar el Hol & Stefan Treue


We recordeddirection-selective single-andmulti-unit activities from themiddle tempo-ral (MT) andadjacentareasin the superiortemporalsulcusof a macaqueperformingafixation task.Randomdot patternsmoving at thecells’ preferredspeedswerepresentedinsidethereceptive fields.Thepatternsconsistedeitherof onegroupof dots(SM) mov-ing coherentlyin thesamedirection,or of two groupsof dotsmoving at anangleof 30,60, 90 or 120deg relative to eachother(TM). We determinedthetuningcurvesto thesestimuli: thedatawasfittedusingthesumof two equalGaussianshaving differentcentersaccordingto a simplelinearsummationmodel.This modelhypothesizesthatpopulationresponsesto two simultaneouspatternsarethesumof theresponsesto theindividualpat-terns(two equalGaussianscenteredat thedirectionsof thetwo patterns).Themodelpre-dicts that two peakswill appearwhenthe interstimulusangleis larger thantheneurons’bandwidth.If this predictionis correct,it would meanthat the visual systemcould notrely on the peak-to-peakseparationin the neuronalresponseprofile for recovering thedirectionsof motionin transparentpatternsmoving atacuteangles,but ratherwouldhaveto use the overall shape of the activity profile.

The tuning bandwidthfor SM averagedabout 90 deg, in line with previous studies.Responseprofilesto TM couldbewell fittedby ourmodel,but themodelslightly overes-timatesthe width of the actualactivity profile andslightly underestimatespeak-to-peakseparations,suggestingthe presenceof someamountof lateral inhibition. In agreementwith a predictionof our modelTM responseprofileswerewith few exceptionssingle-lobedaslongastheanglebetweenthetwo directionsdid notexceedthebandwidthof thetuningto theSM, i.e. about90 deg. It is thusimpossibleto recover thecomponentdirec-tionsin TM containingacuteanglesfrom distinctpeaksin thepopulationactivity. Ratherit requiresa computationthat takestheoverall shapeof theactivity profile into account.Thevisualsystemis facedwith theproblemthat thebroadactivity profileswe observedfor TM could have beenevoked by variouspatternswith differentnumbersof directioncomponents,which is alsopredictedby themodel.This suggeststhatit shouldbeunableto distinguishbetweensuchmetamericpatterns,ahypothesisweaddressin theaccompa-nying abstract (Rauber & Treue).


BEWEGUNG 16

Misperceptions when Recovering the Directions in Transparent Motion

Hans-Jürgen Rauber & Stefan Treue


The populationof direction-selective cells in primate visual cortex doesnot seemtoencodethedirectionsof motionof two transparentlymoving patternswith two separablepeaksin the populationactivity when the directionsform an acuteangle (seeHol &Treue, this volume).

We hypothesize,thatgiven this absenceof two peaksthevisual systemusestheoverallshapeof the activity curve to recover the directional components.Such an approachwould make thesystemsusceptibleto metamers,i. e.physically differentstimuli thatarephysiologicallyor perceptuallyindistinguishable.With theaidof asimplelinearsumma-tion model that can account for our physiological findings we constructedsuchmetamericstimuli by combiningeither 2, 3, or 5 directionsof motion. The 2-patterndirectionsmovedat ±40 deg, the3-patterndirectionsat ±50 deg and0 deg (horizontal),andthe 5-patterndirectionsmoved at ±50 deg, ±30 deg, and0 deg. All stimuli hadthesametotal numberof dotsandthenumberof dotsperdirectionwerechosensuchthat inthemodelanalmostidenticalsingle-peakedactivity profile would result.With eccentricfixation, subjectshadto report the numberof perceived directions.In a secondexperi-mentwe addedtwo 2-patternstimuli (±30 deg and±50 deg) that werenot metamerstotheotherthreestimuli andthesubjectshadto reporttheupwarddirectioncomponentforeachof themoving patterns.Note that the±50 deg stimuluscontainedthesamecompo-nentsasthe3 and5-patternpatterns.Finally werepeatedthesecondexperimentwith col-oredpatterns.The patternsmoving up andthe onesmoving down consistedof red dotswhile the pattern moving horizontally consisted of green dots.

Reportingthe numberof perceived directions,subjectsexperiencedthe multi- andbidi-rectionalmetamersmostoftenasbidirectional.Estimatingtheupwarddirectionin thebi-andmultidirectionalpatterns,they reportedthesamedirectionsfor all patternsthatweremetamersin our modelandperceived differentdirectionsfor the ±30 deg and±50 degstimuli. The same results were found with the color-coded patterns.

Our resultsshow that metamericstimuli indeedexist andsuggestthat the brain createsthe perceptionof the smallestnumberof directionsthat would evoke the populationactivity ratherthan being able to recover the physical directions.This holds true evenwhen different directions have different colors.


BEWEGUNG 17

Der Einfluß mehrerer Bewegungsrichtungenauf den Bewegungsnacheffekt

Dieter Heller, Joseph Krummenacher & Uta Bösch

Institut für Psychologie, RWTH Aachen

Betrachtetmanfür einigeZeit ein Stimulusmuster, dassich in einebestimmteRichtungbewegt, nimmt man bei anschließenderBetrachtungeines stationärenMusters einescheinbareBewegung in die Gegenrichtungwar. DieserBewegungsnacheffekt (motionaftereffect;MAE) variiert in Abhängigkeit vomdargebotenenStimulusdeutlich.Sower-denbeisichumihrenMittelpunktdrehendenSpiralenlängereNacheffektebeobachtetalsbeisichhorizontalodervertikalbewegendenMusternausschwarzenundweissenBalken(sog.Wasserfallmustern).DieserUnterschiedkannhypothetischauf verschiedeneUrsa-chen zurückgeführtwerden: Währendsich das Balkenmusterin nur eine Richtungbewegt, könnenbei der Spiralegleichzeitigzwei Bewegungenwahrgenommenwerden,nämlich eine Ausdehnungund eine Bewegung in die Tiefe. Aus dieserTatsachekannjedochnicht die Annahmeabgeleitetwerden,daßdie WahrnehmungmehrererBewegun-genin verschiedeneRichtungendie DauerdesMAE beeinflußt.Dementsprechendstelltsich Frage,ob die MAE-Dauernbei Wasserfall- und SpiralmusterneinenquantitativenodereinenqualitativenUnterschiedreflektieren.Wir untersuchtendiesesProblemin denfolgenden Experimenten.

In Experiment1 wurdeein auszwei SegmentenbestehendesWasserfallmusterdargebo-ten,wobeisichdie beidenSegmenteentwederin dieselbeoderaberin entgegengesetzteRichtungenbewegten. Die Ergebnissezeigten einen hoch signifikantenAnstieg derMAE-Dauer bei zwei relativ zu einer Bewegungsrichtung.DiesesErgebniswird alserster, starker Hinweisauf die BedeutungderAnzahlwahrgenommenerBewegungsrich-tungen für verlängerte Nacheffekte angesehen.

Experiment2 untersuchtedie AuswirkungeneinerweiterenErhöhungderAnzahlBewe-gungsrichtungenauf drei und vier. Der Vergleich der Bedingungenmit einerund zweiBewegungsrichtungenzeigtdieselbenErgebnissewie in Experiment1. Wird die AnzahlderBewegungsrichtungenauf drei bzw. vier erhöht,steigtzwar die MAE-Dauerweiter-hin an,die GrößedesrelativenZuwachsesverkleinertsichallerdings,wobeidiesegerin-gere Zunahme möglicherweise auf Orientierungsselektivitätseffekte zurückzuführen ist.

Zusammenfassendlegendie ErgebnissenunsererExperimentedenSchlußnahe,daßdieAnzahl der Bewegungsrichtungendie MAE-Dauerentscheidendbeeinflußt;von einemqualitativen Unterschied zwischen Spiral- und Wasserfallvorlagen ist nicht auszugehen.

Postersitzung:Aufmerksamkeit

60 Postersitzung: Aufmerksamkeit

AUFMERKSAMKEIT 1

Zusammenwirken von verschiedenen Interferenzen in Wahl-Reaktionsaufgaben auf visuelle Muster

Edmund Wascher

Klinische & Physiologische Psychologie, Universität Tübingen

Eine Reihevon StörfaktorenkannmanuelleReaktionenin visuellenParadigmenbeein-flussen.Dabei kann, nachgängigenTheorien,die InterferenzzwischenverschiedenenDimensioneneines Reizesoder zwischenReiz- und Reaktionsparameternauftreten.DiesebeidenKonfliktartenfindennachKornblumet al. (1997)in strengseriellerWeise,unabhängigvoneinanderstatt.Beleg dafür sind DatenausParadigmen,welchedie ver-schiedenen Konfliktarten miteinander kombinieren.

In dervorliegendenArbeit wurdenzwei klassischeKonfliktparadigmen(räumlicheReiz-Reaktionskompatibilität = Simon-Effekt; Flankierreizkompatibilität = Eriksen-Effekt)miteinanderkombiniert.ZusätzlichzurReaktionszeitmessungwurdenereigniskorrelierteLateralisierungenim EEGüberweitenKortexarealengemessenundReaktionszeitvertei-lungen analysiert.

WennaufgabenrelevanteEigenschafteneineszu lokalisierendenReizesmit umgebendenReizenübereinstimmten,sokameszueinerVerkürzungderLatenzenokzipitalerLatera-lisierungenund zu einerVerkürzungvon Reaktionszeitenin vergleichbarerGröße.DesweiterenkonnteeszuVerlangsamungvonReaktionenkommen,wennderZielreizweiteranalysiertwerdenmußte,abervon anderenReizenumgebenwar, welchebezüglichdergefordertenReaktionwidersprüchlicheInformationenbeinhalteten.DieserProzeßwarmit keinemsoklarenEffekt im EEGverbundenundnahmmit derLängederReaktions-zeit zu. Drittens,wenndie Reaktionsseitemit derSeitederDarbietungdesentscheiden-denReizesübereinstimmte,so kam eszu einerVerkürzungder Reaktionszeit.Im EEGfand sich für dieseBedingungeneine sehr früh beginnendeReaktionsvorbereitunginForm eineslateralisiertenBereitschaftspotentials.Die Tatsache,daß dieserEffekt mitzunehmenderReaktionszeitabnahmläßt den Schlußzu, daß es sich dabei um einenErleichterungseffekt handelt.

Es fandensich somit Belege für drei voneinandergetrennteEbenender Interferenz:a)perzeptuell,b) Interferenzvon Reizcodes,undc) Interferenzvon Reiz-undReaktionsdi-mensionen.Die InterferenzenaufdendreiEbenenzeigenjeweilscharakteristischeReak-tionszeitverteilungenund spezifischeZusammenhängemit physiologischenParametern.Währendb und c miteinanderinteragieren,scheintperzeptuelleInterferenztatsächlichseriell, vor der weiteren Verarbeitung stattzufinden.

Postersitzung: Aufmerksamkeit 61

AUFMERKSAMKEIT 2

Gerichtete visuelle Aufmerksamkeit beeinflußt diewahrgenommene Dauer kurzer Reize

Stefan Mattes & Rolf Ulrich

Psychologisches Institut, Bergische Universität - GH Wuppertal

Die oft nachgewieseneVerbesserungderWahrnehmungsleistungbeigerichtetervisuellerAufmerksamkeit könntedamiterklärtwerden,daßdie VerarbeitungsrateunterAufmerk-samkeit erhöhtist. UnteranderemsolltedadurchauchderWahrnehmungsvorgangin kür-zererZeit ablaufen(Stelmach,Herdman& McNeil, 1994,JEP:HPP).Hierausfolgt, daßdiewahrgenommeneDauereinesvisuellenReizes,aufdendieAufmerksamkeit gerichtetist, kürzer sein sollte. Anderseitshat die Forschungzur ZeitwahrnehmungkonsistenteinenpositivenZusammenhangzwischenAufmerksamkeit für Zeitschätzungundwahr-genommenerDauergezeigt.In denhier vorgestelltenExperimentenwurdemittels Hin-weisreiztechnikuntersucht,obgerichtetevisuelleAufmerksamkeit ebenfallseineVerlän-gerungderwahrgenommenenDauerbewirkt, oderobeszueinerVerkürzungkommt,wiees die Hypothese einer erhöhten Verarbeitungsrate nahelegt.

In zwei Experimentenwurdeauf einemBildschirm eineschwarzeScheibeim Abstandvon 3.6Gradlinks oderrechtsvon einemzentralenFixationspunktdargeboten.Ein Hin-weisreizkündigtevorabdiewahrscheinlichereDarbietungsseiteanunddieAufmerksam-keit sollteauf dieseSeitegelenktwerdenohnedabeiAugenbewegungenauszuführen.InExperiment1 wurdenzwei Reizdauernverwendet,die erste200 ms, die zweite kaumunterscheidbarlänger, und die Versuchspersonenmußtendie wahrgenommeneDauerjedesReizesauf einerRatingskalaeinschätzen.In Experiment2 wurdein jedemDurch-gangeinStandardreizdargeboten(100msoder300ms),demeinvariablerVergleichsreizfolgte (links oderrechts).Es mußtebeurteiltwerden,ob der Vergleichsreizlängeroderkürzer als der Standardwar. Der Punkt subjektiver Gleichheit und die Unterschieds-schwellewurden als Maße für wahrgenommeneDauer bzw. Diskriminationsleistungbestimmt.

In beidenExperimentenwar die wahrgenommeneDauerder Reizelänger, wennsie ander vom HinweisreizangekündigtenStelledargebotenwurden.Die Diskriminationslei-stungwar jedochfür ReizeanderunerwartetenStellegenausogut wie für Reizeandererwarteten Stelle.

Die Verlängerungder wahrgenommenenDauerdurchgerichtetevisuelleAufmerksam-keit sprichtgegendieHypothese,daßeinehöhereVerarbeitungsratedenWahrnehmungs-vorgangunddamitdie wahrgenommeneDauerverkürzt.Der Effekt stimmtgenerellmitdemin DoppelaufgabengefundenenEffekt überein,jedochscheintnicht dieselbeUrsa-chezugrundezu liegen,da in Doppelaufgabendie zeitlicheDiskriminationsleistungbeisinkender Aufmerksamkeit beeinträchtigt wurde.


AUFMERKSAMKEIT 3

Unterschiede in visueller Aufmerksamkeit undAufgabeninterferenz zwischen Männern und Frauenreflektieren Unterschiede in der Gehirnlateralisation

Kyle R. Cave, Heather Davidson & Daniela B. Sellner

Psychology Department, Vanderbilt University, USA

Studienan Neglekt Patientenlassenvermuten,daßjedeHemisphäreeineAufmerksam-keitsverschiebung in die kontralateraleRichtungkontrolliert (Posner, Walker, Friedrich& Rafal, 1987;Arguin & Bub,1993).Die Aktivations-OrientierungsHypothese(Reuter-Lorenz& Kinsbourne,1990)postuliertweiter, daßvisuelleReize,die in einemvisuellenFelderscheinen,die kontralateraleGehirnhälfteaktivierenundsomiteineVerschiebungder Aufmerksamkeit in die kontralateraleRichtungbewirken. Gedächtnisaufgabenwiez.B. Buchstabensequenzenoder Punktkombinationenkönnenebenfalls die linke bzw.rechteHemisphäreaktivieren (Lauber, Jonides,Koeppe,Awe, Schumacher, Smith &Minoshima,1994).Folglich könntenauchdieseAufgabeneinekontralateraleVerschie-bung der Aufmerksamkeit nach sich ziehen.

Lateralitätseffekte wurdengetestet,indem Versuchspersonenkognitive Aufgabenlösensollten,diedie linkebzw. rechteHemisphäreaktivierten.AußerdemwurdendieseAufga-benmit einer räumlichenProbeaufgabekombiniert.Die Versuchspersonenwurdenmiteiner räumlichenGedächtnisaufgabe (Erinnern einer Punkteanordnung)und mit einerverbalenGedächtnisaufgabe(ErinnerneinerBuchstabensequenz)getestet.In Experiment1 war die sekundäreProbeaufgabeeineIdentifizierungvon Zahlenim rechtenundlinkenvisuellenFeld.FürdieweiblichenVersuchspersonenzeigtesichkeinsignifikanterUnter-schiedder relativenGenauigkeit derZahlenidentifikationim rechtenbzw. linkenvisuel-len Feldzwischender räumlichenundverbalenAufgabe.Dagegenwar bei denmännli-chenVersuchspersonendieserUnterschiedsignifikant.Die verbaleAufgabebeeinflußtedie Zahlenwiedergabeim rechtenvisuellenFeld.Ebensobeeinflußtedie räumlicheAuf-gabe die Wiedergabe der Zahlen im linken visuellen Feld.

In einemzweitenExperimentwurdegetestet,ob dieseErgebnisseaufgrundräumlicherAufmerksamkeit oder eines Identifikationsmechanismus für Buchstaben auftraten.

Die Primäraufgabewar identischmit der deserstenExperiments,allerdingswurdedieProbeaufgabeabgeändert.AnstattZahlenzu identifizieren,mußtendieVersuchspersonennun so schnellwie möglich auf ein schwarzesQuadratreagieren,dasin der Peripheriedes Bildschirms erschien.

Die Ergebnissezeigten,daßbei denmännlicheVersuchspersonendie AktivierungeinerHemisphäreeineVerschiebung der Aufmerksamkeit in daskontralateralevisuelleFeldbewirkt. Die Buchstabegedächtnisaufgabebeeinflußtedie Verarbeitungvon Zahlen imrechtenvisuellenFeld.KeinesdieserErgebnissekonntebeidenweiblichenVersuchsper-sonen erzielt werden, was eine geringere Lateralisierung indiziert.


AUFMERKSAMKEIT 4

Responding to visual stimuli with and without awareness

Dirk V orberg, U. Mattler, A. Heinecke, J. Schwarzbach & T. Schmidt

Institut für Psychologie, TU Braunschweig

Stimuli maskedby metacontrastmaybenonreportableyet affect reactionsto otherstim-uli (Fehrer& Raab,1962;Neumann& Klotz, 1994).We studiedthe dynamicsof suchpriming effectsby varying the interstimulusinterval (ISI) betweenthepriming stimulus(‘prime’) andthemaskingstimulus(‘mask’). Left andright pointingarrowswereusedasprimesandmasks.On any trial, primeandmaskpointedto thesame(‘consistent’)or tooppositesides(‘inconsistent’).We studiedpriming by measuringthe effect of prime-mask consistency on RTs to the mask.

Experiment1 studiedsubliminalprimes.For ISIsup to 56ms,primescouldbeidentifiedat chancelevel only. Nevertheless,priming effectswereobtainedwhich increasedwithISI: Choicereactionsto themaskwereslower whenan inconsistentprimeprecededthemask, as compared to a consistent prime.

Do consciouslyperceived primes producedifferent effects?Experiment2 varied thedurationsof prime andmask,in addition to ISI. For shortprimes,prime identificationimproved with ISI (type-A masking;Breitmeyer, 1984). In contrast,long primeswereidentifiedbestat intermediateISIs, yielding u-shapedmaskingfunctions(type-B mask-ing). In spiteof differentmaskingtime-courses,shortandlongprimesproducedthesamepriming effectson RTs to themask.The temporaldynamicsof priming wasidenticaltothat in Experiment 1.

Our resultsshow that metacontrastmaskingpreventsonly the consciousawarenessofvisual stimuli. Masked primesmay initiate and modify motor programswhethertheyreachawarenessor not. We proposea stochasticaccumulatormodelfor the time-courseof masked priming. The model accounts well for both RT and error data.


AUFMERKSAMKEIT 5

Inhibitorische Selektionsprozesse in der visuellen Suche

Adrian von Mühlenen & Hermann J. Müller

Institut für Allgemeine Psychologie der Universität Leipzig

Eine Reihevon Experimentenuntersuchtedie Rolle hemmenderSelektionsprozesseinder visuellenSuche:“Inhibition of Return” (IOR) und “VisuelleMarkierung”. Die auseinerSuchaufgaberesultierendeInhibition von StimulusortenwurdegemessendurchdieeinfacheReaktionszeit(RZ) auf luminanzdefinierteReize(“probe stimuli”), die an derPositioneinesSuchdistraktorspräsentiertwurden(“on-probe”), relativ zu der RZ aufProbe-Stimuli,die aneinerleerenPositionerschienen(“off-probe”). NachKlein (1988)ist IOR in einerseriellenSuchaufgabezu erwarten,abernicht in einerparallelenSuch-aufgabe.UnsereExperimenteergabenkeine Evidenz für IOR in der seriellenSuche,wenndieSuchstimulinachderSuchaufgabenreaktionabruptausgeschaltetwurden.Wur-dendie Suchstimulidagegennicht gelöscht,so zeigtesich ein IOR-artigerEffekt. Aberdieser Effekt verschwand, wenn aufgabenkritische(innere) Teile der Suchstimuligelöschtwurden,währendihre Außenkontursichtbarblieb. Jedochergabensich in allenaktiven - parallelensowie seriellen- Suchaufgaben(überMaskierungseffekte hinausge-hende)Kostenin der RZ auf On-probe-Stimuliam Ort von Suchdistraktorenrelativ zuOff-probe-Stimuli- im Vergleich mit einer Kontrollbedingung,in der dasSuchdisplayeinfachpassiv zu betrachten(nicht abzusuchen)war. Dies weist auf eineparalleleTop-down-Inhibition der Distraktorenin der visuellenSuchehin, die mit der Auswahl einerReaktion assoziiert ist (Visuelle Markierung).


AUFMERKSAMKEIT 6

Lokationsspezifische Targeterwartungen in der visuellen Suche

Wilfried K unde

Psychologisches Institut III, Universität Würzburg

Eswird übervisuelleSuchexperimenteberichtet.Die AufgabederVpn war zu entschei-den,welchervon zwei möglichenTargetbuchstabenin einemSetvon vier konzentrischum einen FixationspunktangeordnetenBuchstabenenthaltenist. Die beidenTargetswareninsgesamtgleichhäufig,ihre räumlicheVerteilungwurdeabersogestaltet,daßjeeinesderbeidenTargetsanzwei dervier möglichenDarbietungslokationenhäufigeralsdasjeweils andereTargetauftrat.In denSuchzeitenzeigtesich,daßaneinemgegebenenDarbietungsortdasjenigeTargetschnellerentdecktwurde,dashier in derVergangenheithäufigerpräsentiertwurde.MankannvoneinemlokationsspezifischenTargethäufigkeits-effekt sprechen (vergl. Miller, 1988).

Drei möglicheEinflußfaktorenauf diesenEffekt wurdenuntersucht:Erstens,führt dashäufigeAuftreteneinesTargetsan einemOrt auchdannzu einerbeschleunigtenReak-tion, wenndasTarget präattentiv entdecktwerdenkann?Zweitens,hängtdie beschleu-nigte WahrnehmungortstypischerTargetsvon der Art der Aufmerksamkeitsausrichtung(endogenvs. exogen)auf denDarbietungsortdesTargetsab?Drittens,wird der Effektdurchdie räumlicheKompatibilitätderaufdasTargeterforderlichenmanuellenReaktionmodifiziert?

Die Ergebnissezeigen,daßein ortstypischesTarget dannnicht beschleunigtentdecktwird, wennfür die TargetentdeckungkeinefokaleAufmerksamkeitsausrichtungauf denOrt desTargetsnotwendigist. Der Effekt ist darüberhinausweitgehendunabhängigvonder Art der Aufmerksamkeitsausrichtungauf denOrt desTargets(endogenvs. exogen)undderräumlichenKompatibilitätderaufdasTargeterforderlichenmanuellenReaktion.

Die Ergebnisselegen nahe,daßperzeptuelleErwartungenbezüglichder an einemOrtauffindbarenReizwirkungenentwickelt werdenkönnen,die die Wahrnehmungerwar-tungskonformerReizeerleichtern.SolcheErwartungenwerdenallerdingserstdannwirk-sam,wenn ein Aufmerksamkeitswechselauf diesenOrt geplantwird. Die Ergebnissewerden vor dem Hintergrund aktueller Theorien visueller Aufmerksamkeit diskutiert.

Miller, J. (1988). Components of the location probability effect in visual search tasks. Journal ofExperimental Psychology: Human Perception and Performance, 14, 453-471.


AUFMERKSAMKEIT 7

Sakkadische Augenbewegungen unter bimodaler Stimulation

Petra Arndt & Hans Colonius

Institut für K ognitionsforschung, Universität Oldenburg

Im allgemeinenwird dem visuellenSystemdie primäreRolle bei der SteuerungvonAugenbewegungenzugeschrieben.Dementsprechendist dasZusammenspielzwischenvisuellenEingängenundderoculomotorischenAntwort einesderbestuntersuchtenBei-spiele sensomotorischerIntegration. Andererseitsaber ist der Einfluß auditorischerSignaleauf die Verarbeitungvisueller Reize schonseit langembekannt,vorwiegenddurch die UntersuchungmanuellerReaktionszeitenauf bimodaleStimulation. Unter-schiedliche Modelle sind zur Erklärung dieser Interaktion herangezogen worden.

In psychophysischenUntersuchungenhabenwir die visuell-auditorischeIntegrationbeiAugenbewegungenunter Anwendungdes focussedattention- Paradigmasuntersucht:Die Versuchspersonist angewiesen,mit einerSakkadeaufdasErscheineneinesvisuellenZielreizeszu reagieren,währendsie den akzessorischenauditorischenReiz ignorierensoll, derin zeitlicherundräumlicherNachbarschaftzumvisuellenReizdargebotenwird.Die Variation der zeitlichen und räumlichenAbständezwischenden Stimuli erlaubtRückschlüsse auf die Mechanismen der visuell-auditorischen Interaktion.

Ähnlich wie bei manuellenReaktionenspiegelt sich Einfluß desauditorischenSystemsauf die Verarbeitungszeitenfür visuelleStimuli in denReaktionszeitender Blickbewe-gungen wider: AkzessorischeauditorischeStimuli können die ReaktionszeitenvonAugenbewegungenauf visuelleZielreizesowohl verkürzen,alsauchverlängern.Hierbeihängtdie Wirkung desauditorischenReizesvon der zeitlichenund räumlichenBezie-hung der beidenStimuli zueinanderab. Die Verkürzungder Reaktionszeitnimmt mitabnehmenderDistanzzwischendenStimuli zu.InsbesonderedieseAbhängigkeit vonderräumlichenBeziehungbelegt, daßder auditorischeReiz nicht als unspezifischerWarn-reiz fungiert.

Es werdenverschiedeneVersioneneines2-stufigenModells vorgestelltund an experi-mentellenDatengeprüft.Die beidenVersionendesModellsentsprechenzwei denkbarenphysiologischenVerarbeitungswegenbei der IntegrationmultisensorischerEingängeimColliculus superior. Eine Modellversionimpliziert, daßdie sogenanntenFixations-Neu-rone,die denBlick auf einembestimmtenPunkthalten,der Angriffspunktder zusätzli-chenauditorischenSignalesind.Die andereVersiongehtdavon aus,daßdie Interaktionausschließlichin denjenigenNervenzellenstattfindet,die die sakkadischenBlickbewe-gungen steuern.


AUFMERKSAMKEIT 8

Lateralised Cortical Activity for Shifts of VisuospatialAttention and Initiating Saccades

Rolf Verleger, Bernd Wauschkuhn, Edmund Wascher, Wolfgang Heide,Mar cel Burk & Detlef Kömpf

Department of Neurology, Medical University of Lübeck,

Saccadesarefastandflexible eye movementsto provide a meansof rapidorientation.Sofar, evidencefor saccade-specificEEG activity hasbeennot convincing. In the presentstudy, prosaccadesandantisaccadeswererequiredasfastresponsesto lateralstimuli inaneasytaskanda hardtask("Simon task").Thecorticalactivity relatedto theprepara-tion andexecutionof saccadeswasinvestigatedwithin theshortinterval betweenstimu-lus-onsetandsaccade,usingthemethodof computingthe lateralisedreadinesspotentialto subtractout activity not relatedto saccades.Threecomponentsof lateralisationwerefound:(1) activity contralateralto therelevantstimulus250msafterstimulusonset,larg-estat lateralparietalsites,(2) activity contralateralto therelevantstimulusif thestimuluswasalsothe target of the saccade,widespreadbut with a focusagain at lateralparietalsites(330-480ms)and(3) activity contralateralto thesaccadedirection,largestat supe-rior-medial parietal sites (beginning about 100 ms before the saccade)with someincreased fronto-central portion before antisaccades in the hard task.

Dueto theeffectsof task(easyvs.hard)andsaccadetype(pro vs.anti), thecomponentsareinterpretedasfollows:Component(1) reflectsselectionof therelevantstimulus,com-ponent(2) a controlledshift of attentionto therelevantstimulus,component(3) thetrig-geringsignalfor saccadeexecution.Thepresentstudyallowedfor thefirst time for adif-ferentiation of these components both in time and topography.


AUFMERKSAMKEIT 9

Effect of alcohol on visually guided saccades

Almut-J . Wegner & Manfr ed Fahle

Sektion Visuelle Sensorik, Universitäts-Augenklinik Tübingen

We investigatedtheeffectsof a temporalgapandof thepredictabilityof thenext targetlocationon theprecision(gain), latency, andpeakvelocityof visuallyguidedsaccadesin13 subjects both sober and intoxicated (oral dose of 0.8 g ethanol / kg body weight).

Saccadeswereguidedby sequentiallyilluminatedLEDs andwererecordedby an infra-redeyetracker (AMTech).Besidesthestandardcondition(synchronousdisappearanceofthefixation point andappearanceof thenext target),we examinedsaccadesafteralcoholconsumptionin thegapcondition(temporalgapof 200msbetweenthedisappearanceofthefixation point andtheappearanceof thenew target).Amplitudeanddirectionof halfof the saccades were predictable, whereas the other half were not.

Latenciessignificantlyincreasedandpeakvelocitiessignificantlydecreasedafteralcoholconsumption.Precisionof the saccadeswas not influencedby the intoxication. Bothwhensubjectsweresoberandintoxicated,saccadiclatenciesdecreasedin thegapcondi-tion. On the other hand,the temporalgap had no influenceon the precisionand peakvelocity of the saccades.Whenthe next target locationwaspredictable,saccadiclaten-ciesdecreased,even whensubjectswere intoxicated.Peakvelocity of saccadesto pre-dictable target locations increased only after alcohol consumption.

In summary, alcoholconsumptionsignificantlyslowsdown visuallyguidedsaccades,buthasno influenceontheirprecision.Cuesimproving theinitiation of saccades- likeatem-poral gap or the predictabilityof the next target location- canbe usedto speedup sac-cadesboth whensubjectsaresoberandintoxicated.But whensubjectsareintoxicated,these cues are not sufficient to reach levels typical for sober subjects.


AUFMERKSAMKEIT 10

Antisaccade Control Impr oves by Daily Practice in Children

A. Mokler, K.Hartnegg & B. Fischer

University of Freiburg, Brain Research Unit, Institute of Biophysics,

Voluntarycontrol of saccadiceye movements(antisaccadegeneration)developsduringtheageof 9 to 14 years(Fischeret al. Brain Res.754:285-297,1997).Error ratesin anantisaccadegap taskaverage60%for children.Dyslexic childrenperformthe taskevenworse(Biscaldiet al., Perception24 Suppl:27, 1995).Daily practiceof theantisaccadetask improves the error rateonly marginally in trainedadults(Fischer& Weber, BrainRes.,89:415-424,1992).We investigatednow whetherit is possibleto improve therela-tively poor performance of children.

To challengethe saccadesystemwe useda simple perceptualtask: the subjectswererequiredto identify the last orientationof a small symbolwhich changedits orientationrapidly beforedisappearing.First a stimuluswaspresentedin themiddle, indicatingthefixation position.This stimuluswaseitherreplacedby thesymbolor it jumped4 deg toonesideandthesymbolwaspresentedshortlyafterwardson theoppositeside.For cor-rect identification of the pattern foveation is necessary.

28 normalchildren(8-14years)improved their performanceby 12%after2-3 sessions.Theresultsof the1. and3. sessionscorrelatedhighly (> 0.8).Also, 32dyslexicswith lowperformancein theantisaccadetaskpracticedfor 3-6weeks(ca.10min./day).Almostallsubjectsimprovedtheir performance.Wheneye movementswereretestedafter training,the percentageof pro-errors was reducedby 16% on average. The reaction timedecreasedfrom 334 ms to 287 ms, andthe correctiontime from 223 ms to 200 ms onaverage.

Developmentaldeficitsin saccadecontrolcanbeimprovedby daily practiceof a simpleperceptual task in children.


AUFMERKSAMKEIT 11

Zur Steuerung von Sakkaden bei extrafovealerBuchstabenerkennung

Ralph Radach, Anke Huckauf & Dieter Heller

Institut für Psychologie, RWTH Aachen

GegenstanddervorliegendenUntersuchungsindEffektevonDistraktorpositionundDar-bietungsdauerauf Sakkadenparameterin einerOverlapaufgabe.Im ExperimentwurdendreibuchstabigeZeichenkettenin 4 oder7 GradExzentrizitätlinks oderrechtsvoneinemzentralenFixationspunktblockweisefür entweder50 ms oder500 ms dargeboten.DieVpn wareninstruiert,entwederden äußerenoder innerenBuchstabeneinesTripels zuidentifizieren.

Bei einerDarbietungsdauervon 50 msmachtendie Vpn. überdie gesamtedreistündigeVersuchszeitin über80%derDurchgängeSakkadenzur Zielkonfiguration,obwohl diesenicht mehr sichtbarwar. Einflüssevon Distraktoren(je zwei weitereBuchstaben)undDarbietungsdauerauf die Sakkadenamplitudelassensich auf verschiedenenEbenenidentifizieren:

Sakkadenzu isoliertdargebotenenKontrolltargetswerdenvonderPositionderDistrakto-ren (innenvs. aussen)in denTripeldurchgängendesjeweiligen Blocks beeinflußt.Dieskannals Verankerungder Einzelreaktionenin einemzeitlichenBezugssysteminterpre-tiert werden (He & Kowler, 1989).

Die AnwesenheitvonDistaktoren(proximaloderdistalzumTarget)führt zueinerdeutli-chenVerlängerungbzw. Verkürzungder Primärsakkadenin RichtungdesZentrumsderjeweiligen visuellenKonfiguration.Interessanterweisebewirkt die Verkürzungder Dar-bietungszeitnebeneinergenerellenAmplitudenverkürzungaucheineVerminderungdie-sesAblenkungseffekts.DiesläßtdenSchlußzu,daßnicht die Latenz,sonderndie DauerderVerfügbarkeit extrafovealerInformationwährendderSakkadenprogrammierungden“center of gravity effect” (Findlay, 1982; Deubel, 1994) determiniert.

ZwischenSakkadenamplitudeund Erkennungsleistungbestehtein klarer Zusammen-hang:im Mittel ergebensichMaximaderLeistungbei einemsakkadischenUndershootvon etwa 1 Grad.DiesläßtdenSchlußzu,daßextrafovealeZielverarbeitungundSakka-densteuerungauf gemeinsamenMechanismenberuhen,oderzumindestErgebnissedergleichenvisuellen Analyse der peripherenKonfigurationnutzen.Eine obligatorischeKopplung zwischenAufmerksamkeit und Sakkadensteuerung(Schneider& Deubel,1995)kannsomit auchüberdenRahmenspezifischerdual-taskParadigmenhinausfürjedes tachistoskopische Experiment postuliert werden.

Postersitzung:Raumwahrnehmung

72 Postersitzung: Raumwahrnehmung

RAUMWAHRNEHMUNG 1

Recognition of a large-scale virtual envir onment from novel perspectives

C.G. Christou & H.H. Bülthoff

Max-Planck Institute for Biological Cybernetics, Tübingen

Theencodingandrecognitionof a large-scaleenvironmentwasstudiedusingvirtual real-ity technology. A computermodelbasedon theCafe’ Liechtenstein,a housesituatedinthe centreof Tübingen,Germany, wasdevelopedusinga 3D modelingprogram.Simu-latedwalkthroughswere implementedusingSGI Performerprogramminglibraries.Tofacilitatenaturallearningof theenvironmentSshadto find andacknowledge3D spatiallylocatedmarkers(consistingof two-digit codes)which appearedonly whenSswerecloseenough.Thetestconsistedof imagesof all locationscorrespondingto thepositionof themarkersacknowledgedduringtraining.Also includedwasanequalnumberof imagesof‘surprise’ locationsnot correspondingto marker locations.This determinedwhetherrec-ognitionperformancegeneralizedto all views, not just thoseindicatedby markers.As atest of recognition from novel perspectives, the Ss movementsduring training wererestricted.During testing, imagesfrom both familiar and unfamiliar directionswereshown to Ss(all wereimagesof actualandsurprisemarker locations).Sswereassignedto oneof two groups:The‘active-explorers’controlledtheirmovementthroughthesceneusinga Spaceball3D input device, while thepassive-moversonly observedthesemove-ments.

Twelve naive subjectswereassignedrandomlyto eachgroup.We useda 3-way mixeddesignto analyzethe d’ sensitivities in an old/new recognitiontask.Mode of learning(active/passive) was a betweengroupsfactor while marker (present/absent)and viewdirection(familiar/novel) werewithin-subjectfactors.Theresultsrevealednooverall sig-nificanteffect of active/passive observers.Therewashowever a highly significanteffectof viewing direction with familiar direction views being recognizedmuch easierthannovel views.Therewasnooverall significanteffectof markerpresence/absencealthoughtherewasa marginal interactionbetweenview directionandmarker present/absent.Inthis casethe familiar views of locationswheremarkers were presentwere recognizedeasierthanthosefamiliar directionviews thatwerenot indicatedby markers.Therewasnosimilardifferencein performancecorrespondingto thenovel directionviews.Not sur-prisingly, this indicatesthat theattentionalfactor(of having acknowledgedthepresenceof amarker)makesaparticularlocationmorememorable.Whatis interestinghowever isthatthenovel views did not show suchadifference.Thed’ for novel directionviews wasalwaysabove 1.0andthis indicatesthatthenovel directionswererecognizedasa naturalprocessof encodingthe sceneandnot asan artifact of drawing Ssattentionto markerlocations.

In conclusion,the superiorperformancefor familiar directionsviews after naturalyetrestricted(active or passive, simulated)movementthrougha sceneshows thatencodingof structuralinformation is view-basedandegocentric.However, novel directionviewswerealsorecognizedandthepropertiesof thementalencodingthat facilitatethis abilitymust be further investigated.

Postersitzung: Raumwahrnehmung 73

RAUMWAHRNEHMUNG 2

Zeigeverhalten, Landmarken und mentaleRaumrepräsentationen

Michael M. Popp

Institut für Arbeitswissenschaft, Fakultät für Luft- und RaumfahrttechnikUniversität der Bundeswehr München

Fragt man in einerunbekanntenStadtnachdem Weg, so wird der freundlicheZeitge-nosse,der versprichteinemweiterzuhelfen,einenmit einemSchwall von Erklärungenüberfallen.SeinewortreichenErläuterungenwird er dabeimit einerVielzahlvon Gestenunterstreichen.Aus früherenUntersuchungen(Popp,1988)wissenwir, daßsolcheWeg-auskünfteschlechtsind. Die überwiegendeAnzahl der verbalenAuskünfte ist nichtgeeignet,einenwirklich bis zum Ziel zu führen.Immerhinweisenknappdie Hälfte derAuskünfte den Ortsunkundigen in die richtige Richtung.

Esliegt nahezuuntersuchen,obzumindestdieZeigebewegungendieserKommunikationvernünftigeRichtungshinweisefür die Zielsuchesein können.In einem Feldversuchfragtenwir zufällig ausgewähltePassantenin einemOrtsteilzentrumamsüdlichenRandeMünchensnachdemWeg zu einemEinkaufszentrum,dasvom Befragungsstandortausnicht sichtbarwar. Dabeiwurdendie Zeigebewegungender Passantenvia Video aufge-zeichnet.Die AuswertungdieserZeigehandlungenergabeinenüberraschendgutenRich-tungssinnder befragtenPersonen.Obwohl die Streuungrelativ großwar, stimmenderMittelwert derZeigehandlungenderuntersuchtenVersuchspersonensehrgut mit dertat-sächlichenHimmelsrichtungzumZiel überein.DieserBefundstehtim WiderspruchzurQualitätder verbalenBeschreibungender Befragten,gibt aberAufschlußüberStrukturund Güte ihrer mentalen Repräsentationen.

Mithilfe einer neu entwickelten Versuchseinrichtunghabenwir das RaumwissenvonVersuchspersonenerneutuntersucht.Gefragtwar die Richtung,in welcherverschiedene,vom Beobachterstandortausnicht sichtbareLandmarken oderbestimmteGebäudelie-gen.UntersuchtwurdenGruppenvon je 20 Versuchspersonen,die mit dem fraglichenTerrain, dem WohnbereichunseresUniversitäts-Campusseit längerer Zeit vertrautwaren,bzw. die dasGeländenur von einemTraining in der Virtuellen Realität‘NeuVi-Berg’ (siehePopp,1995), in welcherder Campusräumlich korrekt, jedochin seinemDetailreichtum reduziert dargestellt ist, kannten.

Die Genauigkeit (qualitativ undquantitativ) derRichtungsangabenbeiderExperimental-gruppenunterscheidensich.Eswird gezeigt,daßRaumerfahrungen,die in wenigdetail-reichenvirtuellen Realitätenerworbenwerden,anderementaleRepräsentationenerzeu-gen als Erfahrungen in der Realität.

Popp M.M. (1988). "Orientierungsprobleme von Kraftfahrern in fremden Städten: Subjektive Ein-schätzungen und objektive Beobachtungen". In: Kastner M. (Hrsg.) "Fortschritte in der Verke-hrspsychologie '87". Köln, TÜV-Rheinland.

Popp M.M. (1995). "Navigation in the unknown, frames of reference, virtual reality, and the role ofvisual cues in orientation". European Conference on Visual Perception, Tübingen.


RAUMWAHRNEHMUNG 3

Path integration in a virtual ar ena -a replication of Tolman’s classic experiment

Sabine Gillner, Sibylle Geiger & Hanspeter A. Mallot

Unfallchirur gische Forschung und Biomechanik, Universität Ulm

More than50yearsago(1946),Tolmanandhiscoworkersinvestigatedthespatialbehav-ior of rats in a maze.From their findingsthey concludedthat ratsstoresomekind of acognitive mapwhich enablesthemto find shortcutsin themaze.A systematicerrorwasinvolved in this behavior: Most of the rats underestimatedthe angle requiredto turntowardsthe goal in a consistentmanner. We have reproducedtheseexperimentswithhumansubjectsusing interactive computergraphics.A major differencebetweenthesestudiesandTolman’soriginalwork is thesensoryinput:with interactivecomputergraph-ics it is reducedto visualinformation.Subjectswereseatedin front of a computerscreenandcould pressthe buttonsof a computermouse.By doing this, egomotionwassimu-lated.

20subjectsparticipatedin thisexperiment.They weretrainedin 10differentmazes,con-sistingof acentralarenaandacurvedcorridorleadingto thegoal.For onemaze,corridorandgoal locationwerethesameasin Tolman’s original setup.In anothermaze,a junc-tion wasaddedto thecorridorat its biggestturn, in orderto encourageanactive turningdecision.In thetrainingphase,subjectswereaskedto repeata certainroutethroughthismazethreetimes.In thetestphase,we measuredtheaccuracy of pointing from thestartto thegoal.Theresultsshow thesameerrorfoundalsoby Tolmanet al. Subjectsconsis-tently underestimatedthe correctdirection.We found further that this error dependsonthecomplexity of themaze.Themazerequiringactivemovementdecisiondid not leadtodifferent pointing results.

Wittman & Schwegler (1995) discussedthesekind of error on the backgroundof animperfectbiological system.If onehasto acceptan error, the underestimationhastheadvantagethat the navigator meetsits old path. On the other handan overestimationwould lead in an unknown environment. These idea fits very well with our finding.

E.C.Tolman,B.F. RitchieandD. Kalish.Studiesin spatiallearning.I. Orientationandtheshortcut.J. exp. Pschol.,36:13-24, 1946

T. Wittmann and H. Schwegler. Path integration - a network model. Biol. Cybern.,73:569-575, 1995


RAUMWAHRNEHMUNG 4

Interaction of local and global landmarks for route finding in virtual envir onments

S. Geiger, H.A. Mallot & S. Gillner

MPI für biologische Kybernetik, Tübingen

Spatialbehavior in humansand animalsincludesa wide variety of behavioral compe-tencesthat make useof many sensorycues,including vision. The visual input containsvariouscuesabouttheobserverscurrentposition(e.g.,from views andlocal landmarks),the compassdirection (e.g.,provided by global landmarks),andegomotion(e.g., fromoptic flow). Herewe investigatetherole of globalvs. local landmarksin a routefindingtask.If navigationreliesmoreon ‘global’ landmarksfor a routefinding taskthenanallo-centricdescriptionshouldberemembered;suchas“When you reachthechurchsquare,go towardsthetoweron themountain”.Alternatively, ‘local’ landmarkscouldguidenav-igation decisionsby view-movementassociations;e.g.“When you cometo the church,turn right”. Evidencefor thelaststrategy waspresentedby Gillner andMallot (JournalofCognitive Neuroscience, in press).

We performedan experimentin a virtual environmentcalled “Hexatown”. Hexatownconsistsof a regularhexagonalgrid of junctionsjoinedtogetherby streets.At eachjunc-tion therearethreebuildings,or otherobjects.Additionally, we provide globaldirectionor compassinformationby placingsix global landmarksdistributedequallyon a moun-tain rangesurroundingHexatown. Subjectsnavigatedin Hexatown by pressingthe but-tonsof acomputermouse.Accordingto theirmovementdecisions,egomotionwassimu-lated.

Subjectshadto learntheroutebackandforth betweentwo specificbuildings.Awarenessof global landmarkswasassessedby an additionalpointing task.In the test-phaseindi-vidual junctionswere approachedand the subjects’movementdecisionwas recorded.Two conditionswereused:a ‘consistent’condition,whichwasthesameasin thetrainingphase,anda ‘conflict’ condition.Conflict wasproducedby transpositionof objectssuchthat the global and local strategies predicted different movement decisions.

In the consistentcondition,i.e., with unchangedobjects,20 subjectsmade85% correctdecisionsout of a total of 160. In the conflict condition,77% of the decisionswere inagreementwith the local and23% with the global strategy. This supportsour previousfinding that local views play a dominant role in making route judgements.

In a controlexperimentwe testedwhethersubjectscouldusetheglobal landmarksat all.We reducedthelocal informationin themazeandinstructedthesubjectsto attendto thegloballandmarks.In this case,76%of the80 decisionswereconsistentwith globalland-markinformation.Sinceno local informationwasprovidedin thiscontrolexperimenttheremaining24%of thedecisionswereerrors.We concludethatsubjectspreferlocal land-markswhenavailable,but arealsoableto useglobal landmarksfor routefinding, whenthey are instructed to attend to them.


RAUMWAHRNEHMUNG 5

Schätzen von Richtungen in realenund virtuellen Umgebungen

K. Sellen, H.A.H.C. van Veen & H.H. Bülthoff


Wir untersuchtendie Art und Genauigkeit mentalerRepräsentationenunsererUmweltanhandvon Richtungsschätzungenin virtuellen Umgebungenund in der realenWelt.Inwieweit räumlichesWissenzwischenrealer und virtueller Welt transferiertwerdenkann,ist für unsvon großemInteresse,da in unseremLabor virtuelle UmgebungenfürNavigationsexperimente eingesetzt werden.

Wir führtenExperimentein derTübingerAltstadtdurch.ZehnVersuchpersonen,die seitmindestens2 Jahrenin Tübingenlebten,wurdendabeiauf einer Routezu 11 Plätzengeführt.An den Plätzendrehtensie einenZeiger, der an einem“verdeckten”Kompaßbefestigtwar, in dievermuteteRichtungder10anderen,vondortnicht sichtbarenPlätze.Die geschätzteRichtungwurdevom Kompaßabgelesenund spätermit demkorrektenWert verglichen.DieselbenVersuchspersonenwiederholtendie Aufgabein einervirtuel-len Umgebung. Jeweils 180˚-Ausschnittevon Panoramafotos,die an den 11 Ortengemachtwordenwaren,wurdenauf eine halbkreisförmigenLeinwand mit 7m Durch-messerprojiziert, in derenZentrumdie Versuchspersonsaß.Dadurchwurde ihneneinGefühlder Immersionin dieseUmgebungvermittelt.Ein dünnerStrich in derMitte derLeinwanddienteals Referenzmarke. Die VersuchspersonendrehtendurchTastendruckdasBild so lange,bis die PositiondesStrichesmit der geschätztenRichtungüberein-stimmte.

Fehler, die in der realenund der virtuellen Welt gemachtwurden,ähnelneinander:dermittlereabsoluteRichtungsfehlerbeträgtin derrealenWelt 11.0± 0.3Grad,in dervirtu-ellenUmgebung12.9± 0.4Grad(n=10).Die MittelwertederFehler(unterBerücksichti-gungdesVorzeichens),die von denjeweiligen Ortenin alle Richtungenvon allen Ver-suchspersonengemachtwurden, liegen zwischen-10.4 Grad und +12.7 Grad in derrealenWelt bzw. zwischen-10.1Gradund +13.9Gradin der virtuellen Umgebung undsind signifikantunterschiedlich.Dies bedeutet,daßdie von diesemOrt gezeigtenRich-tungeninsgesamtals zu weit rechtsbzw. zu weit links liegend eingeschätztwurden.Außerdemist der mittlere Fehler, der von einem Ort A in alle anderenRichtungengemachtwurde,meistkleineralsdermittlereFehlervondiesenOrtenzurückzuPlatzA.Vier derVersuchspersonenwiederholtendie Experimentein derrealenWelt. Die Ergeb-nisse weisen darauf hin, daß die Repräsentation über die Zeit stabil bleibt.

Die räumlichenRepräsentationenderVersuchspersonenähnelnder realenKarte,eszei-gensichabersystematischeAbweichungenvon ihr. DasVerteilungsmusterderbeobach-tetensystematischenFehlerist in derrealenunddervirtuellenWelt ähnlich.Die systema-tischenFehlerlassensichambestendurchlokaleFehleinschätzungenderLageundderOrientierungdesOrteserklären.Der Vergleichzwischenrealerundvirtueller Welt zeigt,daßdieVersuchspersonendasWissen,dassiein derrealenWelt erworbenhaben,auchinder virtuellen Umgebung anwenden können.


RAUMWAHRNEHMUNG 6

Die zeitliche Illusion des kürzeren Rückwegs

Susanne Huber, Michael Schröder & Astros Chatziastros


WandereroderSpaziergängermachenhäufigdieErfahrung,daßihnenderRückweg zeit-lich kürzererscheintalsderHinweg. Ziel unsererUntersuchungenwar es,diesezeitlicheIllusion experimentellzubelegenundquantitativ zubestimmen,sowie dieBedeutungderaktiven bzw. passiven Lokomotion für das Zeitempfinden festzustellen.

Experiment1: Acht VersuchspersonenbewegtensicheinzelnwährendderReferenzdauervon60secaufeinemFeldweg. UnterBeibehaltungoderUmkehrungderBewegungsrich-tung sollte ein Zeitintervall von 30 secproduziertwerden.Zusätzlichwurdedie Bedin-gung der Bewegungsartvariiert - die Versuchspersonenliefen oder wurden passiv ineinemRollstuhl geschoben.JedeVersuchspersongab 4 Schätzungenab. Experiment2:16 Versuchspersonenbeobachtetenauf einer 180 Grad Projektionsleinwand eine Fahrtmit konstanterGeschwindigkeit von 5 km/h in einer virtueller Umgebung. Wiederumsolltendie VersuchspersonennacheinerReferenzdauervon 60 secdasEndeeines30 secIntervalls anzeigen.UnterVariationderBedingung“Bewegungsrichtung”,gabjedeVer-suchsperson12 Schätzungenab. Experiment3: Wie Experiment2, jedochwurde dieInstruktionabgewandelt.AnhandeinervorgegebenenReferenzstrecke (DauerderFahrt:60 sec),sollten12 derVersuchspersonenausExperiment2 die halbeStreckenlängepro-duzieren.

Die produziertenZeitintervalle warenim Mittel signifikant längerals 30 sec(43.0 sec,s=10.5sec,p<0.0001).Die Schätzungenverbessertensich überdie Durchgängenicht -tendenziellwurden längereZeitintervalle produziert.Bei Umkehr wurde ein längeresZeitintervall produziertalsbeiBeibehaltungderBewegungsrichtung.DieserUnterschiedwar in Experiment1 (5.1 sec,p<0.02)undExperiment2 (4.4 sec,p<0.01)vergleichbar.DieserUnterschiedließ sichselbstbei wiederholtenDurchgängenfeststellen.Zwischenaktiver undpassiver Lokomotionsartzeigtesichkein Unterschied.Der Effekt derBewe-gungsrichtungkehrtesichjedochum,wennStreckengeschätztwerdensollten,sodaßaufeinemRückweg einekürzereStreckeproduziertwurdealsbeiWeiterfahrt(p<0.001).BeiBewegungsumkehrwardieSchätzungamgenauesten.Auf derWeiterfahrtwardieÜber-schätzung der Distanz vergleichbar mit der Überschätzung in der Zeit.

Bei der zeitlichenIllusion deskürzerenRückwegs handeltessich nicht um einensog.“time-order-error” (daszweite zweier gleich langer Intervalle wird als kürzer erlebt).Gängige Informationsverarbeitungsmodellezur Zeitwahrnehmung können diesenBefundnichterklären,dasiebeiErhöhungderBekanntheitdesWegeseineVerlängerungderZeitschätzungvorhersagenwürden.EineerhöhteBekanntheitdesWegesdurchmehr-maligeDarbietung,verändertein unserenExperimentenjedochnicht die zeitlicheIllu-siondeskürzerenRückwegs.DassalienteEreignisdesUmdrehvorgangszwischenRefe-renz- und Produktionsintervall scheintdagegen einenEinfluß zu haben.WährenddieZeitschätzungunabhängigvon der Distanzinformationerfolgte,wurde die Strecke beiBeibehaltungderBewegungsrichtungweitgehendaufgrunddersubjektiv erfahrenenZeitgeschätzt.


RAUMWAHRNEHMUNG 7

“Denn sie wissen nicht was sie tun” -Das Mißkonzept über den Spurwechsel

Astros Chatziastros, Guy M. Wallis & Heinrich H. Bülthoff


Angenommen,SiewollendieFahrspuraufeinerAutobahnwechseln.StellenSiesichdiedafür benötigteLenkbewegung vor. Die Mehrheit nimmt an, daßdie Spur gewechseltwird, indemdasLenkradeinmaligausgelenktund anschließendwiederzur Ausgangs-stellungzentriertwird. Dies ist insofernfalsch,als der zweite Teil der Lenkbewegungfehlt: Um dasFahrzeugwiederauf eineGeradeausfahrt zu lenken,wird eineannäherndsymmetrischeLenkbewegung in entgegengesetzterRichtungbenötigt.Um diesesmen-tale Modell genauerzu bestimmenund die Art desmotorischenProgramms,welchesbeimLenkenangewendetwird, genauerzu erfassen,untersuchtenwir dasSpurwechsel-verhalten in einer Fahrsimulation mit und ohne visuelle Rückmeldung.

Die Probandenfuhren mit konstanterGeschwindigkeit (68 km/h) in einer simuliertenUmgebung, die auf einer 180 Grad Großbildleinwand präsentiertwurde. Eine gerade,vierspurigeAutobahnwurdeabwechselndunternormalenSichtbedingungen(Tageslicht/ visuelle Rückmeldung)oder im Dunkeln (dunkler Tunnel / keine visuelle Rückmel-dung)dargeboten.UnterbeidenBedingungensolltedie Fahrspurgewechseltwerden.Inder Tunnel-BedingungwurdekeineweitereRückmeldungüberdenAusgangdesLenk-manövers gegeben.

Ohnevisuelle Rückmeldungerhöhtesich erwartungsgemäßdie Varianzder Fahrtrich-tung (Gierwinkel). Darüberhinauswich der Gierwinkel nachAbschlußdesFahrmanö-verssystematischin Richtungdesinitiierten Spurwechselsab(p < 0.001),daderzweiteTeil der erforderlichen Lenkbewegung nicht oder nur unvollständig produziert wurde.

Unter “open-loop”-Bedingungenkonntegezeigtwerden,daßdie Lenkbewegung,die zueinemSpurwechselführt, obwohl ausgiebiggeübt,wohl nicht als vollständigesmotori-schesProgrammvorliegt, entgegen der in der Literatur vorherrschendenAnsicht (z.B.Godthelp,1985).VielmehrscheintzumindestvorübergehendevisuelleInformationüberdenaktuellenGierwinkel undüberdie Positionauf derStraßefür die kompletteAusfüh-rungnotwendigzusein.DerProzeßdesSpurwechselskanndemnachbesseralsWechsel-spiel von einfacheren Lenkmanövern und visueller Rückmeldung verstanden werden.


RAUMWAHRNEHMUNG 8

Natürliche Inf ormationsdarstellung im Flugzeugcockpit

Peter M. Lenhart, Matthias Purpus & Harr o v. Viebahn

Flugmechanik und Regelungstechnik, TU Darmstadt

DasheutigeCockpit modernerVerkehrsflugzeugestellt sich als Multimedia-Puzzlefürdie Besatzungdar. Aus einerVielzahl einzelnerParameterergibt sich beim PiloteneinmentalesBild desFlugzustandsundderLuftraumsituation.75%allerUnfälle in derzivi-len Luftfahrt werdenauf menschlichesVersagenzurückgeführt.Gelingt es,dasSituati-onsbewußtseinder Piloten entscheidendzu verbessern,ist ein dramatischenRückgangdieser Unfälle zu erwarten.

EinedernatürlichenvisuellenWahrnehmungangepaßteInformationsdarstellungsoll dasSituationsbewußtseinverbessern.Ein Systemmit synthetischenAußensichtdarstellung(‘SyntheticVision System’,SVS)wurdehierfür gemeinsamvon derTU Darmstadtunddem VDO-Luftfahrtgerätewerk entwickelt.

Nach entwicklungsbegleitendenSimulator- und Fahrzeugversuchenwurde im August1997eineeingehendeFlugerprobung durchgeführt.Die Probanden,ausnahmslosaktiveVerkehrsflugzeugführer, hattenhierbei mit Hilfe des SVS verschiedeneFlugaufgabendurchzuführen und anhand von Fragebögen eine Bewertung vorzunehmen.

Die entwickeltenDarstellungengebendemPilotenjederzeit,unabhängigvon denSicht-verhältnissen,einumfassendesBild seinerGesamtsituationbezüglichderLageim Raum,dem umgebenden Gelände und eventueller Hindernisse.

SynthetischeSichtsystemeim FlugzeugcockpitkönneneinenwichtigenBeitragzur Stei-gernderFlugsicherheitleisten.Die SymbolikdesgegenwärtigenSystemsist jedochnochzu optimieren.


RAUMWAHRNEHMUNG 9

Stereoskopische Gestaltung von Bildschirmanzeigen

Udo Mayer, M. Hammer & S. Mücke

Institut für Flugmechanik und Regelungstechnik, TU Darmstadt

Am Institut für Flugmechanikund Regelungstechnikwird an der Entwicklungvon per-spektivischenFlugführungsdisplaysfür Verkehrsflugzeugegearbeitet(ich verweiseaufdenPosterbeitragvon PeterLenhard).Im Rahmeneinesvon der DFG gefördertenFor-schungsvorhabenswurdein Zusammenarbeitmit demInstitut für ArbeitswissenschaftinDarmstadtein stereoskopischesFlugführungsdisplaygeschaffen.AnhandsystematischerparametrischerUntersuchungenzum stereoskopischenSehenwurdendazuGestaltungs-empfehlungenerarbeitet.Der Einflußauf die Beanspruchungunddie Leistungbei unter-schiedlichmonoskopischoderstereoskopischgestaltetenAnzeigenwurdeanschließendexperimentelluntersucht.EineAuswahl dergewonnenenErgebnissesoll alsPosterprä-sentiert werden.

Die Ergebnisseeinesauf demBildschirm durchgeführterStereosehtestzeigten,daßsiemit denErgebnissender ophthalmologischüblichenTNO- und Randot-Testsvergleich-bar sind.

DerEinflußderGranularitätdesRandomDot MustersbeidenVersuchenkonntenachge-wiesen werden.

Mittels einesBildschirmexperimentswurde dasstereoskopischnutzbareVolumenhin-sichtlich der Fusionsgrenzender Versuchspersonenermittelt und mit denophthalmolo-gisch (Prismenleiste) ermittelten Fusionsgrenzen verglichen.

Mittels Kurzzeitpräsentationenwurdeüberprüft,ob auchbei einemkurzenBlick auf dieAnzeigedie stereoskopischeInformationerfaßtwerdenkann.Es zeigtesich,daßselbstbeiderkürzestenStimuluszeitvon16msnoch70%derAntwortenkorrektwar, wobeidieGrenze zum Raten bei 33% lag.

Eine Befragungder Versuchspersonenzur Flugführungsanzeigeergab eine eindeutigeBevorzugung der stereoskopischen Darstellung gegenüber der monoskopischen.


RAUMWAHRNEHMUNG 10

Geometrie des binokularen Raums

Karin Zimmer

Institut für Psychologie der Universität Regensburg

Als Struktur desbinokularenRaumswird häufig eine euklidischeoder hyperbolischeGeometrieangenommen;die Befundlagedazu ist jedochnicht eindeutig.Um zu ent-scheiden,ob überhaupteinederbeidenvorgeschlagenenGeometrienzur RepräsentationdesbinokularenRaumsgeeignetist, wurdeein in beidenGeometrienenthaltenes,grund-legendesAxiomensystem,welchesdie Anordnungvon vier Punktenauf einervisuellenGeradenbeschreibt,untersucht.Die Axiome diesesSystemswurdenalsAnnahmenüberdie Struktur des Sehraums betrachtet und in vier Experimenten überprüft.

In zwei Experimentenwar bei allen 5 Versuchspersonenmindestenseinesder Axiomeverletzt,d.h.derbinokulareSehraumwar wederdurcheineeuklidischenochdurcheinehyperbolischeGeometriebeschreibbar. DieserBefund erwiessich in weiterenExperi-mentenalsvon derEntfernungderverwendetenKonfigurationvon denBeobachternundals von der Größeder Gesamtkonfigurationabhängig:Dasvon allen VersuchspersonenursprünglichverletzteAxiom war bei einerdenBeobachternnäherliegendenKonfigura-tion nur mehr bei 2 von 6 Versuchspersonenund bei einer einenkleinerenSehwinkelumfassenden Konfiguration nur mehr bei 2 von 7 Versuchspersonen nicht gültig.

Die Ergebnissezeigen,daßwederdie euklidischenochdie hyperbolischeGeometriezurBeschreibung desgesamtenSehraumsgeeignetist; für kleinereBereichekannder Seh-raumdagegenbei einigenVersuchspersonendurcheinedenbeidenGeometrienzugrun-deliegende Struktur repräsentiert werden.


RAUMWAHRNEHMUNG 11

Binokular gesehene Richtung

Jürgen Heller

Institut für Psychologie, Universität Regensburg

Die theoretischeBeschreibung der Integrationder monokularenSehrichtungenzu einerbinokulargesehenenRichtungist ein zentralesProblemderPsychologiederRaumwahr-nehmung.Im Rahmeneinervon Heller (1997)vorgeschlagenenVerallgemeinerungderTheoriederbeidäugigenRaumwahrnehmungvon Rudolf K. Luneburg wird die psycho-physischeFunktionderbinokulargesehenenRichtungcharakterisiert.Die hierausableit-baren Vorhersagenfür ein Mittenbildungsparadigmawurden in zwei Experimentenempirisch überprüft. In ansonstenvollkommener Dunkelheit wurden punktförmigeLichtquellenin AugenhöhedesBetrachtersdargeboten.Im erstenExperimentwarendieReizesämtlichauf einemVieth-Müller-Kreis angeordnet,im zweitenExperimentwur-den die Reize für jede Versuchpersonzunächstbezüglichihrer gesehenenEntfernungabgeglichen.Eszeigtesich,daßin beidenFällendie binokulargesehenenMitten physi-kalisch näheram peripherenBezugsreizlokalisiert werden,wobei dieserBefund imerstenExperimentstärker ausgeprägtist. BeideResultatewerdendurchdie verallgemei-nerteLuneburg-Theorievorhergesagt.Die sichhierausergebendenKonsequenzenfür dieForm der psychophysischenFunktionder binokulargesehenenRichtungwerdendisku-tiert. Insbesonderewird auchdie Rolle dersogenanntenIch-Mitte (“Egocenter”,Zyklo-penauge), auf die andere Erklärungsansätze häufig aufbauen, kritisch hinterfragt.

Heller, J. (1997).On thepsychophysicsof binocularspaceperception.Journalof MathematicalPsy-chology, 41, 29-43.


RAUMWAHRNEHMUNG 12

Acoustic flow field perception in cf-bats - a feasibility study

Rolf Müller & Hans-Ulrich Schnitzler


In their obstaclerich habitatscf-bats require spatial information subservingcollisionavoidance.Yet, their predominantlynarrow-band signal designappearsto be poorlysuitedfor conveying many of theconventionallocalizationcues.A setof alternativecuesmight be available by monitoring changesin echoparametersover time. Taking intoaccounta lack of apriori knowledgeabouta target’s scatteringcoefficient, a restrictedfield of view anda decisionbasisconsistingof smallnumberof echoes,it is conjecturedthat coordinatedobstacleavoidancerequiresobtaininginformation equivalent to com-pleteknowledgeof targetposition(Evenif this would turn out not to constitutea neces-sary condition, it would in any casebe a sufficient one). Sinceobstacleavoidanceisimmanentlyproneto constitutea multi-target task,informationbearingparametersmustbe accessible in the presence of other signals.

Relationshipsbetweenreflectorlocationandsignalparameterswereestablished;echoesbasedon thesewerecalculatedandpassedthrougha gammatonefilter bank,theparame-tersof which werefitted to physiologicaldata.Additive white gaussiannoisewasaddedandthentackledwith usinga leaky integratorlowpass.Parameterextractionin thepres-enceof multiple targetswasattemptedby augmentingthis processingcascadewith low-pass filters designed to work on envelope detected filter outputs.

It wasdemonstratedthat in anidealizedsettingconsistingof a singlepoint scatterer, tar-getlocationin a planemaybeobtainedfrom theproportionalchangesin echoamplitude(dueto time varying valuesof the varioussourcesof attenuation)andcarrierfrequency(timevaryingDoppler).Thisprocedureis plausiblein abiologicalsignalprocessingcon-text andmaybeendowedwith sufficient robustnessagainstadditivewhitegaussiannoise.Oneof themostfundamentalof thenonlinearitiespertinentto the transformlinking theacousticwaveform with the auditorysystem’s primal sketcharisesfrom the processofenvelope formation. A time-frequency representationderived from envelope-detectedbandpassoutputsis susceptibleto the occurrenceof interferencephenomena,for whichfilter magnitudetransferfunctionswide enoughto integrateenergy from morethanoneof the superimposedsignalsare sufficient. This hampersthe evaluationof derivatives.The propertiesof envelopeformation,however, seemto opena window in amplituderatiosof theinterferingcomponentswithin whichseparationof componentsby amodula-tion filter bank might still be feasible.

Usageof proportionalchangesin amplitudeandcarrierfrequency is a viablehypothesisfor thesinglereflectorcase.In presenceof morethanonesignal,occurrenceof interfer-encephenomenaimposeresolution limits. Whether theseare permissive of obstacleavoidance remains to be established.


RAUMWAHRNEHMUNG 13

CF-FM Fledermäuse im Transferflug:Wird das akustische Flußfeld genutzt?

Annette Denzinger & Hans-Ulrich Schnitzler


CF-FM Fledermäusefliegen im Transferflugmit hoherFluggeschwindigkeit zwischender Vegetationund strukturgebundenentlangvon Vegetationskantenohneanzustoßen.Sie erzeugenfortwährendOrtungslautemit einerlangenkonstantfrequenten(CF) Kom-ponenteund einemkurzenfrequenzmodulierten(FM) Endteil.NachgängigerLehrmei-nungwird derFM Teil zur Lokalisationvon ZielendurchMessungderEcholaufzeitunddesZielwinkels verwendet,währenddie CF Komponentebishernur unterdemAspektder Flatterdetektiondiskutiertwird. Sie könntejedochauchInformationliefern, die zurHindernisvermeidunggenutztwerdenkann.AufgrunddeshohenTastverhältnissesemp-fangendie FledermäuseeinennahezukontinuierlichenStromvon Echos,derenAmpli-tude und Frequenzsich entsprechendder Relativbewegung zum reflektierendenZielsystematischändern.Diese Änderungenrepräsentierenein akustischesFlußfeld, dasRauminformationenthältundzumindestfür die Lokalisationvon Einzelzielenausreicht(Müller und Schnitzler1997).Wir habenbei denCF FledermäusenRhinolophusferru-mequinum(RF)undPteronotusparnellii (PP)untersucht,inwieweit dasEchoortungsver-haltenim Transferflugund beim Vermeidenvon eingebrachtenHindernissendie Fluß-feldhypothesestützt. Im ungestörtenTransferflugwerdenLaute mit betontemCF undschwachemFM Teil erzeugt,die sichbesondersgut zur Auswertungvon Flußfeldinfor-mation eignen(CF dominatedmode).In die FlugbahneingebrachteHindernisselösenAusweichbewegungenund einenWechselzu kürzerenSignalenmit geringerenLautab-ständenundeinemausgeprägtenFM Teil aus,diesichbesondersgut für dieLokalisationvon Zielen über Laufzeit und Richtung eignen(FM dominatedmode). Der Wechselerfolgt um sofrüher, je weiterdasHindernisin die Flugbahnragt.Ungeklärtist nochdieFrage,ob Fledermäuseauchim CF dominatedmodeAusweichbewegungenmachen.IndiesemFall könnteFlußfeldinformationnicht nur zur Orientierungauf bekanntenTrans-ferflugwegengenutztwerden,sondernauchzurgezieltenVermeidungneuauftauchenderHindernisse.Zumindestist die im CF dominatedmodegesammelteInformation(Fluß-feldinformation?)hinreichend,um CF Fledermäusevor neuauftauchendenHindernissenzu warnen.


RAUMWAHRNEHMUNG 14

Zur pr opriozeptiven Beeinflussung derauditiven Raumwahrnehmung

Jörg Lewald, Hans-Otto Karnath & Walter H. Ehrenstein

Institut für Psychologie, Ruhr-Universität Bochum

Ebensowie die visuelleerfordertauchdie auditive RaumwahrnehmungInformationenüberdiePositiondesKopfesrelativ zumRumpf,z. B. umzielgerichteteBewegungenaufSchallquellenauszuführen.Ein möglicher Ursprung hierfür sind die propriozeptivenAfferenzenderMuskelspindelnderHalsmuskeln. In dervorliegendenUntersuchunggin-genwir von derHypotheseaus,daßeinesolchepropriozeptive Informationzur zentral-nervösenGenerierungeinerkörper- oderrumpfzentriertenRepräsentationdesauditivenRaumesgenutztwird. Dies führt zu derFrage,ob eineStimulationderHalsmuskel-Pro-priozeptoren einen systematischen Einfluß auf die auditive Raumwahrnehmung hat.

Als Reizmethodewurde transkutaneVibration der posteriorenHalsmuskeln eingesetzt[1, 2]. WährendderMuskelvibrationwurdenüberKopfhörerReizemit unterschiedlicheninterauralenIntensitätsdifferenzendargebotenund die VersuchspersonengabendurchTastendruckan,obderintrakranialwahrgenommeneSchallreizlinks oderrechtsdersub-jektivenMedianebenedesKopfeserschien[3]. Der Blick derVersuchspersonenwar beifixiertemKopf geradeausauf eineLED gerichtet;ansonstenfandderVersuchin völligerDunkelheitstatt.Um unspezifischeEinflüssederVibration(z. B. desdabeiauftretendenStörschalls)zukontrollieren,wurdezusätzlichauchdieauditiveLateralisationbeiVibra-tion der linken und rechten Wange bestimmt.

VibrationderposteriorenHalsmuskeln bewirkte einesignifikanteVerschiebungderaudi-tiven Lateralisation:Bei Vibration auf der linken Seitewurdeder Schall links von dersubjektivenMedianebenewahrgenommenundbei Vibrationauf der rechtenSeiterechtsdavon. Die mittlere Verschiebung relativ zur Kontrollbedingung betrug 1,5 dB.

Die Ergebnissebelegen erstmaligden Einfluß der Halsmuskel-Propriozeptionauf dieauditive Lateralisation.Sie sind mit einerneuralenRaumkodierungin rumpf- oderkör-perbezogenenKoordinatenvereinbar, wie sie vermutlich im posteriorenParietalkortexstattfindet [4, 5].

[1] Biguer B, Donaldson IML, Hein A, Jeannerod M (1988) Brain 111: 1405-1424;[2] Karnath H-O, Sievering D, Fetter M (1994) Exp Brain Res 101: 140-146;[3] Lewald J, Ehrenstein WH (1996) Exp Brain Res 108: 473-485;[4] Brotchie PR, Andersen RA, Snyder LH, Goodman SJ (1995) Nature 375: 232-235;[5] Karnath H-O (1997) Phil Trans R Soc London B352: 1411-1419


RAUMWAHRNEHMUNG 15

Displacement of Subjective Body Orientation in Patientswith Neglect, Hemianopia or Both

S. Ferber & H.-O. Kar nath

Department of Neurology, University of Tübingen

It is controversialwhethera rightwarddisplacementof perceivedstraightaheadbodyori-entationis aninherentpartof neglect(Karnath1994,Hasselbach& Butter1997,Perenin1997).This issueis unclearbecauseperceptionof straightaheadis influencedby factorsother than neglect, in particular visual field defectslike hemianopia.The aim of thepresentstudywasto disentangletheeffectsof primaryvisualfield defectsandneglectonthe perceptionof ‘straight ahead’.We investigatedpatientswith pure neglect, patientssuffering from purehemianopia,andpatientswith neglectandhemianopia.In completedarkness,patientswereasked to direct verbally a red LED - presentedat the subjects'individual eye level - to a positionwhich they felt to lie exactly straightaheadof theirbodies.

Consistentwith previousresults,patientswith pureneglectdisplayedanipsilesionalandpatientssuffering from purehemianopiaa contralesionaldisplacementof subjective ego-centricmidline localization.In threepatientswith neglectandhemianopiawe foundnosignificantdisplacementof straightahead,indicatingthatneglectandheminanopiainter-act such that opposing biases neutralize each other.

Hasselbach, M.; Butter, C.M. (1997) Ipsilesional displacement of egocentric midline in neglectpatientswith, but not in thosewithout,extensive right parietaldamage.In: Parietallobecontri-butions to orientation in 3D space (eds. P. Thier & H.-O. Karnath) pp.579-595. Heidelberg:Springer.

Karnath,H.-O.(1994)Subjectivebodyorientationin neglectandtheinteractivecontributionof neckmuscle proprioception and vestibular stimulation. Brain 117:1001-1012.

Perenin, M.-T. (1997) Optic ataxia and unilateral neglect: clinical evidence for dissociable spatialfunctions in posterior parietal cortex. In: Parietal lobe contributions to orientation in 3D space(eds. P. Thier & H.-O. Karnath) pp.289-308. Heidelberg: Springer.


RAUMWAHRNEHMUNG 16

The Attentional Gradient - a Questionof Spatial Restrictions?Neglect in Full Range Exploration

Matthias Niemeier & Hans-Otto Karnath

Department of Neurology, University of Tübingen

Kinsbourne'smodelof neglectpostulatesabiasof attentionalorientingto theipsilesionalside.This leadsto a gradientof activationalongthehorizontalaxiswith a hypoattendedcontralesionalsideanda hyperattendedipsilesionalside.Accordingly, Behrmannet al.(1997)recentlyfoundsuchagradientin thehorizontaldistributionof gazemovementsofneglectpatientswhile carryingout a lettersearchtask.However, this finding is probablydueto theexperimentaldesignof thestudyasvisualsearchwasexaminedonly in asmallareaof about± 22.5deg right andleft of body'smidsagittalplane.Theaimof thepresentstudywasto studyvisual explorationof neglect patientsin a morenaturalsetting.Thesubjectswererequiredto searchfor a single(non-existent) target letter 'A' in a randomarrayof distractorletters(horizontalextension:± 140deg) stickingto theinnersurfaceofa spherethatsurroundedthesubject.Thesubject'sbodywasfixedbut theheadcouldbefreely moved.We recordedgazepositionsof four patientswith right hemisphericlesionsandneglect.They werecomparedwith tencontrolsubjectswho showedno symptomsofneglect. As in controls,the distribution of gazepositionsalongthe horizontalaxis wasroughly bell-shapedin neglect patients.However, in contrastto controls, the wholesearchfield wasdeviatedto the ipsilesionalside.In conclusion,neglectpatientsdemon-stratedno hyperattentionof the extremeipsilesionalsideby spendingmostof the timesearchingthere.Thepresentresultsratherfavour theassumptionof adeviatedegocentricreference system in patients with neglect.

Postersitzung:Lernen und Plastizität

90 Postersitzung: Lernen und Plastizität

LERNEN 1

Effect of recognition learning on the visual aesthetic response

Ingo Rentschler, Martin Jüttner & Alexander Unzick er


Theaestheticsenseof humanshasbeenattributedto preferencesfor imagesignalswhosecharacteristicsbestfit innatebrain mechanismsof visual recognition.To examinethisidea,theeffectsof form onpreferencesfor unfamiliargray-level imagesweredeterminedin a first step.Two independentfactorscommonto theaestheticresponse,oneof patterncomplexity and one of patternsymmetry, were identified. A secondstepconsistedofmeasuringthe effectsof recognitionlearningon the aestheticresponse.The complexityfactorwas found to vary underthe influenceof learning,whereasthe symmetryfactorremainedinvariant.Hencethe conclusionthat objectknowledge,acquiredvia learning,interacts with innate recognition mechanismsto bring about the human aestheticresponse.Furthermore,preferenceor dislike of patterncomplexity could be induceddependingon thelearningtask.Suchbipolarchangesof affective stimulusevaluationbyway of recognition learning are inconsistentwith the activation theory of emotion.Insteadthey supportthe view that at leastmore subtleaestheticemotionsrely on thecomplex visual analysis enacted by neocortical circuitry.

Postersitzung: Lernen und Plastizität 91

LERNEN 2

Überwachtes Objektlernen - ein neues Paradigmazur Untersuchung des Einflusses von Vorerfahrung

auf mentale Objektrepräsentationen

Erol Osman, Martin Jüttner & Ingo Rentschler


Die Diskussion um die Beschaffenheit mentalerRepräsentationräumlicher Objektebestimmengegenwärtigvor allem zwei Positionen.Hierbei steht die Annahmeeinerobjektzentriertendreidimensionalen(3D-) Repräsentation(z.B.Biederman,1987,Psych.Rev. 94,115-147)demModell einerbeobachterzentriertenRepräsentationin Formmulti-pler zweidimensionaler(2D-) Ansichten(z.B. Bülthoff & Edelman,1992, Proc. Natl.Acad.Sci. USA, 89, 60-64)gegenüber. Eine experimentelleDifferenzierungdieserbei-denStandpunkteverlangteineBerücksichtigungderArt unddesGradesanVertrautheitderVersuchspersonenmit denSehobjekten,dadavon einerseitsdie Möglichkeit zur Bil-dung einer vollständigobjektzentriertenRepräsentation,andererseitsdie Zahl der zurVerfügungstehenden2D-Ansichtenabhängt.Zur experimentellenUntersuchungdieserFragehabenwir dasParadigmadesüberwachtenLernensund Generalisierens,von unsursprünglichzum Studium menschlicherKlassifikationsleistungenvon 2D-Bildreizenentworfen (z.B. Rentschler, Jüttner& Caelli, 1994,Vision Res.,34, 669-687),zur Ana-lysesolcherLeistungenim Falle räumlicherObjekteweiterentwickelt. Versuchspersonenlernenhierbei,eineAnzahlvorgegebenerObjekte(z. Zt. ausmultiplenKugelsegmentenbestehende“Molekülmodelle”) anhandvon 2D-AnsichtenausverschiedenenBlickwin-kelnzu identifizieren.Die LernprozedurbestehtauseinerFolgealternierenderTrainings-und Testphasen,wobei in ersterendie Ansichtenin Verbindungmit denObjektbezeich-nungendargebotenwerden,währendin letzterendie Probandenihrerseitsdie Objektzu-gehörigkeit anzugebenhaben.NachErreichendesLernkriteriumswird dieFähigkeit zumräumlichenGeneralisierendurch einenTest mit neuenAnsichtender zuvor gelerntenObjektebestimmt.Die hier erzielteGeneralisierungsleistungerlaubtRückschlüsseaufdie Dimensionalitätder beim LernenerworbenenmentalenObjektrepräsentation.ErsteVorversucheerweisen,daßdiesesParadigmaeinenuniversellenexperimentellenRahmendarstellt,um die Spezifitätdersenso-motorischenVorerfahrungüberdie Randbedingun-genderObjektdarbietung(visuell 2D vs. visuell 3D vs. visuohaptisch)in denTrainings-phasenzu kontrollieren.Fernerist esmöglich,durchVariationderObjektanzahlundderAufgabenstellung(Diskriminationvs.Klassifikationvs. Identifikation)AspektederKon-text- und Aufgabenabhängigkeit bei der OntogenesementalerObjektrepräsentationenvoneinander zu separieren.


LERNEN 3

Perceptual Learning is Extremely Orientation Specific

Manfr ed Fahle

Section Visual Science, University Eye Clinic, Tübingen

We testedhow orientationspecificthe improvementthroughtraining is in vernierdis-criminationtasks.Knowledgeof this orientationspecificityshouldconstrainthepossiblelocations, in the visual system, of the underlying neuronal changes.

Forty observers,dividedin five groups,trainedvernierdiscriminationsin a binaryforcedchoicetask.Stimuli werepresentedonananalogmonitor(Tektronix608)controlledby aMacintoshcomputervia fast16 bit D/A converters(at a rateof morethana megapixelpersecond).Theobserverstrainedto discriminatebetweenoffsetsto theright versusoff-setsto the left for one hour. Training led to a meanimprovementof performancebyalmost50% percentof the initial level. Subsequently, orientationof the stimuluswaschanged by 90, 45, 20, 10 or 4 deg. respectively, for the five groups of observers.

Improvementattainedby training did not transferbetweenstimulusorientationsfor thegroups whose stimulus changedorientation by 10 deg or more; their performancedroppedto initial baselineaftertherotationandobservershadto relearnthetaskwith thenew stimulusorientation.Hence,perceptuallearningis veryspecificfor stimulusorienta-tion. The orientationspecificity found in perceptuallearningis clearly higher than theonerevealedby singlecell recordingsin areaV1 of catsandmonkeysor by adaptationormasking studies in humans.

Thechangesin thevisual systemunderlyingperceptuallearningcannotoccurpredomi-nantly on the level of the early orientation-sensitive filters sincethesefilters have farwider tuningcurvesfor orientation.Thebestpossibleexplanation,therefore,is basedontop-down signals modifying all visual inputs in a task-dependent way.


LERNEN 4

Modelle und Probleme des perzeptuellen Lernens

Michael H. Herzog & Manfr ed Fahle


Die meistenVersuchspersonenzeigendeutlicheErfolgebeimTrainierenvon perzeptuel-lenLernaufgabenwie z.B.derNoniusunterscheidung.DieseVerbesserungkannnichtaufeine Einstellung von Entscheidungskriterienallein zurückgeführtwerden.Deswegenmüssen echte’ Lernprozessefür die Leistungssteigerungender Probandenverantwort-lich sein.VerschiedenstemathematischeModelle,meistensneuronaleNetzwerke,versu-chen, diese Lernphänomene zu beschreiben.

Wir führten mehrere psychophysische Experimentedurch, um VorhersagendieserModellezu testen.In denVersuchenmußtendieBeobachterzwischenrechts-bzw. links-versetztenNonienunterscheiden,die auf Analogmonitorenvom Typ Tektronix608überschnelle16 bit D/A-Wandler unter verschiedenenBedingungendargebotenwurden.DabeiwurdenbeispielsweiseFeedback-undAufmerksamkeitsbedingungenvariiert.Wirpräsentierendie Ergebnissevon siebenExperimenten,die zeigen,daß1. Aufmerksam-keit im SinneeinerReizselektioneineRollespielt,2. Feedbackwichtig ist, aberseinEin-flußnichtmit denVorhersagenvonModellendesüberwachtenLernensübereinstimmt,3.interneKriterien im Lernprozeßinvolviert sind, die katastrophaleFehlklassifikationenverhindern,und4. derLernprozeßnicht in einemstetigenAnpassungsprozeßvon`synap-tischen’ Gewichten besteht.

Die ErgebnisseunsererVersuchezeigendeutlich,daßdie existierendenmathematischenModelle desLernensnicht in der Lagesind, perzeptuellesLernenzu beschreiben.DiefehlendeÜbereinstimmungvon Theorie und Experimentenist in der Architektur derModelle selbstbegründet.DasHauptproblemdieserModelle bestehtdarin,daßLernenalsausschließlichreizinduziertbetrachtetwird unddeshalbauchkeine“top-down” Kom-ponenten,die für perzeptuellesLernen unerläßlichsind, integriert sind. Ein andererwesentlicherAspektist, daßwesentlichebiologischeParameterwie z.B.diehoheAnzahlder synaptischen Verbindungen im Neocortex nicht beachtet wird.


LERNEN 5

Perzeptuelles Lernen mit nicht gleichverteilter Reizquelle

Astrid Br oos, Michael H. Herzog & Manfred Fahle


Sowohl neuronaleNetzwerkmodelleals auch Signalentdeckungstheoriesagenvoraus,daß Lern- und Entscheidungsprozesseeine Abhängigkeit bezüglichder Darbietungs-wahrscheinlichkeit der einzelnenReizeaufweisen.In manchenModellen desunüber-wachtenLernenskannz.B. ein Lernerfolgverhindertwerden,wennin einermodifizier-ten2AFC Aufgabemit zwei ReizendieseReizenicht mit derselbenWahrscheinlichkeitpräsentiertwerden.In denVersuchenmußtendieBeobachterzwischenrechts-undlinks-versetztenNonienunterscheiden,die auf Analogmonitorenvom Typ Tektronix608überschnelle16 bit D/A-Wandlererzeugtwurden.Die Darbietungswahrscheinlichkeit konntefür jeden Reiz individuell eingestellt werden.

Wir zeigen,daßkeineLeistungsverbesserungauftritt, wenndie Reizemit unterschiedli-chenWahrscheinlichkeitendargebotenwerdenundkeineRückmeldungüberdieKorrekt-heit der Antwortenerfolgt. In Versuchenmit Feedbackdagegenverschiebendie Beob-achterihre Entscheidungskriterienund verbessernsich dadurchsignifikant.Allerdingsläßt sich nicht sagen,ob nebender Anpassungvon Entscheidungskriterienauch`echte’Lernprozessestattfinden.Um dieseFragezu beantworten,wurdenNonien dichoptischpräsentiert.Einem Auge wurdenhäufigerNonien einer Versetzungsrichtungund demanderenAugeNonienderentgegengesetztenVersetzungsrichtungdargeboten.DasExpe-riment ist so konzipiert, daß nach der binokularenFusion beide Reize mit derselbenWahrscheinlichkeit auftreten.Unter diesenBedingungentritt ein deutlicherLernerfolgauf. Da beideReizenachder Fusiongleich häufigsind, kanndieseLeistungsverbesse-rung nicht durcheineVerschiebung von Entscheidungskriterienerklärt werden.`Echte’Lernprozessehabenstattgefunden,derenmonokularerAnteil nicht empfindlichbezüg-lich der (ungleichen)Wahrscheinlichkeitsverteilungder Reizeist. FolgengehäufteDar-bietungenjeweils einesderReizeaufeinander, tritt überraschenderweisekein Lernerfolgauf--- trotz derDarbietungvon Feedback.SpezielldiesesErgebniszeigtnocheinmaldiestarke Empfindlichkeit von Entscheidungsprozessenbezüglich der Darbietungswahr-scheinlichkeit der Reize.


LERNEN 6

Störelemente und perzeptuelles Lernen

Anne Holland-Moritz, Michael H. Herzog & Manfr ed Fahle


Beim Lernenkomplexer Reizesindnur manchederReizelementefür eineLeistungsver-besserungwesentlich.AndereTeile derReizekönnendagegenstörendwirken.Wie wer-denZiel- und Störelementeim Lernprozeßverarbeitet?Währendder Versuchemußtendie Beobachterzwischenrechts-undlinksversetztenNonienunterscheiden,die auf Ana-logmonitorenvom Typ Tektronix 608 mit Hilfe schneller16 bit D/A-Wandlererzeugtwurden.Zusätzlichzu denNonienwurdenflankierendeBalken in unmittelbarerNach-barschaftzu den Nonien präsentiert.Dies bewirkt eine deutlicheVerschlechterungderSchwellenwerte.

Wir zeigen,daßwährendder TrainingsphaseeineLeistungsverbesserungbezüglichderNoniusdiskriminationnur in bestimmtenReizkonfigurationenauftritt. Dagegen findeteineReduktiondesEinflussesderStörelementein allenunserenVersuchenstatt.Perzep-tuellesLernenist meistsehrspezifischbezüglichvieler EigenschaftenderZielelemente.Dagegenist dieVerminderungdesEinflussesderStörelementewesentlichunspezifischer.EineLeistungsverbesserungbezüglicheinesTypsvon Störelementenziehtebenfalls eineLeistungsverbesserungbezüglichanderer(nicht währendder Lernphasepräsentierter)Störelementenachsich--solangebeideTypenvonStörelementenungefährandemselbenOrt dargebotenwerden.Die VerarbeitungvonZiel- undStörelementenist daherim Lern-prozeßverschieden.Wir zeigenweiter, daßesnichtmöglichist, Störelementevollständigzu ignorieren.Selbstnach einigen 10 000 Darbietungensind die SchwellenwertefürmaskierteReizedeutlich höherals für unmaskierteTestbilder. Die ErgebnisseunsererExperimentezeigen,daßeineVorselektionvon Merkmalender Testbilderbeim Lernenkomplexer Reizestattfindet,die nicht mit denherkömmlichenneuronalenNetzwerkmo-dellenerklärt werdenkann.Der Hauptgrunddafür ist, daßes in diesenModellennichtmöglich ist, Ziel- und Störelementeexplizit zu trennen,da diesegleichartigbehandeltwerden.DasperzeptuelleLernenvonMenschenscheintdagegendurchdieunterschiedli-cheBehandlungvonLern-undStörelementeneineexplizite TrennungdieserbeidenEle-menttypen vornehmen zu können.


LERNEN 7

Training of two-dimensional spatio-temporal interpolationimpr oves performance for interpolation in depth

Emanuela De Luca & Manfred Fahle


Learning of spatio-temporalinterpolationin depth and its relation to spatio-temporalinterpolationin two-dimensionswasinvestigated.Wemeasuredtheprecisionof thisabil-ity by meansof aninterpolative vernierdiscriminationtask.In this stimulusthetwo seg-mentsof thevernierarenot presentedsimultaneously, but oneis delayedat eachstationof a lineartrajectoryof apparentmotion.Undertheseconditionsthevisualsysteminter-pretsthetemporaldelayasa horizontalspatialoffset.In themonoculartwo-dimensionallearningcondition,thestimulusconsistedof anhorizontallymoving interpolativevernier.In the binocular experimentswith stimuli moving subjectively in depth, two verticalinterpolative verniers,moving in oppositedirections,were presentedone to eacheye(dichoptically)on analogmonitors.The resultingimpressionwasof a vernier, offset indepth,andmoving eitheraway from or towardsthe observer. Observerswereasked: inthemonoculartwo-dimensionalconditionto distinguishwhetherthe lower segmentwasoffsetto theright or to theleft relative to theuppersegment;in thebinocularconditiontodistinguishwhetherthe lower segmentwasneareror fartheraway than the upperseg-ment.

Thresholdsfor interpolationin depthof a first groupof twelve observersweremeasuredduring a training phaseof 5 hours. Performanceimproved significantly over time.Anothergroupof nineobservers,afterassessmentof their base-linethresholdsfor inter-polationin depth,weretrainedmonocularlyin two-dimensionalinterpolationwith about2,000stimuluspresentationsfor eacheye.Thereafter, thresholdswereretestedfor binoc-ular interpolativeverniers,moving in depth.As a resultof monoculartraining,thresholdsfor binocularinterpolationin depthhadimprovedsignificantlyin six observersandin therestof theobserversperformanceimprovedalsosignificantlyfasterover time thanin thefirst group.

The improvementof performanceis evidencefor a partially commonneuronalsubstratemediatinginterpolationin two-dimensionsandin depthcompatiblewith theassumptionthat spatio-temporal interpolation occurs at a stage preceding stereoscopic vision.


LERNEN 8

Neural Plasticity in Pattern Detection?

U. Mortensen & G. Meinhardt

FB Psychologie, Institut III, Universität Münster

Thereis evidencethatthevisualsystemis not a hard-wiredsystembut shows,undercer-tainconditions,neuralplasticity(e.g.Fahleetal (1993),Beardetal. (1995),Herzogetal.(1997)),Poggioet al. (1991).We (Mortensenet al (1994))foundin variousexperimentssupportfor thenotionof detectionby matchedfilters (Hauskeetal., 1976)if thestimuluspatternsweresmall. It canbeshown thatundersuitabletrainingconditionsHebb’s ruleimplies that the neuronturns into a matchedfilter for the stimulusaspectcovering thereceptive field of the neuron(Oja (1982),Nachtigall (1991)),Mortensenet al (1996));however, this doesnot yet imply the developmentof a matchedfilter for the completestimulus pattern.

We presentdatafrom learningexperimentsaimingat a testof this hypothesis.In Type-I-experimentsa pattern(e.g.a Gabor-patch,or a truncatedrad. symm.Besselfunctionofzeroorder)is repeatedlypresentedunderthresholdconditions.Thedecreaseof thresholdcontrastwith numberof presentationsmaybeinterpretedin termsof learning.Followingthe trainingsessions,a testof thematchedfilter hypothesiswasperformedemploying asuperposition(Hauske type)experiment.In Type-II-experimentsthesubjecthadto indi-catewhich stimulus(from a setof 4) hadbeenpresented.Again the patternswerepre-sentedunder threshold conditions. There were 20 sessionsduring which subjectsimproved their identification performance.Apart from the learning curves the resultsfrom a CorrespondenceAnalysis (Greenacre1984) of the confusionmatricesallow torepresentthe learningprocessby trajectoriesof thestimuli in a (latent)perceptualspacewhosedimensionsappearto correspondto the relevant stimulusaspectswith respecttowhich thepatternsdiffer (spat.freq.parameterplusa dimensionpossiblyreflectingcog-nitive aspects).Finally, a Hauske-typeexperimentwasperformedto testspecificallythematched filter hypothesis.

Thedatadonotallow to unambiguouslyacceptthehypothesisthatamatchedfilter devel-opsfor a completepattern;they may, however, beinterpretedin termsof cell assemblieswith individual neurons having adapted to the stimuli in a Hebbian way.


LERNEN 9

Perzeptives Lernen bei der Erkennung eingebetteter Figuren

Ira Lud wig

FB 06 Psychologie, Justus-Liebig-Universität Gießen

Unter perzeptivem Lernenwird die Verbesserungvon WahrnehmungsleistungendurchTrainingoderkontrollierteÜbungverstanden.SolcheübungsabhängigenVerbesserungenwurdenfür vielfältige perzeptive Anforderungennachgewiesen,z. B. bei der MessungverschiedenerWahrnehmungsschwellen,derAusführungvonUnterscheidungs-undVer-gleichsaufgaben, der Textursegmentierung und der visuellen Suche.

In einerReihevon Experimentenzur Teil-Ganzes-Wahrnehmunguntersuchtenwir denEffekt der Übung auchfür die von Gottschaldt(1926)entwickelte AufgabedesErken-nens eingebetteter Figuren.

Als Stimulusmaterialwurden170 PaareauseinerGanz-und einerTeilfigur verwendet.Bei der Hälfte davon, densogenanntenpositiven Items,war die Teilfigur tatsächlichinder Ganzfigur(in identischerForm, Größeund Lage)enthalten,bei der anderenHälfte,dennegativen Items,dagegennicht. Die Figurenwurdenauf einemComputer-Monitordargeboten.AufgabederProbandenwareszuentscheiden,obdieGanzfigurdiesimultandargeboteneTeilfigur enthältodernicht,undentsprechendeinevonzweiReaktionstastenzu drücken.

DerGesamtversuchbestandausdreiSitzungenbzw. Durchgängen,in denenjeweilsdiese170 Itemsdargebotenwurden.Dabeiwurdendie Reaktionszeitenfür die Beantwortungjedes Items und die Anzahl der Fehler erfaßt.

In denResultatenzeigtesicheinestatistischbedeutsameWirkungderÜbungaufdieLei-stungderProbanden:Der mittlereZeitaufwandfür die LösungderAufgabennahmüberdie drei Sitzungenab. DieseErhöhungderLösungsgeschwindigkeit betrafsowohl posi-tive als auchnegative Itemsund ging nicht zu Lastender Genauigkeit, da sich auchdieZahlderFehlerverminderte.Dennochändertesich,wie einVergleichzwischendenWer-ten der einzelnenItems in dendrei Durchgängenzeigte,die relative Schwierigkeit derItems bezogen auf die Gesamtmenge verwendeter Figurpaare kaum.

Die BefundewerdenunterBezugnahmeauf die ResultatezumÜbungseffekt bei anderenWahrnehmungsaufgaben diskutiert.


LERNEN 10

TransienteReorganisationdesvisuellenCortex desMenschennach traumatischen bzw. ischaemischen Hirnläsionen

M. Rausch, W. Widdig, M. Jüptner & M. T egenthoff

Medizinische Fakultät, Abt. Neurophysiologie, Ruhr-Universität Bochum

Die SchädigungdeszentralenNervensystemsim BereichdesSehrindeführt beimMen-schenzu einer Verminderungoder dem vollständigenAusfall der bewußtenWahrneh-mungbestimmtervisuellerModalitäten.Aus klinischenBeobachtungenist bekannt,daßes sowohl nachtransienterals auchnachpermanenterSchädigungdesSehsystemszueinerfunktionellenErholungkommenkann.Unklar ist jedoch,welchecortikalenStruk-turen diesen Reorganisationsprozeß beeinflussen.

An zweiPatientenmit einemrudimentärenRestvisus(WA: Mikroembolienim bds.Occi-pitallappen,GM: bds.occipitaleContusiocerebri)wurdedieHirnaktivierungdurchVEPmit Hilfe der funktionellenKernspintomographie(fMRI) und H215O-PETzu verschie-denenZeitpunktennach dem Schädigungsereignisdargestellt. Langfristig wurde einerepetitive neuropsychologischgeleitete visuelle Stimulationstherapiedurchgeführt(Tegenthoff et. al. 1997).

Die Aktivierungsstudienzeigten,daßes im Akutstadiumder Schädigungdesprimärenvisuellen Cortex zu einer transientenAktivierbarkeit von extrastriären Strukturen(DLPFC, Insula,NucleusCaudatus,FEF, SFG)durcheinfachevisuelleReize(Flicker,Schachbrett-Umkehr)kam,die im LaufederTherapieverschwand.Gleichzeitigwar dieAktivierung von V1 im Akutstadium gegenüberNormalpersonendeutlich reduziert,erholtesich aber im Laufe von 12 Monatenparallel zur klinischenVerbesserungdesGesichtsfeldes (Patient GM).

DieseErgebnisseimplizieren,daßesnacheinerSchädigungdesprimärenvisuellenCor-tex sehrschnellzu einerReorganisationvisuellerund multimodalerArealedesCortexkommt, die vom Ausmaßder Schädigungbzw. dem Ausfall visueller Wahrnehmungs-qualitätenabhängt.Unklar ist jedochob dieseReorganisationbedeutsamfür die funk-tionelle Erholung des Sehsystemsist (rehabilitationsfördernderEffekt) oder lediglicheine transienteKompensationverlorengegangenenSehvermögensdurch Einbindungintakter extrastriärerStrukturendescortikalenNetzwerksin die VerarbeitungvisuellerInformationen darstellt.

Tegenthoff, M., Widdig, W., Rommel,O.,Malin, J.-P.: VisuelleStimulationstherapiein derRehabil-itation der posttraumatischen kortikalen Blindheit. Neurol Rehabil 1998; (im Druck)


LERNEN 11

Diskriminationsler nenund kontextabhängigesWahlverhaltenbei Hühnerküken

M. Griesemer, P. Hauf, M. Szczepanski & V. Sarris

Institut für Psychologie, Johann Wolfgang Goethe - Universität, Frankfurt amMain.

DurchgeführtwurdenpsychophysischeUntersuchungenzumNachweiskontextabhängi-genWahlverhaltensbei Hühnerküken(n=58)mithilfe derReizdimensionen„Größe“ und„Farbe“.

Beginnendam erstenLebenstag,lerntendie Küken in einemReizdiskriminations-Trai-ning zunächst,zwischeneinemverstärktenundeinemnicht verstärktenFarb-bzw. Grö-ßenreizzu unterscheiden(Trainingsphase).NachwiederholtemErreichendesLernkrite-riums von zumindest70% korrektenWahlreaktionengelangtendie Tiere dann in dieTestphase.DabeiwurdendenTierenjeweilsTestreiz-PaareausverschiedenenKontextse-rien dargeboten:Die TestreizedieserKontextserienwarenentwederasymmetrisch(Kon-textbedingungenC1,C2) odersymmetrisch(KontrollbedingungC0) um die beidenTrai-ningsreizegruppiert.Es konntensystematischeUrteilsverschiebungenin Abhängigkeitvon denKontextbedingungenin denerstenbeidenLebenswochennachgewiesenwerden.NebenLeistungsunterschiedenzwischenderFarb-undderGrößendiskrimininationzeig-tensichin derTrainingsphaseauchinnerhalbeinerReizdimensionauffallendgroßeinter-individuelle Unterschiede.


LERNEN 12

Task Difficulty and the Specificity of Visual Learningin the Barn Owl (Tyto alba)

Robert F. van der Willigen

Institut für Biologie II, R WTH Aachen

Quantitative behavioral studiesof visualcapabilitiesin thebarnowl arepracticallynon-existent.I examinedwhetherbarnowls canbe trainedto discriminatecomputergener-atedimages.This questionwas investigatedby (A) providing an operanttechniquetoprepareowls to bevisually testedand(B) usingtwo discriminationparadigms:(I) visualsearch and (II) ”Figure-ground” segregation.

All pre-conditionedbirds (N=4) successfullylearnedto compareeachpresentedcom-puterimageto theirmemoryof astandardimage.Theanimalsindicatedtheirdecisionbypushingeithera left side(standardstimulusindication)or right side(non-standardstimu-lus indication) response bar.

Therapidnessof acquisitionvariedstronglybetweendifferentindividualsanddependedheavily on the paradigmused.Owls show a predispositionfor learningspatiallocationsinceit turnedout that spatial location is a much more salientcue to inducevisuallyguidedlearningthandifferencesin the“figure-ground”organizationof thestimuli used.Notwithstandingthis, a high degreeof stimuluscontrol was obtainedin all birds withparadigm II as well.

The two paradigmsprovided complementaryinformation aboutvisual learning:para-digm I requirescoding of spatial location of a stimulus,whereasparadigmII requiresidentificationof a stimulus.This distinctionin discriminationtasksis relevant for visuallearning becauseaccumulatingneuropsychologicaland electrophysiological evidencesuggeststhat theneuralsubstratesof visualperceptionmaybequitedistinct from thoseunderlying the visual control of actions(“what” versus“where”). According to dataderivedfrom mammals,thegeniculostriatepathway is involvedin theobjectrecognition,whereasidentificationwhich involvesorientingreactionstowardobjectsis connectedtothecolliculothalamocorticalpathway. In birdsthesepathwaysaredesignedasthethalam-ofugal andtectofugal pathway, respectively. Moreover, it is thoughtthatbirdswith frontaleyesandlarge binocularoverlap,suchasowls, have a stronglydevelopedthalamofugalsystem(“what system”),whereasspecieswith lateraleyesandmostly monocularfieldsof vision have a stronglydevelopedtectofugal system(“wheresystem”).If this assump-tion is correct,taskdifficulty and/orspecificityshouldgive a behavioral measurefor thecontribution of boththe“what” and“where” systemto thetotal of visualprocessingthattakes place.

In conclusion,owls canbe trainedto discriminatecomputergeneratedimagesand thespecificity of learningwith respectto spatial location suggestsa dominantrole of thetectofugal pathway during visual guided learning.

Postersitzung:Objekterk ennung

104 Postersitzung: Objekterkennung

OBJEKTE 1

Evidence for the Encoding of Complex Object Features inMonkey Inferior Temporal Cortex

Jon Pauls & Nikos Logothetis

Max-Planck-Institut f or Biological Cybernetics, Tübingen

Theinferior temporalcortex (IT) of themonkey haslongbeenknown to playanessentialrole in visual object recognition.The presentstudyexaminesthe role of IT neuronsincombined psychophysical and electrophysiological experiments, in which monkeyslearned to classify and recognize computer generated three-dimensional objects.

Themonkeys recognizedasthetargetonly those2-D views thatwerecloseto thefamil-iar, trainingview (Logothetisetal.,CurrentBiology, 1994).Recognitionbecameincreas-ingly difficult for themasthestimuluswasrotatedaway from theexperiencedviewpoint,and they failed to recognizeviews fartherthanabout± 40 deg from the training view.Whenthe animalsweretrainedwith asfew asthreeviews of an object,120 deg apart,they couldoftenrecognizeall views resultingfrom rotationsaroundthesameaxis.Suchperformancesuggeststhatview-invariantrecognitionof familiar objectsby bothhumansand nonhumanprimatesinvolves perceptuallearning and may be accomplishedby aviewer-centered system that interpolates between only a small number of stored views.

A populationof IT neuronswas found that respondedselectively to views of recentlylearnedobjects(Logothetisetal, CurrentBiology, 1995).Thecellsdischargedmaximallyfor oneobject-view, andtheir responsefell off graduallyastheobjectwasrotatedawayfrom theneuron'spreferredview. A systematicanalysisof theresponseof theseneuronsto variouspartsof theview revealedthatmostcellswererespondingto acomplex config-urationwithin theview. Theresponseof someothercellsto objectpartswashighly non-linear indicating more configurationalor “holistic” selectivity. No selective responseswereever encounteredfor views thattheanimalsystematicallyfailedto recognize.For anumberof objectsthatwereusedextensively during the trainingof theanimals,andforwhich behavioral performancewas view-independent,multiple cells were found thatweretunedarounddifferentviews of the sameobject.A very small numberof neuronswere selective for all views of one particular object.

Our experimentsshow that recognitionof three-dimensionalnovel objectsis a functionof the object'sretinal projection.This finding supportsthe notion of viewer-centeredobject representationsfor the purposeof recognition.Our resultsare similar to thoseobtainedundersimilar circumstancesin humans(Rocket al., JEP:Gen.,1981;Bülthoff& Edelman,PNAS, 1992).Our resultssuggestthat IT neuronscandevelop a complexreceptive field organizationasa consequenceof extensive training in the discriminationandrecognitionof objects.Noneof theseobjectshadany prior meaningfor theanimal,nor did they resembleanything familiar in the monkey's environment.Thesefindingssupportthe ideathat a populationof neurons-- eachtunedto a differentobjectaspect,showing a certaindegreeof invarianceto imagetransformations,andselective for com-plex objectfeatures-- may, asanassembly, encodeat leastsometypesof complex 3-Dobjects for which structural decomposition is not possible or meaningful.

Postersitzung: Objekterkennung 105

OBJEKTE 2

Object selective attention prevents shift-invarianceof visual recognition

Martin Jüttner & Ingo Rentschler


Shift- or positioninvariance,a highly desirablegoal of machinevision, hasbeenques-tionedasa primary mechanismof humanvision (seee.g.,Nazir, T. & O’Regan, 1990,SpatialVis. 5, 1-19).Ourwork onfovealandextrafoveallearningof patternclassificationsuggestedthe existenceof essentialtop-down effectson shift-varianceof humanvisualrecognition (Jüttner, M. & Rentschler, I., 1996, Vision Res. 36, 1007-1022).

To reveal the natureof thesetop-down effects, we studiedhow observers acquireviasupervisedlearningthe ability of patternclassificationin two differentpsychophysicaltasks.Thesetaskswereidenticalwith respectto physicalstimulusconditions.However,they differedin taskcomplexity which in onecasewasa 3-classclassification(complexpatterncontext) requiringobjectselectionvia workingmemory, anda2-classdiscrimina-tion (simplepatterncontext) in the other. We found completeshift-invarianceof visualrecognitionfor simplepatterncontext anda completelack of shift-invariancefor com-plex pattern context.

A physiologicalinterpretationof our resultsmaybepossiblein termsof mechanismsofworking memoryin monkey inferotemporal(IT) andprefrontal(PF)cortex. It raisesthepossibilitythatPFmechanismsof working memoryareavailablefor visualobjectrecog-nition if and only if objects are exposed at the locus of fixation.


OBJEKTE 3

Untersuchung von mentaler Rotation undblickwink elunabhängiger Wiedererkennung bei 3D-Objekten

Volker Thoma & Alf Zimmer


DieseStudiebeschäftigtsich mit der Frage,in welcherForm dreidimensionaleObjekteim Gehirngespeichertsind,wennsievon verschiedenenBlickwinkeln ausgesehenwer-den.EineGruppevon Theorien(z.B. Tarr & Pinker, 1989)gehtvon beobachterzentrier-ten Repräsentationenaus,d.h. Objektewerdenin einigentypischenAnsichtenmentalabgebildet,die Wiedererkennungist abhängigvom jeweiligenBlickwinkel desBeobach-ters. AndereTheorien(z.B. die Geon-Theorievon Biederman& Gerhardstein,1993),vermutenobjektzentrierteRepräsentationen.Danachzerlegt das visuelle SystemdesMenschengesehenObjektein Einzelteile(z.B. “geons”),die unabhängigvom betrachte-tenBlickwinkel wiedererkanntwerden.In zweiExperimentenverglichenVersuchsperso-nenBilder von Paarenabstrakter, dreidimensionalerObjekte,die nachdenvon Bieder-man und Gerhardstein(1993) aufgestelltenBedingungengestaltetwurden, um eineblickwinkelunabhängigeWiedererkennungzu ermöglichen.ReaktionszeitenundFehler-ratendienenalsIndikatorenfür dieArt derverwendetenRepräsentationenbeiparallelemund sequentiellemVergleich. Entgegen den Vorhersagenvon Biedermanund Gerhard-steinzeigtensichEffekte,diementaleRotationbeiexpliziter Wiedererkennunganzeigen.JedochbliebendieseEffektekonstant,esgabkeineAutomatisierung,die auf kanonische2D Repräsentationenschließenlassen.Außerdembewirkte dastachistoskopischeDarbie-tenvonObjektenin unbekanntenBlickwinkelnverbesserteLeistungenin einemnachfol-gendem“matching” Paradigma.Schließlichzeigtesich,daßObjektemit einerSymme-trieachsedeutlichbesserwiedererkanntwurdenalsunsymmetrischeObjekte,obwohl esauchim erstenFall keine“symmetrischen”2D-Abbildungengab. DieseBeobachtungensprechenfür Theorien,die ein Zusammenwirken von objektzentriertenund beobachter-zentriertenRepräsentationenbei der Wiedererkennungvon Objektenbeschreiben(z.B.Corballis, 1988; Jolicouer, 1992; Tarr & Bülthoff, 1995).


OBJEKTE 4

Besseres Erkennen auch ohne Wiedererkennung

R. Popp & A. Zimmer

Lehrstuhl für Psychologie II, Universität Regensburg

In dieserneuropsychologischenStudie untersuchtenwir erhaltengebliebenevisuelleLernkapazitätenund implizite Gedächtnisfunktionenbei neurologischenPatientenmitmassivenLern-undMerkfähigkeitsstörungen(anterogradeAmnesie).ZentraleFragestel-lung war, ob jenePatientenin derLagesind,unterschiedlichesBildmaterial,dasnur ein-mal dargebotenwurde, nach7 Tagenschnellerund korrekter zu identifizieren,selbstwennsiesichandieseBilder nicht mehrerinnernkönnen.In drei Experimentenverwen-detenwir als TestmaterialStimuli, bei denendie sonstautomatischeObjekterkennungerheblich erschwertist. Unterschiedein der Geschwindigkeit und Genauigkeit beimErkennenvon zuvor präsentiertenItemsdientenals direktesMaß für implizite Lernef-fekte. Die explizite Gedächtnisleistung wurde in einem Wiedererkennungstest ermittelt.

Im erstenExperimentmit fragmentiertenBildern,die eineperzeptuelleOrganisationderEinzelteilezueinemsinnvollenGanzenerfordern(Closure),konntedieerwartetekombi-nierte Wirkung von bildspezifischemObjekt-Priming und allgemeinenperzeptuellenLernprozessengezeigtwerden:Die PatientenundKontrollpersonenidentifiziertenbereitspräsentierteBilder am bestenund schnellsten,wobei bei neuenBildern desTestdurch-gangsebenfalls eineVerbesserungzur Ausgangsleistungim Lerndurchgangzu erkennenwar. Hingegenwardasexplizite ErinnerungsvermögenanbekannteBilder beidenamne-stischenPatientenerheblicheingeschränkt.Im zweitenExperimentmußtedie alternativeBedeutungvondoppeldeutigenVexierbildern,dieeinekonzeptionelleUmkehrderWahr-nehmungverlangen,möglichstschnellerkanntwerden.Bei dieserIdentifikationsaufgabezeigtendie amnestischenPatientennacheiner WochesubstantielleLeistungsverbesse-rungenfür alteundneueItems,obwohl siesichanbekannteBilder kaumerinnernkonn-ten.Die beobachtetenimpliziten Erleichterungseffekte spiegeln allgemeineperzeptuelleLernprozessewider. Im dritten Experimentgalt es, sehr abstrakteund schematisierteZeichnungen(Drudels)zu identifizieren.Bei diesemBildtyp spieltdie konzeptuelleVer-arbeitungder sensorischenDateneinegroßeRolle, da derenErkennenstarkvon Erfah-rungundWissengeleitetwird. Nach7 TagenzeigtendieamnestischenPatientenbildspe-zifischesObjekt-Priming:Bereits geseheneBilder konntendeutlich schnellererkanntwerdenalsdieunbekanntenBilder desLern-oderTestdurchgangs- trotzerheblicherEin-bußen in der Wiedererkennungsleistung.

Die Ergebnissederdrei ExperimentebestätigenBefundezu längerdauerndenimplizitenLerneffektenbei amnestischenPatientenmit visuellemMaterial.Die festgestellteDisso-ziation zwischen impliziter und expliziter Gedächtnisleistungunterstützt bisherigeAnnahmen,daßdieseauf separatenGehirnsystemenberuhen.Vor allem die Ergebnissedes dritten Experimentsdeutendarauf hin, daß visuelles Objekt-Priming nicht aus-schließlichauf perzeptuellen„bottom-up" MechanismeneinerfrühenStufeder sensori-schenVerarbeitungberuht,sondernauch konzeptuelle,„top-down“ Verarbeitungspro-zessebeimimpliziten Gedächtnisbeteiligtseinkönnen.InsgesamtsinddieseErgebnissevielversprechendfür denEinsatzvonvisuellenHilfsmitteln - wie z.B.vonPiktogrammen- in der klinischen Rehabilitation von Gedächtnisstörungen.


OBJEKTE 5

Evaluation eines gesichtsspezifischen Ähnlichkeitsmaßes

A.I. Ruppertsberg, T. Vetter & H.H. Bülthoff


WelcheBereicheeinesGesichtesberücksichtigenwir besonders,wennwir die Ähnlich-keit von Gesichternvergleichen?Vetterund Troje (JOSAA, 14, 2152-2161)habeneinkorrespondenz-basiertesGesichtskodierungssystemeingeführt,beidemdieBildinforma-tion in Texturinformationundin Forminformationunterteiltwird. Mit Hilfe einerHaupt-achsentransformationauf derseparatenTextur undForm kanneineBasisgefundenwer-den,in der jedesandereGesichtdarstellbarist. Um diesesKodierungssystemderartzuverbessern,daßes der menschlichenÄhnlichkeitswahrnehmungentspricht,habenwireine spezifischeGewichtung desFormraumeseingeführt.Des Weiterenhabenwir dieSchwelledes geradenoch erkennbarenUnterschieds(JND) zwischenRekonstruktionundOriginal bestimmt.In Versuch1 wurdendrei verschiedeneGewichtungendesForm-raumes vorgenommen.Gewichtung 1 berücksichtigtejeden Bildpunkt im Gesicht,Gewichtung2 berücksichtigtedie Augen,die Nase,denMund und die GesichtskonturundGewichtung3 dieselbenGebietewie Gewichtung2 bis auf die Gesichtskontur. DenVersuchspersonenwurdendrei Gesichtergleichzeitigpräsentiert.DasobereGesichtwardasOriginalgesicht,dasBild links undrechtsuntenwarenRekonstruktionendesoberenBildes.Die Versuchspersonenmußtenangeben,welchesder beidenunterenBilder demoberenähnlicherwar. In einemViertel derDurchgängewareinesderbeidenunterenBil-derdasOriginal. Wir wollten sicherstellen,dasdie VersuchspersonendasOriginal nochimmer sicherherausfindenkonnten.Die Antwort und die Reaktionszeitwurdenaufge-zeichnet.In Versuch2 wurdenRegionender Gewichtung 2 blockweisegetestet.Dazuwurde auf jeder Region eine Hauptachsentransformationgerechnetund danachjedeRegion mit zunehmenderAnzahlanHauptachsenrekonstruiert.In einemähnlichenVer-suchsparadigmawie obenbeschriebenmußtendie Versuchspersonenangeben,in wel-chemder beidenunterenBilder die Originalgesichtsregion gezeigtwar. Die Fehlerrateund Reaktionszeitwurdenaufgezeichnet.In Versuch1 habendie Versuchspersoneninüber20%derFälleRekonstruktionenfür dasOriginal gehalten.Die mittlereReaktions-zeit lag bei 2,8s.Ansonstenbevorzugtensie Rekonstruktionenmit Gewichtung 2. DieVersuchspersonenkonntenzwischenRekonstruktionenmit Gewichtung1 und2, 2 und3unterscheiden,abernicht zwischen1 und3. Hier lag die mittlereReaktionszeitbei 3,5s.EsbestandkeineAbhängigkeit zwischenderGewichtungundderReaktionszeit.In Ver-such2 lagderAnteil korrekterAntwortennieunter75%.Die Leistungvariierteamstärk-stenfür denMund, danndie Naseund ganzwenig für die Augen.DieseUnsicherheitdrücktesich auchin denReaktionszeitenaus.Die mittlere Reaktionszeitfür die Augenwar am kürzesten(5,4s),für denMund am längsten(6,8s).Wennwir Ähnlichkeit zwi-schenGesichternbegutachten,berücksichtigenwir in besonderemMaßedie Regionender Augen,der Nase,desMundesund der Gesichtskontur. DieseRegionenmachennurca.1/5 dergesamtenGesichtsflächeaus,unddadurchkannein Gesichtderartrekonstru-iert werden,daßesdemOriginal ähnlichersiehtalseineRekonstruktion,die jedenBild-punkt im Gesicht beinhaltet. Die Kodierungseffizienz wird also deutlich gesteigert.


OBJEKTE 6

Schau’ ich Dir in die Augen?Scanning-Strategien der Gesichtsverarbeitung

Helmut Leder & Christian Roßnagel

Freie Universität Berlin

Die Messungvon Augenbewegungenist ein nützlichesMittel zur Evaluationvon Infor-mationsaufnahmestrategien(z.B.Pomplun,Rieser, Ritter& Velichkovsky, 1997).Bei derErforschungder Wahrnehmungvon Gesichternkam sie bislangallerdingsnoch wenigzumEinsatz.Gesichterenthaltenvielfältige Informationen,die auchunabhängigvon derBekanntschaftmit einer Personeingeschätztwerdenkönnen(Bruce & Young, 1986;Leder, 1996).Unklar ist bislang,ob die AufnahmedieserunterschiedlichenInformatio-nenunterschiedlicheStrategienderInformationsaufnahmezeitigtoderdieGesichtswahr-nehmungauf einerGlobalrepräsentationberuht.Wir untersuchtendeshalb,wie sichver-schiedeneInstruktionenaufScanning-Strategienauswirken.UnterInstruktionI sollteaufeinerNeun-Punkte-SkaladieEinprägsamkeit einesGesichtsbeurteiltwerden.InstruktionII lautete,dieMaskulinitäteinzuschätzenundunterderdrittenInstruktionwurdediephy-sischeAttraktivität eingestuft.Die Hälfte der Versuchspersonenerfüllte dieseAufgabenfür jeweils 5 Gesichterbei einerDarbietungszeitvon 500 ms,die andereHälfte sahdieGesichter für jeweils 2500 ms.

Die AuswertungderInspektionszeitenfür die fünf GesichtsarealeStirn,Augen,Wangen,Mund undKinn zeigteim VergleichzwischendenDarbietungsbedingungennur tenden-zielle Unterschiedefür die Mund- (p<.054)unddie Augenregion (p<.093).Im VergleichzwischendenAufgabenzeigtensichwiederumUnterschiedefür dieMundregion,diebeikurzzeitigerSchätzungder Einprägsamkeit besonderswenig und bei EinschätzungderAttraktivität besondersviel beachtetwurde.Obwohl alsoeinzelneEffekteextrahiertwer-den konnten,sind die geringenUnterschiedesowohl zwischenden Aufgabenals auchzwischendenDarbietungszeitenalsIndiz für eineglobaleBetrachtungsstrategiezubeur-teilen.

Bruce,V. & Young,A.W. (1986).Understandingfacerecognition.British Journalof Psychology, 77,305-327.

Leder, H. (1996). Linienzeichnungen von Gesichtern. Bern: Huber.Pomplun, M., Rieser, H., Ritter, H. & Velichkovsky, B. (1997). Augenbewegungen als kognition-

swissenschaftlicher Forschungsgegenstand. In R.H. Kluwe (Hrsg.), Strukturen und Prozesseintelligenter Systeme (S. 65-107). Wiesbaden: Deutscher Universitätsverlag.


OBJEKTE 7

Die Bedeutung von Textur und Form in einer komplexen Kategorisierungsaufgabe bei Tauben

Michaela Loidolt, Ulrik e Aust, Ludwig Huber,Nikolaus Troje & Martin Fieder

Inst. für Zoologie, Abt. für Theoretische Biologie, Universität Wien,

Tauben(Columbalivia) sindbekanntfür ihre Fähigkeit, in LernexperimenteneinegroßeAnzahlverschiedenstervisuellerStimulusklassenkategorisierenzukönnen.Esist jedochbis heutenicht klar, welchedie dabeifür die TaubeperzeptuellrelevantenMerkmaleinden Bildern sind.

Wir untersuchtenanhandeinerKategorisierungsaufgabemit komplexennatürlichenBil-dern,welcheRolledie in denBildernenthalteneForm-undTexturinformationspielt.DieTauben(n=24) wurdendarauftrainiert, Bilder von menschlichenGesichternnachdemGeschlechtzu unterscheiden.Wir verwendeteneine Art der Bildrepräsentation,die eserlaubt, Textur- und 2D-Forminformation in den Gesichternzu trennen(“correspon-dence-basedrepresentation”;sieheVetter, T. & Troje N.F. 1995.In: Mustererkennung.Springer, 118-125).

Der ersteTeil unsererStudiebestandin einemVergleich der KlassifikationsleistungendreierGruppenvon Tauben(je 8 Tiere), wobei jededieserGruppenmit eineranderenVersionderGesichterbildertrainiertwurde,diesichbezüglichTextur- undForminforma-tion unterschieden.Eine Gruppe(ORIGINAL) wurdemit denOriginalbilderntrainiert,diezweiteGruppe(TEXTUR) mit BildernvonGesichtern,diealle identischeFormbesa-ßenundsichnur hinsichtlichderTexturinformationunterschieden,unddie dritte Gruppe(FORM)wurdemit BildernvonGesichterntrainiert,diesichnur in derFormunterschie-den,jedochalle dieselbeTexturinformationaufwiesen.100Bilder (50 männlicheund50weibliche Gesichter)wurdenfür diesesKlassifikationstrainingverwendet,100 weiterefür die anschließenden Klassifikationstests.

Die Ergebnissezeigendeutlich,daßdie Taubenhauptsächlichdie in denBildern enthal-teneTexturinformationverwendeten.Währenddie TierederORIGINAL- undderTEX-TUR-Gruppeim Training rasch eine hohe Klassifikationsleistungerreichtenund imGeneralisationstestmit neuenBildern guteTransferleistungenzeigten,warendie Ergeb-nisse bei der FORM-Gruppe signifikant schlechter.

Wir konntenzeigen,daßTexturmerkmalefür Taubennicht nur genügendInformationbieten,um einekomplexe natürlicheKategorie leicht klassifizierenzu können,sonderndarüberhinausauch,daßsie- im GegensatzzumMenschen- TexturmerkmalegegenüberFormmerkmalendeutlichbevorzugen.OffensichtlichhabenTaubenein hochentwickel-tes Texturerkennungssystem,das für standpunktunabhängigeObjekterkennung vonBedeutung sein könnte.


OBJEKTE 8

Orientierungsinvariante Mustererkennung durchInvarianz-Transformationen

Nikolaus Kriegeskorte

Psychologisches Institut, Universität Köln

ZweidimensionaleRotationsinvarianz-Transformationen(RITen)eignensichalsKompo-nentenorientierungsinvarianterMustererkennungsmechanismen.SiesindalsModelle inbezug auf Taubenund Menscheninteressant.RITen sind Transformationen,die auseinem Eingabemusterein Ausgabemusterberechnen,welchesbezüglichRotation desEingabemustersinvariant ist. Sie eignensich als vor die ÜbereinstimmungsdetektiongeschalteteVerarbeitungsstufe.RITen unterscheidensich von rotationsinvariantenKlas-sifikatoren:WährendbeiRITendieAusgabeinformationähnlichkomplex ist wie dieEin-gabe,bildenKlassifikatorenkomplexe Eingabenauf einfacheKlassenbezeichnungenab.Ein wichtigesMerkmal von RITen bestehtdarin,daßOrientierungsinvarianzmusterun-abhängigimplementiertwird. Die idealeRIT trenntnur die Orientierungsinformationabund erhält die gesamteRestinformation.Folgende5 Modellklassenvon RITen werdenbehandelt:Ringsummen,Ringsummenvon Relationen,Polar+R-Transformation,Netzehöherer Ordnung (autokorrelative Verfahren), und parallele Rotation+R-Transformation.

DurchAnalyseundImplementationwird die EignungdieserModellezur Erklärungori-entierungsinvarianterMustererkennungbeiTaubenundMenschenunterBezugnahmeaufVerhaltensdaten und neurobiologische Randbedingungen untersucht.

Die untersuchtenRITen sind zumindestinsofernneurobiologischplausibel,als sie miteinfachenmathematischenOperationenauskommen.Siesindneuronalähnlichkomplexwie andereMechanismenorientierungsinvarianterMustererkennung,abersiekombinie-rendie positivenEigenschaftenandererModelle in bezugauf ErkennungszeitundSpei-cheraufwand.RITeneignensichzur ErklärungorientierungsinvarianterErkennungohnementalenRotationseffekt. MentaleRotationseffekte tretenbei Menschennur bei beson-dersschwierigenUnterscheidungsaufgaben,beiTaubenüberhauptnichtauf.In bezugaufTaubensindRITenzusätzlichdeshalbinteressant,weil die BerücksichtigungderOrien-tierungdargebotenerMustervonTaubennurschwergelerntwird. Ein evolutionstheoreti-schesArgumentläßtRITenin bezugauf Vögel allgemeinplausibelerscheinen:Organis-men,die einengroßenTeil derZeit annäherndgravitationsparallelblicken,müssenjedesObjekt etwa gleich häufig in allen Orientierungenerkennen.Im Gegensatzetwa zurGesichtererkennungbeiMenschendarfOrientierungsinvarianzdeshalbkeineressourcen-intensive Spezialfunktionsein.RITen sind vor allem bezüglichder RessourcenErken-nungszeitundZeit für die AkkommodationneuerReferenzmusterüberlegen.Die disku-tiertenModellelassensichin vielfältiger Weisekombinieren,sodaßsieeinenRaumvonMechanismenaufspannen.InteressanteTradeoffs bestehenzwischenneuronalerKom-plexität des Erkennungsmechanismus, Erkennungszeit und Speicheranforderungen.


OBJEKTE 9

Der Einfluß der Raumorientierung auf dieFigurwahr nehmung: Zeigeeffekte bei mehrdeutigen Dreiecken

Ursula Schuster

Institut für Allgemeine Psychologie, Universität Leipzig

Die Untersuchunggreift ein von Palmeru.a.1981untersuchtesProblemauf: die Wirk-samkeit von Orientierungeneiner zweidimensionalengeometrischenFigur auf derenWahrnehmung.Palmerwies denEinfluß von konfiguralenund Textureigenschaftenaufdie Wahrnehmungder s.g. Zeigerichtungbei gleichseitigenDreiecken nach. Für dieWahrnehmungeinzelnergleichseitigerDreiecke fander bevorzugteZeigerichtungen.Essoll nunmehruntersuchtwerden,ob tatsächlichdievier orthogonalenRichtungenausderMenge von zwölf möglichen zentralsymmetrischenRichtungender 30 Grad Dreh-GruppebevorzugteZeigerichtungensind und ob esAlters- bzw. Intelligenzeffekte gibt.Als Versuchspersonenwurden150 Schülerder Klassenstufen4 bis 9 ausNormal- bzw.Förderklassen(Lernbehinderte)herangezogen,die im Rahmeneiner umfangreicherenStudiezur EntwicklungderStrukturwahrnehmungamExperimentteilnahmen.Als Ver-suchsmaterialdientendievier physikalischunterscheidbarengleichseitigenDreiecke,dieesin denzwölf Lagengibt. JeeineinzelnesDreieckwar in derMitte einesKreisesange-ordnet,aufdemin 30deg-AbständenMarkierungenangebrachtwaren.Die Itemswurdenin Zufallsfolgein insgesamt60EinzeldarbietungenmittelsDiaprojektionpräsentiert.DieAufgabedesProbandenbestanddarin, sofort nachEintritt desZeigeeindrucksdie sub-jektive Zeigerichtungzu bezeichnen.Die Aufgabewurdeals Übungsaufgabemotiviert(sichereund schnelleIdentifikationder Zeigerichtung).Es schloßsich eine– hier nichtberichtete- Transformationsbeurteilungan. Im Unterschiedzu Palmerwurdendie Häu-figkeitengenannterZeigerichtungennichtnuraufdenzwölf insgesamtmöglichenZeige-richtungenaufgetragen,sondernjeweils im Vergleich zwischendenkonkretkonkurrie-rendendrei Richtungen.Die Resultatewurdenvarianzanalytischausgewertet.EszeigtensichsignifikanteBevorzugungendervertikalenZeigerichtungen(oben/unten)gegenüberdendazugehörigenSchräglagen.EineBevorzugungderhorizontalenRichtungen(rechts/links) konnteallerdingsnichtdurchgängiggezeigtwerden.Auf individuellersowie auchauf Intelligenz-bzw. Altersgruppenebenesetztensichteilweisesogar die „steilen“ Rich-tungen(11, 1, 5, 7 Uhr) gegenüberden dazugehörigenhorizontalenZeigerichtungendurch oder Unterschiedewarennicht signifikant.Mit zunehmendemAlter und Intelli-genzniveau erhöhtesich die Anzahl angegebenerorthogonalerZeigerichtungen.DieResultatewerdenalsEffekt intrafiguralerStrukturierungsowie im Kontext derFunktio-nalitätexternerBezugsachsendiskutiert.DasAuftretenlokalerMaximaderhorizontalenRichtungenbei derDarstellungüberalle zwölf Richtungenhinweg wird alsArtefakt derNichtbeachtungtatsächlichkonkurrierenderRichtungencharakterisiert.Die ErgebnisseeinerPilotstudiemit zehnStudentenals Vpn, bei der nebender ZeigerichtungauchdieReaktionszeitgemessenwird sowie die ResultateeinerFehleranalysebei Reihenfortset-zungsaufgabenmit zentralsymmetrischenFigurenwerdenmit denberichtetenBefundenin Verbindung gebracht und stützen die Interpretation.


OBJEKTE 10

Salience and Fading of Texture-Defined Targets

Ralf Teichmann & Allison B. Sekuler

Institut für Bioph ysik und Strahlenbiologie, Universität Freiburg

During strict fixation, a uniform grey spot presentedin the peripheralvisual field willfadefrom view within 10 - 20 s (Troxler 1804),muchasa stabilizedretinalimage.Ram-achandran& Gregory (1991)extendedthis effect to uniform targetson texturedback-grounds(artificial scotomas).In our experiments,a texturedtarget wassegregatedfromthe backgroundby a texture difference.Threetypesof texture differencewerestudied:orientationcontrast,form contrast,and order contrast.In all threeconditions,targetsfadedasreadily asuniform targets.The strengthof the texture contrastaffectedfadingtime.

In asecondexperiment,weaskedwhetherthereis acorrelationbetweenthesalienceof agivenstimulusandits time to fading.Saliencewasdeterminedwith a 2 AFC-procedureusing the samestimuli with short presentationtimes (92 ms). With increasingtexturecontrast,the proportion of correct answersincreasedfrom 50% (chance)to 100%.Accordingly, the time required for the decision was longest at low contrastsanddecreasedwith increasingcontrast.Resultsfrom both typesof experimentssuggestthatthe salienceof a target andits fadingtime arecorrelated:The moresalienta peripheralstimulus,thelongerit will persistduringfixation. It thusappearsthatpop-outandfadingconstitute the beginning and end of a perceptual continuum.

V.S. Ramachandran, R.L. Gregory: Perceptual filling in of artificially induced scotomas in humanvision. Nature 350, 699-702 (1991)

D. Troxler:UeberdasVerschwindengegebenerGegenstaendeinnerhalbunseresGesichtskreises.InK. Himly and J.A. Schmidt (eds) Ophthalmologische Bibliothek II, Pt.2, 1-53 (1804)


OBJEKTE 11

Die Wirkung des Orientierungsgehaltes derElementarstruktur en bei der Segmentierung von Texturen:

psychophysische Daten und ein Filtermodell.

Lothar K ehrer

Abteilung für Psychologie, Universität Bielefeld

Bei der präattentiven Segmentierungvon Texturen habenOrientierungskontrasteeinestarkgliederndeWirkung.Esist relativ gutuntersucht,wie ausgeprägtderOrientierungs-kontrastzwischendeneineZiel- bzw. Hintergrundtextur konstituierendenElementarstru-kuren(Texel) gewählt werdenmuß,um im psychophysischenExperimenteinenGliede-rungseindruckzu erzeugen.Weit wenigergut untersuchtist die FragenachderWirkungdes“Orientierungsgehaltes”der einzelnenTexel (z.B. operationalisiertals dasLängen-BreitenverhältnisdieserTexel) auf den Gliederungseindruck.Wir sind dieserFrageinzwei Experimentennachgegangen:ausgehendvon einerStandardbedingungwurdendiefür die ReizgenerierungverwendetenTexel stufenweiseverkürzt (bei konstanterBreiteund damit stufenweiseherabgesetztem“Orientierungsgehalt”dieserTexel). Als abhän-gigeVariablewurde,untertachistoskopischenReizbedingungen,dieEntdeckungshäufig-keit für eine in eine Hintergrundtextur eingebettete Zieltextur erhoben.

Die gewonnenenExperimentaldatenwurden anschließendmit den ErgebnissenvonComputersimulationenverglichen.Als Grundlagefür die Simulationendienteein spatia-lesFiltermodellvom “back-pocket” Typ (zwei Filterschichtenmit nicht-linearerVerbin-dung).Aufgrund diesesVergleichsvon Experimentaldatenmit Simulationsergebnissenglaubenwir rechtgenaueparametrischeAngabenüberdie an der Segmentierungbetei-ligten Informationsverarbeitungsstrukuren im visuellen System machen zu können.


OBJEKTE 12

Masking by Plaid Patterns:Effects of presentation time and mask contrast

Felix A. Wichmann & G. Bruce Henning

Sensory Research Unit, Dept. Exp. Psychology, Oxford University, U.K.

Most currentmodelsof early spatialvision compriseof setsof orientation-andspatial-frequency selective filters with our without limited non-linearinteractionsamongstdif-ferentsubsetsof thefilters.Theperformanceof humanobserversandof suchmodelsforhumanspatialvision werecomparedin experimentsusingmaskerswith two spatialfre-quencies (plaid masks).

Thedetectabilityof horizontallyorientatedsinusoidalsignalsat3.02c/deg wasmeasuredin standard2AFC-tasksin the presenceof plaid patternswith two-componentsat thesamespatialfrequency asthesignalbut atdifferentorientations(± 15,30,45,and75degfrom the signal)andwith varying contrasts(1.0, 6.25and25.0%contrast).In addition,thetemporalenvelopeof thestimuluspresentationwaseithera rectangularpulseof 19.7msec duration, or a temporal Hanning window of 1497 msec.

Thresholdelevationvariedwith plaid componentorientation,peaked ± 30 deg from thesignal where nearly a log unit thresholdelevation for the 25.0% contrastplaid wasobserved. For plaids with 1.0% contrastwe observed significantfacilitation even withplaids whose components were 75 deg from that of the signal.

Elevationfactorsweresomewhat lower for theshortstimuluspresentationtime but werestill significant (up to a factor of 5 or 6).

Despiteof thesimplenatureof thestimuli employed in this studysinusoidalsignalandplaid maskscomprisedof only two sinusoidsnoneof thecurrentmodelsof earlyspatialvision can fully account for all the data gathered.


OBJEKTE 13

Dynamic Distortions in rotating radial figur es

Frank Stürzel, S. Anstis & L. Spillmann

Inst. für Biophysik, AG Hir nforschung, Universität Freiburg

A white sectoron a black rotatingdisk appearsspatiallycompressed.We found that (i)theaverageamountof shrinkagewasaboutconstant(11 deg for sectorsrangingfrom 30to 150deg androtatingat 1.25rps); (ii) increasedwith rotationvelocity (producingspa-tial compressionsof 9 - 30%of theoriginal sizefor velocitiesrangingfrom 0.8 rps to 2rps);and(iii) affectedthe leadingandthetrailing portionsof therotatingsectorequally,while allowing for apparentexpansionof themiddleportion.Consistentwith thesefind-ings we found that (iv) two black lines 20 mm apartextendingfrom the middle to theedgeof therotatingdisk appearedto convergewhenthey wereactuallyparallelandwereseenasparallelwhentheir endpointswerediverging by 3 deg. Our findingssuggestaforeshorteningprocesswhich ensuresthat the shapesof moving stimuli are perceivedcorrectly, irrespective of whether they are actually sharp or blurred.


OBJEKTE 14

Additi vity in conjunction visual search tasks?

Jutta S. U. Budde & Manfr ed Fahle

Section of Visual Science, Dept. Neuroophthalmology, Univ. Eye Clinic, Tübingen

We investigatedhow elementarystimulusfeaturesandtheir conjunctionsareprocessedby thevisualsystem.In a conjunctionsearchtask,onetargetelementdiffers, in 50%ofthetrials, from distractingelementsin acombinationof two features.Theobserverhastodecidewhethera target is presentand the reactiontimesaremeasured.In conjunctiontasks,the time requiredfor thesearchusuallyincreaseslinearly with thenumberof dis-tractorsdisplayed,at a certainslope.It hasbeenproposedthat thetwo featuresof a con-junctionhave additive andindependentcontributionsto themeanslopes(of targetabsentandpresenttrials) of the conjunctiontask,henceboth featuresareprocessedseparately(Treisman& Sato,1990. J.Exp.Psych.:Hum.Perc.Perf.,16,459-478).To investigate theadditivity assumption, we systematically tested a large number of conjunction tasks.

Stimuli were6, 10, or 14 Gaborpatchesoneof which differedin “movement”,“color”,“contrast”, “orientation”, “spatial frequency”, and/or “stereoscopicdepth”. Target anddistractorseitherdifferedin a singlefeatureor elsein a conjunctionof two of the fea-tures.Distractorgroupswereequallylarge.To assesswhetherthefeaturesaddaconstantto the meanconjunctionsearchslopes,the differencesbetweenthe conjunctionslopeswere calculated for each feature pair.

Wecouldnot replicatetheadditiveeffectof featuresonthemeanconjunctionslopes.Sin-gle features seem to contribute differently to different conjunctions.

Our resultsuggeststhatsubjectsmighthaverestrictedtheir searchto elementsdefinedbyonly onefeaturetype.However, it is not clearwhich featurethesubjectsmighthavecho-sen.Evenfor eachindividual observer no singlefeatureled to constantlysmallconjunc-tion slopes.This indicatesthatthechoiceof thesearchedfeaturetypemightchangefromcondition to condition, or even from trial to trial.


OBJEKTE 15

Bestimmung visueller Suchstrategien mit einemmathematischen Reaktionszeitmodell

Gisela Müller-Plath

MPI für neur opsychologische Forschung, Leipzig

In derForschungzur visuellenSuchewird häufigvon einerDichotomievon Suchstrate-gienausgegangen:Die „Pop-Out-Suche“,beiderdieReaktionszeitvonderObjektanzahlrelativ unabhängigist, wird der „seriellenSuche“gegenübergestellt,bei der die Reakti-onszeitmit steigenderObjektanzahllinearanwächst.Die ExistenzeinersolchenDicho-tomiewird jedochzunehmendangezweifelt;eherkannmanvon zwei PoleneinesKonti-nuumsvon mehroderwenigereffizientenSuchstrategiensprechen.ZudemerscheintdieMethodeproblematisch,die Suchstrategie überdie lineareSteigungder Reaktionszeit-kurve bei steigenderObjektanzahlzu bestimmen:Zum einenist dieseKurve häufignichtlinear (nicht einmal monoton),wie experimentelleBefundezeigen,zum anderenkannbei wachsenderObjektanzahlnicht von einergleichbleibendenSuchstrategie ausgegan-genwerden.Wolfe (1994)gibt mit seinemModell „GuidedSearch“hierfüreineplausibleErklärung.

Unseralternativer Ansatzzur Bestimmungder Suchstrategie bestehtdarin, die Reakti-onszeitin jederAufgabenbedingungalsSummeder für die TeilschrittedesSuchprozes-sesbenötigtenZeitenzu betrachten.AnzahlundDauerdieserTeilschrittehängeneiner-seits von Aufgabenparameternab (Zielreiz- und Distraktormerkmale,Anzahl undAnordnungder Objekte im visuellenFeld), andererseitsvon Subjektparametern(Ver-weildauerder Aufmerksamkeit, Geschwindigkeit der Aufmerksamkeitsverlagerung,dermotorischenReaktionetc.).Auf derGrundlagedesModells„GuidedSearch2.0“ (Wolfe1994) wurde die Interaktion dieser Parameterals Reaktionszeitgleichungformuliert.Unter geeignetenexperimentellen Variationen (Zielreiz-Distraktor-Ähnlichkeit undAnzahl der Distraktoren)erhobenetatsächlicheReaktionszeitendienen dann jeweilsdazu,mit Hilfe einer „Least square“-Methodedie Parameterin der Reaktionszeitglei-chungzu schätzen.Als Ergebniseiner solchenSchätzungerhält man zum eineneineKlassifizierungderSuchstrategie (Pop-Out-Suche,teilserielleSucheoderserielleSuche)separatfür jedeExperimentalbedingung,zum andereneineSchätzungder Modellpara-meter(s.o.),welchezur gegenwärtigeDiskussionum die Zeitdauervon Aufmerksam-keitsprozessen(Egeth & Yantis 1997) beiträgt.Hier könntendarüberhinausAnwen-dungsmöglichkeiten für die neuropsychologische Diagnostik gesehen werden.

Die aufgrundunsererbisherigenExperimentedurchgeführtenModellrechnungenzeigtenneben(aufgrundder großenZahl freier Parameternjedochzu erwartenden)Varianzauf-klärungenvon über99%regelmäßigeinegewissePlausibilitätderStrategieklassifikatio-nensowie derAbsolutgrößenundRelationendergeschätztenParameter. Mit systemati-sche Veränderungender Experimentalbedingungenwar es möglich, aufgrund einesVergleichesdereingetretenenmit denvom Modell vorhergesagtenParameteränderungendas Modell gegen alternative Formulierungen zu testen.


OBJEKTE 16

Ein neuronales Modell der visuellen Sucheals paralleler Wettbewerb

F. H. Hamker & H.-M. Gr oß

Fachgebiet Neuroinformatik, Technische Universität Ilmenau

DifferenzierteExperimentezur visuellenSuchelegenein Modell nahe,in demein eherparallelerProzeßeinemnachfolgendenehersequentiellenProzeßHinweisefür dasAuf-treten von Merkmalen liefert, so daß eine schnellereals die rein sequentielleSucheerzieltwerdenkann(z.B. Wolfe, Psy. Bulletin & Review, 1, 1994,202-238).DieserBei-trag gehtder Fragenach,wie ein parallelerWettbewerb bei einertop-down gerichtetenvisuellenSuchein einer neuronalenArchitektur funktionierenkönnteund wann es zusequentiellen Zuwendungen der Aufmerksamkeit kommen kann.

Die BeantwortungdieserFrageverlangtmindestensdie Simulationvon drei neuronalenVerarbeitungsgebietenmit derenwechselseitigenVerbindungen:1. FeldervonNeuronen,die lokaleMerkmalerepräsentieren(V2), 2. Objekt-selektiveNeuronen,dessenErregungunabhängigvom Ort der Merkmalsrepräsentationmöglich ist (IT) (vgl. Desimone&Duncan,Anu. Rev. Neurosc.,18, 1995,193-222;Usher& Niebur, Journalof CognitiveNeuroscience,8, 1996,311-327)und3. Orts-selektive Neuronen(MT, PP).DasModellbestehtausMerkmalsneuronen,derenSelektivität und Aktivität für ein Merkmal vomGradderUnterscheidungsfähigkeit ohneAufmerksamkeit zwischenZielmerkmalenundDistraktorengetriebenwird. Sie projizierenparallelauf Objekt-selektive Neuronenunderregendiesein Abhängigkeit derÄhnlichkeit zwischengespeichertenPrototypunddemMuster. Rückgekoppelte Verbindungenverursachennach dem ResonanzprinzipdieUnterstützungübereinstimmenderMuster. Der Wettbewerb unter den Orts-selektivenNeuronensorgt durch die UnterdrückungandererOrte in der Merkmalsebenefür dieSelektion eines Ortes und ändert damit die Unterscheidungsfähigkeit der Merkmale.

DasModell gibt HinweisezurErklärungdervisuellenSuchealseinenparallelenProzeß,dessenLeistung von der präattentiven Verarbeitungund dem Grad des Rauschensabhängt.Es wird gezeigt,daß sich die von den verschiedenenOrten hervorgerufeneÜberlagerungder Aktivität in objekt-selektiven Neuronendurch die Aufmerksamkeitauflöst.Die Anzahl der Fehlerbei der Suchevon nur einemZielmerkmalinmitten vonDistraktorenhängenvon der Unterscheidungsfähigkeit der Merkmale ohne Aufmerk-samkeit ab. Bei der Suchevon Konjunktionensetztsich eherder Ort mit der Überein-stimmungbeiderMerkmaledurch. Insgesamtzeigt dasam neuronalenSubstratmoti-vierte Modell eine gute qualitative Übereinstimmungzu psychophysischenResultatenund motiviert Aufmerksamkeit als einenkomplexen dynamischenProzeß,der nicht nurselektiv wirkt, sondern auch die örtliche Unterscheidungsfähigkeit verbessert.


OBJEKTE 17

Masking a point-light walker

Marina Pavlova, Alexander Sokolov & Isabelle Bülthoff

Max-Planck-Institute for Biological Cybernetics, Tübingen

In spite of potentialperceptualambiguityof a point-light walking figure, with uprightdisplayorientationobserverscanreadily recover the invariantstructurefrom biologicalmotion.However, regardlessof thesamelow-level relationsbetweenmoving dotswithinupright and inverted orientation, perceptionof a point-light walker is dramaticallyimpededwith 180º-displayinversion.Spontaneousrecognitionwas found to improveabruptlywith changingdisplayorientationfrom invertedto upright (Pavlova, 1996,Per-ception25, Suppl.).This evidenceimplies that the visual systemimplementsadditionalprocessing constraints for the unambiguous interpretation of biological motion.

We useda maskingparadigmto study the processingconstraintsin biological motionperception.At eachof randomlypresentedfiveorientations(0˚, 45˚,90˚,135˚,and180˚),viewerssaw a sequenceof 210 displays.Half of themcompriseda canonical11 point-light walker, and half a partly distortedwalker, in which rigid pair-wise connectionsbetweenmoving dotswereperturbed.A 66-dot“scrambled-walker” maskcamouflagedbothfigures.Prioreachexperimentalsequence,asampleof acanonicalwalker in respec-tive orientationwas demonstrated.Observers judged whethera canonicalfigure waspresent.A jackknife estimatingof the ROC parametersindicatedthat detectabilitylev-eledoff with changingorientationfrom upright to 135˚, and thenslightly increasedtodisplayinversion.However, even with 135˚ and180˚ it wasabove chance.For orienta-tions 0˚, 45˚ and90˚, perceptuallearningto detecta canonicalwalker proceededratherrapidly in the course of the experiment.

Comparisonwith thedataon spontaneousrecognitionof biologicalmotionsuggeststhatdisplayorientationaffectsbottom-upprocessingof biologicalmotionmorestronglythantop-down.

We supposethat someprocessingconstraints(suchasaxis-of-symmetry, dynamiccon-straints)in perceptionof biologicalmotionbehierarchicallynested.Dynamicconstraintsappearto bethemostpowerful: thehighestdetectabilitywasfoundwith uprightorienta-tion. While with changingorientationtheseconstraintslosetheirstrength,othersprocess-ing constraintsaregettingmoreinfluential.For instance,thelower sensitivity for 135˚ascomparedto 180˚ might be accountedfor by the axis-of-symmetryconstraintthat isimplementedby thevisualsystemat 180˚.Likewise,dueto the inefficiency of this con-straint,biologicalmotionpatternis perceivedasmoremultistablewith 90˚-150˚,ascom-pared to 180˚ display orientation.

Postersitzung:Binokular e Wahrnehmung

122 Postersitzung: Binokulare Wahrnehmung

BINOKULAR 1

Computation Times of Binocular Depth Analysed by the“Delayed Stereopsis Illusion” (DSI)

M. Schuchardt, R. Rosenzweig & R. Wolf

Biozentrum, am Hubland, Würzburg

Viewed throughdepth-reversingspectacles,non-transparentobjectsappearto cut gapsinto a patternedbackground.In moving objectsthis gap is seento extend beyond theoccludedarea(DSI): Its trailing edgeappearsto lag behindby a certaindistancethatcanbe measuredto determinethe processingtime to accomplishstereopsis.The delaywasquantifiedby our subjectsby markingthe trailing edgeof the gap with a laserpointer.Dependent on the experimental conditions it amounts from 40 up to 125 ms.

Why is this delay not perceived in normal stereopsis?If an object is moving beforeabackground,the backgroundusuallymaintainsits position,it may be occluded,or not.Depthinformationthusmight be extrapolatedto the continuouslyuncoveredregionsofthepatternedbackground.In depth-reversedvision,however, occlusiondemandsthattheregion of the backgroundwhich is momentarilycoveredmust jump behindthe movingopaqueobject.As this object is perceived to retainits distance,the background,asit isgettinguncovered,must jump back into the foregroundwhereit canbe perceived onlyafter renewed calculation of binocular depth.

In his randomdot stereogramsJulesz(Dialogueson Perception.MIT Press,Cambridge,1994)coinedthe term “no-man`s-land”to designatethoseregionsat both sidesof thefloatingobjectwherestereopticdepthinformationis missing,asthey arevisiblewith oneeye only (“topologically causedno-man`s-land”).Our DSI, however, is causedby whatwe coin a “trailing edgeno-man`s-land”:Thoughvisible with botheyes,stereopticdepthis missingtherebecause3D computationis not yet finished.As its texturecontinuouslyemergesat the trailing edge,this no-man`s-landis concludedto be behindthe movingobject. It is thereforenot ascribedto any depthposition definedby presentbinoculardepth cues, in contrast to Julesz` no-man`s-land.

Thedependenceof DSI on eye movements,disparity, velocity, motiondirection,surfacetexture, illuminance,spatialfrequency, andfractal dimensionof the objectsinvolved iscurrentlybeinginvestigatedin modelsystemswhichallow to determineprocessingtimesof human stereopsis under well-defined conditions.

Postersitzung: Binokulare Wahrnehmung 123

BINOKULAR 2

Stereoskopischer Glanz und stereoskopische Tiefe

Henrik Zöller

Institut für Allgemeine und Angewandte Psychologie, Universität Münster

In Experimentenund klinischen Untersuchungenzum stereoskopischenTiefensehenkommen die folgenden beiden Verfahren häufig zur Anwendung:

1) Ja/Nein-Verfahren:Die Vp siehteineReihevon stereoskopischenDarbietungen,diezufällig entwedereinequerdisparateFigur enthaltenoderkeineQuerdisparation(QD).Die Vp antwortet entsprechend mit „Tiefe gesehen" oder „keine Tiefe gesehen“.

2) 2-Alternative-Forced-Choice-Verfahren:JedeDarbietungenthältentwedereineFigurmit gekreuzteroderungekreuzterQD. Die Vp antwortet„Tiefe nachvorn gesehen“oder„Tiefe nach hinten gesehen“.

In 2 Experimentenwird gezeigt,daßbeideAufgabenungeeignetsind,die Fähigkeit zumstereoskopischenTiefensehenadäquatzu testen.In Experiment1 wird die GrößeeinesdisparatenQuadratsinnerhalbeinesZufallspunkt-Stereogramms(RandomDot Stereo-gram,RDS)absichtlichklein gewählt (12*12 Bg.min.),um die Aufgabezu erschweren.Die Zeitschwellenfür die minimaleDarbietungszeit(79%-Up-Down-Schwelle)sind inderJa/Nein-Aufgabewesentlichniedriger(12 - 92msje nachVp) alsin der2-AFC-Auf-gabe(387- 4235ms).Die Vpn berichten,daßsie im Ja-Nein-Verfahrenbei sehrkurzenDarbietungszeitenkeineTiefe mehrsehen,sondernmanchmaleineschimmernde,in derTiefe unbestimmteWahrnehmunghaben(stereoskopischerGlanz), aufgrundderer sieschlußfolgern,daßdieDarbietungTiefeenthielt.In denDarbietungenohneQD fehlt die-ser Glanz.

In Experiment2 werdenzwei neueBedingungeneingeführt,bei der die Wahrnehmungvon stereoskopischemGlanzalleinenur zufällig zu einer richtigenEntscheidungführt.Als Reizalternativendienenhier entwedereinedekorrelierteFlächein derBildmitte desRDSodereineFlächegleicherGrößemit globalerQD (getrenntfür gekreuzteundunge-kreuzteQD). Die Zeitschwelleist unterdiesenBedingungenfür mindestenseinederbei-denQD-Richtungenstarkerhöhtim VergleichzurJa-Nein-undder2-AFC-Aufgabe.Dasbedeutet,bei sehrkurzenDarbietungszeitenentscheidenVpn auchin der 2-AFC-Auf-gabezumindestbei einerder beidenTiefenrichtungenaufgrundder Wahrnehmungvonstereoskopischem Glanz anstatt stereoskopischer Tiefe.

Eswird empfohlen,sowohl in Experimentenzur Stereopsisalsauchin klinischenTestsein 3-AFC-Verfahrenzu verwenden,dasals Reizalternativen eineFlächeentwedermitgekreuzterQD, odermit ungekreuzterQD, odermit dekorrelierterTextur enthält.AufdieseWeisekönnennicht nur Stereoanomalien,sondernaucheinebei denallermeistenPersonenvorliegendePräferenzfür eine der beidenTiefenrichtungenadäquatgetestetwerden.


BINOKULAR 3

Stereoskopische Tiefensehschärfe bei alternierendermonokularer Reizung

Wolfgang Pieper

Fachbereich Psychologie, Justus-Liebig-Universität Gießen

FrühereExperimentehabengezeigt,daßstereoskopischesTiefensehenbei alternierenderDarbietungmonokularerHalbbilderbishinunterzu2,5Hz möglichist (Pieper, 1997Per-ception 26 Supplement, 46).

In denvorliegendenExperimentenuntersuchtenwir (1) denEinflußderokularenWech-selfrequenzund(2) denEinflußinterokularerPausenaufdieTiefensehschärfeunteralter-nierendmonokularenSehbedingungen.Eine rechnergesteuerteLCD-Folienbrille kon-trollierte die monokularen Sehbedingungen.Die Messung der Minimaldisparationerfolgte psychophysischmit der Dreistäbchenmethode(nachv. Helmholtz). Die Stäb-chen hatten einen Abstand von 1,4 Grad. Die Hintergrundleuchtdichte betrug 100 cd/m2.

In Experiment1 wurdedie Tiefensehschärfebei sechsWechselfrequenzen(1, 2, 4, 8, 16und 32 Hz) gemessen.Die Minimaldisparationbetrugbei 1 Hz Wechselfrequenz120Winkelsekunden.Sienahm(aufgetragengegenLog Frequenz)bis16Hz linearbisauf40Winkelsekunden ab und behielt diesen Wert bei 32 Hz bei.

In Experiment2 wurdenmonokulareDarbietungszeitenvon 25 ms und 50 ms DauerdurchinterokularePausenvon 0 ms,25 ms und 50 ms getrennt.Die gemessenenMini-maldisparationenfür 25 ms Darbietungszeitenbetrugen60 Winkelsekundenbei 0 msPause,70 Winkelsekundenbei 25 ms Pauseund 80 Winkelsekundenbei 50 ms Pause.Die entsprechendenMinimaldisparationenfür Expositionszeitenvon50mslagenjeweils5 Winkelsekundenhöher (65, 75, 85 Winkelsekundenbei 0, 25, 50 ms interokularerPause).

Unter optimalenbinokularenSehbedingungenfindet man Minimaldisparationenvon 2bis 6 Winkelsekunden.Die alternierendemonokulareReizungreduziertdie Tiefenseh-schärfeauf 40 WinkelsekundenMinimaldisparation,sofern die Frequenz16 Hz odermehrbeträgt.NiedrigereWechselfrequenzenundinterokularePausenverschlechterndiestereoskopischeTiefensehschärfezusätzlich.Vorexperimentezeigten,daßbei Wechsel-frequenzenunter1 Hz diebinokulareSehgemeinschaftderAugenunddamitdasbinoku-lare Tiefensehen durch Fusionsverlust verloren geht.

Postersitzung: Binokulare Wahrnehmung 125

BINOKULAR 4

Der Einfluß des Noniusfehlers auf die psychophysikalischgemessene Fixationsdisparation

Wolfgang Jaschinski, Peter Bröde & Barbara Griefahn

Institut für Arbeitsph ysiologie, Dortmund

Die Fixationsdisparation,d.h. der Vergenzfehlwinkel innerhalbder Panum’schenBerei-che,kannpsychophysikalischmit Hilfe vonzweiNoniusliniengemessenwerden,diedenbeidenAugenhaploskopischdargebotenwerden.Wennder Beobachtereinenbinokula-renFixationsreizzwischendenNoniuslinienfusioniertunddie zueinanderverschiebba-renNoniusliniensoeinstellt,daßsiesubjektiv in einerLinie erscheinen,sobestimmtderresultierendephysikalischeVersatzdie relativen Richtungender Gesichtsliniender bei-den Augen und gibt damit die Größe der Fixationsdisparation an.

Wir untersuchen,inwieweit die so gemesseneFixationsdisparationvom Noniusfehlerbeeinflußtwird. Dies ist der physikalischeNoniusversatz,denein Beobachtereinstellt,um die zwei NoniuslinienohnehaploskopischeTrennungin einerLinie wahrzunehmen,entwederwenn beide Noniuslinien von beiden Augen gesehenwerden (binokularerNoniusfehler),bzw. nur vom rechtenodernur vom linken Auge (monokularerNonius-fehler). Nach früherenUntersuchungenist der Noniusfehlereine individuell konstanteGröße.

Wir fanden,daßdie Fixationsdisparationsignifikantmit dembinokularenNoniusfehlerkorreliert war, und zwar im horizontalen(r=0.49,n=19) und vertikalen(r=0.83) Meri-dian. Weiterhin ließ sich der binokulareNoniusfehleraus dem Mittelwert der beidenmonokularenNoniusfehlervorhersagen(r=0.90,n=13).Somit scheintdie Fixationsdis-parationdavonbeeinflußtzusein,daßmanchePersonendieKoinzidenzmonokularnichtperfektwahrnehmen,wenndie NoniuslinieneinenAbstandaufweisen,in demderFusi-onsreiz präsentiert wird.

Um denEinflußdesNoniusfehlerszu eliminieren,kannmanfür jedePersondie Fixati-onsdisparationauf denNoniusfehlerbeziehen,anstattwie üblich auf die physikalischeNullpositionderNoniuslinien.DieseVorgehensweiseerhöhttendenzielldie Korrelationzwischen der Fixationsdisparation und der in Dunkelheit gemessenen Vergenzruhelage.

Wir diskutierendie methodischeinfacheNoniusmethodeim Vergleich zu aufwendigenphysikalischenMessungendesVergenzwinkelssowie dieBedeutungderNoniusmethodein der klinischenAnwendungenzur Entdeckungvon Personenmit Fixationsdisparatio-nen und entsprechenden Sehbeschwerden.


BINOKULAR 5

Binocular interaction of brief stimuli

Bernhard Treutwein & Ingo Rentschler

Institut für Medizinische Psychologie, LMU München

We have shown that temporalresolutionin the visual field canbe measuredefficientlyand reliably with double pulses (Treutwein & Rentschler, Clin.Vis.Sci. 1992, 7,pp.421ff). In thisparadigmthedetectabilityof a temporalmodulationis measuredvia thecritical durationof a dark interval flankedby two brief light pulses.Thecritical duration(threshold)is determinedby varying the durationof the dark interval with an adaptivepsychophysicalprocedure.Thepsychophysical taskemployeda 9-AFC paradigmwith 9locationsin the visual field (onein the centerand8 arrangedon the circumferenceof acircle with 6.8 deg diameter)anda Bayesianestimationof thresholdparameters(Treut-wein, 1997,SpatialVision, 11, pp.129-134).We hadshown that the dependenceof thecritical duration(i.e., theresolutionthreshold)on thedurationof theleadingbright pulsecanbedescribedasan inverserelationshipin thesensethatat 10 mspulsedurationthecritical gapdurationwasabout50 ms,whereasit wasabout10 msat 280mspulsedura-tion. To obtaininformationon the natureof underlyingneuralprocesses,we now com-pareddouble-pulseresolutionunderbinocularandmonocularviewing conditions.Theadvantageof binocular observation expressedas the ratio of binocular to monocularthresholdsvariesbetweenoneandtwo, dependingon the durationof the leadingpulse.Thesefindingscanbe interpretedin termsof interactionbetweenthe two eyesactinginthreedifferentmodes:no summation(maximumdetection),probabilitysummation,andcomplete summation between the two eyes acting as detector systems.

Postersitzung:Farbe und Helligkeit

128 Postersitzung: Farbe und Helligkeit

FARBE 1

Farbvergleiche zwischen Licht und Schatten

Hans Irtel

Psychologisches Institut, Universität Mannheim

Der Begriff “Farbkonstanz”wird üblicherweisefür die Invarianzder wahrgenommenenFarbegegenüberlangsamenBeleuchtungsänderungengebraucht.Lokale Farbkonstanz-problemeentstehenaberauchinnerhalbeinerSzene,etwa in Fällen,bei denenOberflä-chenin Schattenbereichenmit solchenin direkterBeleuchtungverglichenwerdensollen.Es wird ein Experimentvorgestellt,bei dem dasAusmaßder Farbkonstanzbeim Ver-gleich von (simulierten) Farboberflächenin Schattenbereichenund unter direkterBeleuchtunggemessenwird. Eswird geprüft,obnatürlicheLicht/SchattenverhältnissezubessererFarbkonstanzführenals artifizielle Lichtbedingungenund ob die LeistungderVersuchspersonendurch die Auswertungvon lokalen Rezeptorkontrastsignalenerklärtwerden kann.

Im ExperimentwerdenOberflächenbei direkterSonnenbeleuchtungundbei natürlicherSchattenbeleuchtungverglichen.Die Szeneriewird auf einemBildschirm so simuliert,daßdie FarbenOberflächencharakterhaben.AufgabederVersuchspersonist derdirekteAbgleich zweierFarbfelder, so als ob sie die gleicheOberflächenbeschaffenheithätten.Als natürlicheLicht/Schattenbedingungwird die Variationauf derGelb-Blau-Achseundals artifizielle Bedingung die Variation auf der Rot-Grün-Achse getestet.

Die wichtigstenErgebnisselassensich folgendermaßenzusammenfassen:(1) Die Farb-konstanzunter natürlichenLicht/Schattenbedingungenist besserals unter artifiziellen.(2) Helligkeitskonstanzist beim Wechselvon Schattenzu direkterBeleuchtungnahezuperfektgegeben.(3) Farbartkonstanzist nur zu etwa 60% gegeben.Farbartverschiebun-genwerdenbeimWechselvon Schattenzu direktemLicht nur schlechtkompensiertundartifizielleSchattenbereicheerscheineninsbläulicheverschoben.(4) Die Anzahldervor-handenenFarbfeldkontureninnerhalbeinesBeleuchtungsbereichesund die Anzahl derKonturenzwischenBeleuchtungsbereichenspielennur einegeringeRolle für die GütederFarbkonstanz.(5) Die FarbkontrastinformationandenFarbfeldkonturenist für denS-Rezeptornicht ausreichendum die Urteile derVersuchspersonenzu erklären.Die Hypo-theseder Verarbeitungvon Rezeptorkontrastsignalenist damit nicht geeignetum Farb-konstanzleistungen innerhalb einer Szene zu erklären.

Postersitzung: Farbe und Helligkeit 129

FARBE 2

Chromatische Bedingungen perzeptueller Transparenz

Franz Faul

Institut für Psychologie, Universität Kiel

Die UntersuchungperzeptuellerTransparenzversprichtAufschlüsseüber das Zusam-menspielvon Form undFarbebei derObjekterkennung.Schonbei einfachenKonfigura-tionenvon Farbflächenzeigtsichnämlich,daßeinzelneTeilflächenin Abhängigkeit vonder Einfärbung ihres räumlichenKontexts entwederals Oberflächenfarben,als selbst-leuchtendoderalstransparenteSchichterscheinen.Mit denchromatischenBedingungenperzeptuellerTransparenz(PT) sind die Farbrelationengesucht,die vom visuellenSystem als Hinweis auf eine transparente Schicht gewertet werden.

In diesemZusammenhangsind in der Literatur zwei physikalischmotivierte Modellebetrachtetworden,nämlich(1) additive Modelle,die annehmen,daßsichdie FarbenimBereichder transparenterscheinendenSchichtin additive Anteile desHintergrundsundder Schichtzerlegenlassenund (2) Filtermodelle,die stattdesseneinesubtraktive Farb-mischungannehmen.AnhandeinesplausiblenFiltermodellswird gezeigt,daß(1) beideModelle im achromatischenBereichanalytischäquivalentsind und (2) bei realistischenAnnahmenzu Reflektanz-und Filterspektrenim chromatischenBereichzu sehrähnli-chen Vorhersagen führen (Simulationsstudie).

Es wird dann über ein Experiment zur empirischenAngemessenheitdes additivenModellsberichtet:In einerKonfigurationausvier Farbflächen(einemminimalenReizfürPT) warenjeweils drei Farbenfixiert. Die Luminanzderviertenwar sofestgelegt, daßeseineeindeutigbestimmteChromatizitätC derviertenFarbegab,diedieModellgleichun-gendesadditivenModell löste.EswurdendannPfadeim Chromatizitätsdiagrammvor-gegeben,aufdenenderAbstandzuC systematischvariierte.Die Vpn solltendann(1) aufjedemPfaddenjenigenPunktsuchen,beidemderTransparenzeindruckmaximalwar, (2)dieSicherheit,mit dersieandiesemPunktTransparenzwahrnahmen,aufeinerSkalavon0 bis 7 bewerten,und (3) den Pfadabschnittum diesenPunkt markieren,auf dem sieüberhaupteinenTransparenzeindruckhatten.Es zeigtesich, daßTransparenzin einemgroßenBereichum C wahrgenommenwurde(wasgegenein strengesadditivesModellspricht), die Transparenzsicherheit aber mit dem Abstand zu C monoton abnahm.

Es wird ein erweitertesadditivesModell vorgestellt,dasdie Transparenzsicherheitmitdem Abstandder vorliegendenFarbenvom additiven Modell in Beziehungsetzt.DasAbstandsmaßbasiertauf dem SchrödingerschenLinienelement.Es erlaubt eine guteBeschreibungderErgebnisse:DasAbstandsmaßist andemPfadpunktminimal, dervondenVpn eingestelltwurde,undesstehtin monotonerBeziehungzur von denVpn ange-gebenen Transparenzsicherheit (hohe Transparenzsicherheit bei geringem Abstand).


FARBE 3

Zur Dimensionalität vollständiger perzeptueller Farbcodes inInfeld-Umfeld-K onfigurationen: Ein Stetigkeitsargument

Reinhard Niederee

Institut für Psychologie der Universität Kiel

In vielenSituationenändernsichwesentlicheAspektedesWahrnehmungseindrucksste-tig beistetigerVeränderunggewisserReizparameter. Am BeispielderFarbwahrnehmungwird demonstriert,daßsichhierausz.T. bedeutsameImplikationenfür eineangemesseneModellierungder zugrundeliegendenWahrnehmungsprozesseergeben.Hierzu werdendie Infeldfarbeneinfacher Infeld-Umfeld-Konfigurationenbetrachtet,welche definiertwerdendurchein homogeneskreisförmigesInfeld, dasvon einemhomogenenRing ineinemansonstenlichtlosen(dunklen)äußerenUmfeld umschlossenwird. Der Infeldfar-beindruckhängtbekanntlichsowohl von demdasInfeld proximaldefinierendenLicht I -bzw. denentsprechendenprimärenPhotorezeptorcodesL(I), M(I), undS(I) - alsauchvondemdenRing definierendenUmfeldlicht U (bzw. denentsprechendenPrimärcodes)ab.In aller Regel gehenpsychophysikalischeModelle zum asymmetrischenFarbabgleichdavon aus,daßsich nicht nur der lokale “Input” sondernauchdie resultierendeInfeld-farbe(“Output”) dreidimensionalmodellierenläßt.D.h.,eswird einestetigeTransforma-tion h angenommen,welchedensechsgenannten“Inputwerten”einendreidimensionalenVektor h(L(I), M(I), S(I), L(U), M(U), S(U)) zuordnetmit der Eigenschaft,daßzweiInfelder genaudanngleich erscheinen,wenndie entsprechendenVektorenübereinstim-men.Eswird eineinfachesundneuartigesStetigkeitsargumentvorgestellt,welcheszeigt,daßjedesolcheModellierungim Widerspruchzu empirischgesichertenphänomenologi-schenBefunden(im Zusammenhangmit der sog.Dunkelinduktion)stehenmuß.DieserWiderspruchläßt sich erst durch übergang zu einer höherdimensionalenModellierungbeseitigen,d.h. durch die Annahmeeiner Transformationh mit höherdimensionalemOutput.Die Annahmeeiner dreidimensionalenInput-Modellierungim Sinneder übli-chenTrichromatizitätsannahmewird hierdurchsomitnicht in Fragegestellt.AusgehendvondiesemBefundsoll desweiterenaufanalogeWeisederFragenachgegangenwerden,ob ein vierdimensionaler Code h ausreichen könnte.

NebenderAnalyse“stetigerPfade”beziehtsichdie genannteMethodelediglich auf dasVorliegen oder Nichtvorliegen asymmetrischerlokaler Farbabgleiche.Die genanntenResultatebeziehensichauf topologischeEigenschaftenderbetrachtetenFarbräumeundsind in einemgewissem(präzisierbaren)Sinnestärker als entsprechende“höherdimen-sionale” Konzepte,welchesich auf Farbattribute oder Metriken im Sinneder multidi-mensionalenSkalierungbeziehen.Sielassensichin Beziehungsetzenzu grundlegenden(bereitsvon Helmholtz, Katz und anderenangesprochenen)SegmentierungsleistungendesvisuellenSystemsin komplexerenSehbedingungen,etwa im SinneeinerZerlegungin einenObjektfarbencodeund einenBeleuchtungscodeoder in “transparenteSchich-ten”. DieserProblemkreisund die verwendeteMethodeerscheinendahervon grundle-genderBedeutungfür TheorienderFarbwahrnehmungim besonderenunddervisuellenWahrnehmung im allgemeinen.


FARBE 4

Nonlinearities in red/green equilibria and the increment-decrement distinction

Dieter Heyer

Institut für Psychologie der Universität Kiel

In our study red/greenequilibria (unique blue) were experimentally determinedforinfields surroundedby a fixed homogenoussurrounds (uniqueyellow). Classicaltwo-processtheories(e.g.Jameson& Hurvich, 1972) imply that in sucha situationthe pri-marycolor codesof thered/greenequilibriaform an(s-dependent)planein three-dimen-sional photoreceptorspace.Mausfeld& Niederee(1993) proposeda specificcontrastcode(theso-calledoctantmodel)which, for eachconechannel,postulatesa differents-dependentmultiplicative transformationfor incrementsanddecrements.Suchan incre-ment/decrementdistinctionis supportedby dataof Mausfeld& Niederee(1993)(uniqueyellow settings for red surrounds) and Chichilnisky & Wandell (1995, 1996).

In thepresentstudythegeometricalimplicationsof a two-processmodelareconsideredwhich assumesa linear opponenttransformationof the just-mentionedcontrastcodeassumedby theoctantmodel.Sucha modelimplies that theprimarycodesof red/greenequilibriaform a creasedplane,with creasesoccurringat theoctantboundariesandjoin-ing in s.

Thusthenovel predictionis madethat in certaincolor cancellationexperimentsmultiplekinks shouldshow up in the data.This predictionwasconfirmedin the caseof uniqueblue settingsin yellow surrounds.Previous studiesonly allowed to identify singlesuchkinks. Thepresentstudyfor thefirst time investigatedtheoccurrenceof multiple kinks.Suchmultiple kinks indicate that the relevant increment/decrementdistinction indeedoccursat the level of conechannels(asopposedto a luminance-basedincrement/decre-ment distinction).

Chichilnisky, E. & Wandell, B.A. (1995). Photoreceptor sensitivity changes explain color appear-anceshiftsinducedby largeuniformbackgroundsin dichopticmatching.VisionResearch,35,239-254.

Chichilnisky, E. & Wandell, B.A. (1996). Seeing gray through the ON and OFF pathways. VisualNeuroscience, 13, 591-596.

Jameson, D. & Hurvich, L.M. (1972). Color adaptation: Sensitivity, contrast, after-images. In D.Jameson & L.M. Hurvich (Eds.), Handbook of Sensory Physiology. Vol VII/4. Visual Psycho-physics (pp. 568-881). Heidelberg: Springer.

Mausfeld, R. & Niederee, R. (1993). An inquiry into relational concepts of colour, based on incre-mental principles of colour coding for minimal relational stimuli. Perception, 22, 427-462.


FARBE 5

Zur Funktionaläqui valenz visueller Szenen

Johannes Andres


Die wahrgenommeneFarbeeinerTeilfächein einervisuellenSzenewird nichtalleinvondenFarbkoordinatendieserFlächebestimmt,sondernauchvon der farblichenZusam-mensetzungdergesamtenSzene.DaßeinesolcheAbhängigkeit vorliegt, ist Grundbedin-gungfür die Möglichkeit von Farbkonstanz.Aus dengängigenModellenzur Farbkon-stanz lassen sich allerdings unterschiedliche formale Beschreibungen dieserAbhängigkeit herleiten. Aus diesen Beschreibungen resultieren insbesondereunter-schiedlicheVorhersagendarüber, wann zwei Szenenfunktionaläquivalent sind in demSinne,daßsie denFarbeindruckeinerausgezeichnetenFlächein gleicherWeisebeein-flussen.

Genauersollenzwei UmgebungeneinerFläche(zumBeispieleinesKreisesin derMittederSzenen)dannfunktionaläquivalentheißen,wenngleicheFarbkoordinatendieserFlä-che in beiden Umgebungen immer auch zum gleichen Farbeindruck führen.

In einerSerievon Experimentenwurdenunterschiedliche,im Hinblick auf die Vorhersa-genprominenterFarbkonstanzmodellesystematischkonstruierteSzenenmit Hilfe einesUrgelbkriteriumsdaraufhinuntersucht,ob sie tatsächlichfunktionaläquivalentsind,wieesdieseModelle fordern.Die Ergebnissewarenweitgehendnegativ; eszeigtesich,daßParameterder räumlichenVerteilungder Farbkoordinatenaller Flächender SzenenimFarbraumeinewichtigeRolle spielen.UntersuchungenderFunktionaläquivalenzerwei-sensichsoalseinevielversprechendeMethode,um die empirischeReichweitevon glo-balen Farbwahrnehmungstheorien auszuloten.


FARBE 6

Untersuchungen zur Reizverarbeitung beimhaploskopischen Farbabgleich

Eike Richter


Beim haploskopischenFarbabgleichwerden beiden Augen unterschiedlicheInfeld-Umfeld-Konfigurationensodargeboten,daßbeideKonfigurationenzueinemGesamtein-druck fusionieren,der auseinemgemeinsamenHintergrundmit zwei getrenntenInfel-dern besteht.Die Aufgabeder Versuchspersonbestehtdarin, in einer Situation,in derbeideHintergründeund einesder Infelder vorgegebensind,dasandereInfeld so einzu-stellen,daß für die Infelder ein gleicher Farbeindruckerreicht wird. Nach dem von-Kries’schenKoeffizientensatzwürdemanerwarten,daßdie Abhängigkeit dereingestell-ten Infelder von den vorgegebenendurch eine affine Abbildung beschreibbarist. DasOktantenmodellvon Mausfeldund Niederéetrif ft hingegen eine Unterscheidungzwi-schenInkrementenund Dekrementen,wobei Inkremente(Dekremente)bezüglicheinesFarbkanalsdadurchcharakterisiertsind,daßdasInfeld in diesemKanalzu einerhöheren(niedrigeren)Erregungführt als dasUmfeld. DiesesModell sagtmöglicheAbweichun-genvon der Linearitätbeim Übergangvon Dekrementenzu Inkrementenvoraus,die injedemFarbkanalin FormeinesKnicks in derVorhersageauftreten.SolcheKnicks liessensich in denzu berichtendenExperimententatsächlichhäufigfinden.Bei einerallgemei-nenBeschreibungderGesetzmäßigkeitenbeimhaploskopischenFarbabgleichstellt sichdie Frage,ob die Einstellungenmit Hilfe monokularerKontrastcodesbeschriebenwer-denkönnen,waseinegewisseUnabhängigkeit derVerarbeitungin einemAugevon derStimulationdesanderenAugesimplizierenwürde.DieseFragesoll vor demHintergrundder gewonnenen Ergebnisse diskutiert werden.


FARBE 7

Ortsfr equenzvariationen in farbigen Mustern beeinflussendasAussehen von Inkr ementen stärker als das von Dekrementen

Karl-Heinz Bäuml


In mehrerenvor kurzemberichtetenArbeiten zur Farbadaptationwurde demonstriert,daßbei AdaptationaneinenuniformenfarbigenHintergrundLichter, die relativ zu die-semHintergrundInkrementedarstellen,andersverarbeitetwerdenalsLichter, die relativzum Hintergrund Dekrementesind. DieseAsymmetriewird oftmals mit der Farbkon-stanzleistungunseresvisuellenSystemsin Verbindunggebrachtund eswird spekuliert,daßihr derVersuchunseresvisuellenSystemszugrundeliegenkönnte,zwischenObjek-ten (Dekremente)und Beleuchtungen(Inkremente)zu trennen.Ich berichtedie Ergeb-nisseeinesExperiments,in demuntersuchtwurde,ob esauchbei OrtsfrequenzmusternHinweiseauf eine Inkrement-DekrementAsymmetriegibt und wie dieseAsymmetrieggf. mit der Frequenz der Muster variiert.

Zwei Vpn saheneine farbigeRechtecksschwingungvon zwei GradSehwinkel, die aufeinem uniformengrauenFeld präsentiertwurde (43 cd/m2). Sie stellten ein simultangezeigtesuniformesFeld von ebenfalls zwei GradSehwinkel so ein, daßesin Farbton,Sättigungund Helligkeit mit jeweils einemder Balken desFrequenzmustersüberein-stimmte. Farbrichtung,Kontrast und Ortsfrequenzder RechtecksschwingungwurdenüberdieAbgleichehinweg variiert.Als Farbrichtungenwurdenschwarz-weiß,blau-gelb,hellblau-orangeund hellgrün-purpurverwendet,die jeweils in vier verschiedenenKon-traststufenpräsentiertwurden.Jedesder resultierendenMusterwurdemit vier verschie-denenOrtsfrequenzendargeboten(1, 2, 4 und 8 cpd).Jededer beidenVpn machtevierbis achtAbgleichefür 48 verschiedeneFarb-,Kontrast-und Ortsfrequenzbedingungen.Die Farbabgleicheder Vpn wiesenin allen drei Rezeptorkoordinatenklare Inkrement-DekrementAsymmetrienauf. Für jededervier Farbrichtungenwurdemit zunehmenderOrtsfrequenzdasAussehenderinkrementellenSignalemehrbeeinflußtalsdasderdekre-mentellenSignale,wassichin einemAnwachsenderAsymmetrienmit derOrtsfrequenzderMusterzeigte.Zusammenmit denErgebnissenausdenvor kurzemberichtetenAdap-tationsexperimentenlegendieseErgebnissenahe,daßdasfarblicheAussehenvonDekre-mentenwenigerdurchVariationenim Sehkontext beeinflußtwird alsdasvon Inkremen-ten.DieserBefundstütztdie Vermutung,daßdie Inkrement-DekrementAsymmetrieinengem Zusammenhang mit der Farbkonstanzleistung unseres visuellen Systems steht.


FARBE 8

Reproduction of Lands red-and-white effect on photographic slides and prints

Andr eas Hub & Peter Fromherz

MPI für Biochemie, Martinsried

A sceneis photographedtwice, througha red and a greenfilter respectively, using areversalphotographicfilm for black-and-whiteslides.The red separationis projectedthrougha redfilter superimposedon a white projectionof thegreenseparation.Thedif-ferentareasof theprojectedpicturepossesslocally thecolourvaluesof asinglehue(red-dish) with variablesaturationandbrightness.Subjectively, the differentareasof suchaprojectionareseenwith awiderangeof hues.Thediscrepancy of localcolourvaluesandthe subjective colour perception is called “Land-effect”.

The Land-effect is normally observed in a darkenedroom.We investigatedwhethertheLand-effect canberecordedon colourslidesandcanalsobeshown whenphotographicprints are viewed under typical surrounding conditions.

For our experimentswe utilised theLand-projectionof a real scene.We determinedthelocal colourvaluesin theCIE-Yxy-spaceandverifiedthatthey areon a planeof a singlehue.Personswith intact colour vision saw a wide rangeof subjective hues.We photo-graphedthe Land-projectionwith a colour slide film. This slide reproducedthe Land-effect perfectly:Photometryconfirmeda planeof singlehueandtestpersonsalsosaw awide rangeof huesin subjective perception.Whentheslidewascopiedto paperby pho-tography or by a printer, thesubjective colourperceptionremainedcloseto theoriginalprojectioneven undertypical surroundingconditionsbut the hue-planewasshiftedandthe restriction to a single hue became somewhat relaxed.

The experiment shows that the Land-effect can be recordedon conventional colourmedia.It is merelyaresultof theinteractionsof localcolourstimuli in certainspatialdis-tributions,andis astonishinglyindependentof colourandcontrastrangesof photographicmaterials and viewing conditions.


FARBE 9

Psychophysischer Hinweis auf eine Sonderstellung der S-Sehzapfen in der Menschlichen Netzhaut

Horst Scheibner & Sinclair Cleveland

Physiologisches Institut, Abteilung für Neuro- und Sinnesphysiologie,Universität Düsseldorf

Die funktionelleundmorphologischeSonderstellungderKurzwellen-Sehzapfen(S-Seh-zapfen,“blauen” Sehzapfen)findet ein Gegenstückim Zusammenspielvon dichromati-schen Chrominanz-Ebenen im Farbenraum.

Mit Hilfe einesDreifarbenmeßgerätesund unterBenutzungdesWahrnehmungskriteri-ums“gleich hell” wurdenanProtanopen,DeuteranopenundTritanopenNull-Luminanz-Ebenen(Alychnen) gemessen.Null-Luminanz-Ebenensind Chrominanz-Ebenen,weilsie lediglich “Chroma” enthalten.

Die Chrominanz-Ebenenderdrei Dichromatentypenschneidensich in sehrguterNähe-rung in einergemeinsamenAchse.DieseAchseist im FarbenraumgegebendurchdieRichtung der “blauen” Grunderregung, d. h. durch die “blaue” Grundprimärvalenz.

DasErgebnissprichtdafür, daßder mit denS-SehzapfenbeginnendeÜbertragungspfadeinegrundlegendeFunktionin derpostrezeptoriellenFarbverarbeitungunddamit in derChromatopoese einnimmt.


FARBE 10

Spectral sensitivity of stare nystagmus and smooth pursuit

Mark v .Campenhausen & Kuno Kirschfeld

Max Planck Institut für biologische Kybernetik, Tübingen

Thevisual systemconsistsof several subsystems,which performtheir tasknearlyinde-pendentlyof eachother. Oneis theaccessory-opticsystem,performingthegazestabilisa-tion by eye-nystagmus.

In humanstwo kindsof nystagmuscanbediscriminated:starenystagmusandlook nys-tagmus(smoothpursuit).Thebestknown examplefor starenystagmuscanbeseenon atrain journey. Thevis-à-vis-staringout of thewindow- moveshis eyesnystagmic.With-out fixating any singleobjecttheeyesrun over thelandscape,mostof thetime followingandbouncingbackeverynow andthen.In contrast,duringlook nystagmussingleobjectsarefixatedandpursued.Starenystagmusis drivenby theaccessory-opticsystem,asetofsubcortical nuclei, while cortical structures contribute to the look nystagmus.

In orderto find outwhichconescontributeto bothkindsof nystagmus,wemeasuredtheirspectralsensitivity. Two different instructionswere given to the observers, leading toeitherstareor look nystagmus,respectively. Spectralsensitivity turnedout to bedifferentfor look andstarenystagmus.Spectralsensitivity of starenystagmuscorrespondsbasi-cally to theV(λ)-function,indicatingthat thereis no or only a minor contribution of theshortwavelengthcones.Look nystagmushasa highersensitivity at shortwavelengths,demonstrating a contribution of short wavelength cones.


FARBE 11

Spatial Facilitation with Isoluminant Chr omatic Stimuli

Bir gitta Dresp & Anne Marie Schuller

Universite Louis Pasteur, Laboratoir e de Psychophysique SensorielleEP 618 du CNRS, Strasbourg, France

Thethresholdsof humanobserversfor thedetectionof smallvisualtargets(linesor dots)improve significantly when the targets are presentedin a spatial context of collinearinducing stimuli (Dresp,1993, SpatialVision, 7, 213-225).This phenomenonis nowreferredto as'spatialfacilitation' (Yu & Levi, 1997,Vision Research,37, 3117-3127)inthe literature,and is generallysupposedto reflect the outputof long-rangeinteractionsbetweencortical featuredetectors.Spatial facilitation hasthus far beenobserved withluminance-definedachromaticstimuli on achromaticbackgrounds,only. This studyinvestigates whether spatial facilitation occurs with chromatic inducers.

We useda methodof constantstimuli to measureline detectionwith a two-alternativespatialforced-choiceprocedure.A redor a grey line targetwith varyingluminancewerepresentedin a context of collineargreeninducerson a red background.The red back-groundand the greeninducerswere isoluminant,as psychophysically assessedby anindividually administeredflickertest.In thecontrolcondition,the targetswerepresentedwithout the context on a plain red background.

Theisoluminantcolourcontext producesspatialfacilitation,which is reflectedby thefactthatthresholdsfor thedetectionof theredline targetwith varyingluminanceareconsid-erablylower in the chromaticcontext comparedto thresholdsobtainedon the plain redbackground.However, the chromaticcontext doesnot facilitate the detectionof a greytarget with varying luminance.

Thefindingsindicatethatspatialfacilitationoccurswithin a chromaticcontext, howeverit appearsthat targetsandinducershave to stimulatethe samechannelof processingtoproduce facilitatory interactions.


FARBE 12

Subjektive Helligkeit und Kontrastschwellen in Konturlück en

Jochem W. Rieger & Karl R. Gegenfurtner


In früherenArbeitenwurdegezeigt,daßKontrastschwellensowohl auf einerillusionärenKontur (Dresp& Bonnet,1995), als auchauf einemunterschwelligenKontrastsockel(Foley & Legge,1981)herabgesetztseinkönnen.Dasläßtdie Frageoffen, ob die Kon-trastschwellendurch unterschwelligeSummationder subjektiven Helligkeit mit derobjektiven Helligkeit des Testreizes reduziert werden.

Um die Kontrastschwellenfür einenTestreizzu bestimmen,mußtendie Versuchsperso-nenentscheiden,in welchervon zwei gegenüberliegendenKonturlückeneinesQuadratser dargestelltwurde.Wir verwendetendrei Reizkonfigurationen:(1) Ein Kanizsa-Qua-drat,beidemeineillusionäreKonturwahrgenommenwird, (2) einQuadratausunterbro-chenenLinien und (3) eine Kontrollbedingung,bei der der Testreizalleine dargestelltwurde.

Subjektive Helligkeit: Bei kurzenDarbietungszeitenwerdenillusionäreHelligkeitsunter-schiedenicht nur im Kanizsa-Quadrat,sondernauchzwischenLiniensegmentenwahrge-nommen.Um die Stärke derempfundenenHelligkeit zu messen,bestimmtenwir für denTestreizdenPunktsubjektiverGleichheitmit demHintergrund(PsG).Bei denLinienseg-mentenwurdederPsGdesTestreizesim Mittel um 4,8%Weber-Kontrastunterdie Hin-tergrundluminanzverschoben.Beim Kanizsa-Quadratbetrug die Verschiebung 3,9%Weber-Kontrast.Zusätzlichbestimmtenwir unterdengleichenBedingungendie Inkre-ment-unddieDekrementschwellenfür denTestreiz.Wir fandenkeinenUnterschiedzwi-schendenInkrement-unddenDekrementschwellen.VerhieltesichdiesubjektiveHellig-keit abergleichwie die objektive,wärezu erwarten,daßdie Dekrementschwellenerhöhtsind.SubjektiveHelligkeit undKontrastschwellenreduktionsinddaherunabhängigePhä-nomene.

OffeneundgeschlosseneFiguren:In einemweiterenExperimentüberprüftenwir, ob dieReduktionderKontrastschwellendurchlokaleProzesse,die die Konturlückenüberbrük-ken,verursachtwird. Eswäredenkbar, daßauchglobaleProzesse,die erstwirksamwer-denkönnennachdemdasQuadratvollständigetabliertist, einenEinfluß haben.In deroffenenBedingungwurdendie KonturelementedesKanizsa-QuadratsunddesQuadratsausLinien soverändert,daßdie Figur nicht mehrzu einemQuadratvervollständigtwer-denkonnte.Wir fandenkeinenUnterschiedzwischendenKontrastschwellenderoffenenund der geschlossenenBedingung.Das zeigt, daß Prozesse,die Kontrastschwellenerniedrigen,lokal wirksamsindundvon nachfolgendenProzessen,in denendie Kontur-elemente zum Quadrat integriert werden, unbeeinflußt bleiben.


FARBE 13

Variations on Filling-In

Heiko Neumann & Luiz Pessoa

Abt. Neuroinformatik, Uni versität Ulm

Evidencefrom psychophysicsandphysiologysupportstheexistenceof anactive processfor lateralfilling-in of perceptualsurfacequantities(Gerrits& Vendrik,1970;Paradiso&Nakayama,1991).Processesof filling-in propagatelocal measurementsobtainedat con-toursto theinteriorof homogeneoussurfaceregionsto generateneuralrepresentationsofbrightnessandlightness,depthandmotion (Grossberg, 1994).A formal mechanismoffilling-in wasfirst suggestedby Grossberg andco-workersandsuccessfullyappliedfor 1-D and 2-D brightness predictions (Grossberg & Todorovic, 1988).

Given initial local measurementsnearboundaries,processesof filling-in arefacedwiththeproblemof solvinganinverseproblemof reconstructingsurfacequantities.We inves-tigateclassicalfilling-in mechanismsandrelatethemto theframework of linearandnon-lineardiffusionaswell asregularizationtheory. Thegoal is to furthergeneralizethethe-oreticalfoundationof thesemechanisms.It alsoprovidesa framework thatallows us toformulateseveralextensionsfor modelingandgeneratepredictionsfor furtherstudiesinsurface perception.

Wedemonstratethatthemechanismof classicalfilling-in is aninhomogeneouslineardif-fusionequationwhich is biasedby a linearreactionterm.Theinhomogeneousdiffusivityis controlledby anexternalsystemof contrastdetectionandboundarygrouping.Appliedto a regularizedsolution of the inverseproblemof lightnessreconstructionfrom localmeasurementsour resultsreveal deficits in the classicalfilling-in mechanism.We pro-posea new formulationfor filling-in which incorporatesconfidencemeasuresandshowthrough simulations that it accounts for several brightness/lightness effects.

Gerrits, H. & Vendrik, A. (1970). Exp. Brain Res., 11, 411-430.Paradiso, M. & Nakayama, K. (1991). Vision Res., 31, 1221-1236.Grossberg, S. & Todorovic, D. (1988). Percep. & Psychophys., 43, 241-277.Grossberg, S. (1994). Percep. & Psychophys., 55, 48-120.


FARBE 14

How Contour Junctions Affect Lightness Perception

Gregory Baratoff, Luiz Pessoa & Heiko Neumann

Universität Ulm

In recentyearsit hasbecomeevident that lightnessperceptionis inextricably linked tosceneorganization.Contourjunctionsareoneexampleof imagefeaturesthatcontributeto scenicstructure(T-junctionsmay signalocclusion).We investigatedthe role of junc-tion informationin lightnessperceptionandtestedwhethercomputationsbasedonborderlength, T-junction, or scission best account for the data.

Wallach’s ratio rule determinesperceived lightnessin simple displays.A well-knownviolation is White’s effect in which borderlengthpredictsthe oppositeof what is per-ceived. We investigateda variantof White’s display introducedby Todorovic (Percep-tion, 26,379-394,1997).In thesedisplaysa typicalsimultaneouscontrastdisplayformedby a grey squarewithin a bright, respectively dark,surroundis modifiedby addinga setof four dark (bright) squarescovering thecornersof thegrey square.We parametricallyvariedthe sizeof the resultingcross-shapedgrey region. Therewerethreemain condi-tions: crosseswith shortarms,crosseswhosearmsexactly matchedtheextremesof thesquares, and crosses with long arms (extending beyond the squares).

For theshort-armscondition,matcheswerein thesamedirectionasWhite’s effect (testpatchon white appeareddarker thanon black).For the exactly-matchingcondition,theeffect was greatly diminished.Finally, for the long-armscondition, resultsreversedindirection, and were in the same direction as simultaneous contrast (but weaker).

Lightnessperceptionin our displayscannotbe accountedfor by borderlength.The T-junctionandscissionexplanationsalsofail to fully accountfor thefindingsgiventhatfortheexactly-matchingconditiontheeffectwasonly diminished,insteadof beingreversed.More global explanations,such as integration (Ross& Pessoa,ARVO’97) might beneeded to account for the data.


FARBE 15

The Effect of Luminance and Color Differenceson the Scintillating Grid Illusion

M. Schrauf, Heidi Enders & Eugene R. Wist

Institute of Physiological Psychology II, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Disk-shapedluminanceincrementsaddedto theintersectionsof a Hermanngrid consist-ing of mediumgray barson a black backgroundlead to the Scintillating Grid illusion(Schraufet al., 1997).Illusory darkgrayspotswithin thewhite disksareperceivedwhenthegrid is scanned.We determinedtheconditionsnecessaryfor producingcoloredillu-soryspotswithin thewhitedisksby varyingthecolorandluminancedifferencesbetweenthe squaresandbarsconstitutingthe grids. In addition,the effect of exposuredurationwasinvestigated.Four displayconditionswerecomparedin which thesquaresandbarswere either gray, red, green,or blue. The luminancedifferencebetweenthe barsandsquareswaseitherheldconstantat a suprathresholdlevel or waszero.Themainfindingswere:1) No illusion is perceivedwhentheluminanceof thebarsandsquareswasidenti-cal even whencolor differencesexisted.2) No illusory spotsareperceived whenlumi-nancecontrastfor bothchromaticandachromaticpatternsis low but still suprathreshold.3) The illusory spotsappearonly when a sufficient suprathresholdluminancecontrastbetweenthebarsandsquaresexistsevenwhencolor differencesarepresent.Meanratedstrengthof the illusory spotsis similar for chromaticandachromaticpatterns.Illusoryspotsassumethecolor of thesquares(background)for all testedgrids.By varyingexpo-suredurationit wasfoundthatthedevelopmentof coloredillusory spotsis delayedcom-paredto achromaticones.It is hypothesizedthat theperceptionof coloredillusory spotswithin the white disksof scintillating grids requiresthat both the m- andp-systemsareactive, with them-systemresponsiblefor luminancebut not for color andthep-system,responsible for color but not for luminance.

Schrauf M, Lingelbach B, Wist ER: The Scintillating Grid Illusion. Vision Research, 37, 1033-39,1997.


FARBE 16

Attention and Metacontrast: A Unifying concept

Kuno Kirschfeld & Thomas Kammer


A standardmetacontrastparadigmdescribesthemodulationof perceivedbrightnessasafunction of the interstimulusinterval (ISI) betweentarget and surroundingmask.Wehypothesizedthat theremight be an increasein latency of perceptionalongwith reduc-tion of perceived intensity.

Wedisplayedtwo horizontalbars(in oneline, height:0.5deg, width 3 deg) onaPCmon-itor, eachfor 25 mswith a variableISI, theleft onewaspresentedfirst. To achieve maxi-mal metacontrast there was no gap at the neighbored edges of the two bars.

Subjectsperceive two moving lines,bothstartat theleft andseemto ‚grow‘ to theright.Themotionseenin theright line is thewell known line motionillusion, generatedby cueinducedvisual focal attention(Steinemannet al. 1997).Themotionillusion perceivedinthe left line is dueto metacontrast.This conclusionis supportedby the finding that theeffect is strongestwhenthe left line asa target is presented40 - 80 ms beforethe rightline actingasamask.At equivalenttimedifferences,metacontrastin classicalparadigmsis strongest.Themotionillusion resultsfrom thefactthatthedegreeof dimmingandtheprolongation of latency decreases as the distance separating target from mask increases.

Thereis a closerelationshipbetweenmetacontrastandcueinducedfocal attention,bothshow, however, oppositeactions:Focal attentionintensifiesperceptionof an objectandreducesits latency of perception,whereasmetacontrastdiminishesintensityandprolongslatency.

Postersitzung:Bildverarbeitung

146 Postersitzung: Bildverarbeitung

BILD VERARBEITUNG 1

Die Retina als paralleler diffraktiv-optischer3D-4D-raumzeitlicher Gitterkorr elator

Norbert Lauinger

Institut für Optosensorik und CORRSYS GmbH, Wetzlar

Die Körnerschichtender Primatenretinakönnenals diffraktive Phasengitterin der Bild-ebenedes Auges interpretiertwerden.Anstelle des BildpunkteseinespunktförmigenSeh-Objektsin einer BildebeneanalysiertdieseszelluläreMehrschichtengitterdessendreidimensionalesBildellipsoid im Bildraum. Das retinale Zellgitter liefert damit dieGrundlagefür einelokale parallele3D-räumlicheund 4D-raumzeitlicheDatenverarbei-tung im Talbot-/Fresnel-NahfeldhinterdemGitter (Rezeptorenraum)(1). Danebenauchdie Grundlagefür die Ortsfrequenzfilterung,die adaptive trichromatischeFilterungdiefourieroptische Bildvorverarbeitung im reziproken Gitterraum(2).

Im Rahmen des BMBF-Projekts „Elektronisches Auge“ konnte im Unterprojekt„MOVIS-Blindensensor“durchCORRSYSmit einemLabormusteraufbaudemonstriertwerden,daßein monokularergitteroptischerSensoreinesog.„Tiefenkarte“,d.h. lokalemultiple raumzeitlicheAbstandsdaten,zu liefern vermag,die auf die jeweils optimalfokussierteTiefenebenerelativiert sind.Mit diesemtechnischenAufbauundseinenfunk-tionellenLeistungsdatenwar die Interpretationder RetinadesmenschlichenAugesals„Optoretina“,d.h. als diffraktiveszelluläresMehrschichtenphasengitternachempfundenworden.

Bis heutewurden2 alternativebzw. komplementäretechnischeRealisierungenderMUL-TIDIST-Sensorikrealisiert:(1) ErweitertesCORREFOT-Verfahren(oszillierendesGitterin der BildebeneeinesObjektivs; Transformationder lokalen Bildpunkte bzw. ihrerräumlichen Parameterin entfernungsabhängigezeitliche Phasendifferenzen im sog.Pupillenteilungs-oderScheiner-Verfahren)im MOVIS-Demonstrator. (2) KonvergentesTALBOT-Verfahren(CCD-basierteFourieranalyseder lokalen entfernungsabhängigenräumlichenOrtsfrequenzenim reziprokenGitter, d.h. im NahfeldhinterdemdiffraktivenretinalenMehrschichtengitter.) Die Abständeim diffraktivenStreifenmusterwerdengrö-ßer(d.h.dieOrtsfrequenzim reziprokenGitterwird niedriger),je dichterderFokuseinesObjektsamGitter liegt, d.h.je näherdasObjektist. Die Objektentfernungist alsoausderLinienbreiteim diffraktiven Streifensystem(d.h. dessenOrtsfrequenzim Fourierraum)berechenbar (3, 4). Beide Verfahren und ihre Leistungsdaten werden veranschaulicht.

1. N. Lauinger, „Transformationof light doubleconesin thehumanretina“,SPIEProc.3208,1997,pp. 302-327

2. N. Lauinger, „The Inverted Retina of the Human Eye: a trichromatic 4D Spacetime Optical Corr-elator“, SPIE Proc. 2904, 1996, pp. 344-360

3. H.-O.Carmesin,„OptischerKorrelatorfür Bildfolgenvorverarbeitung“,4. WorkshopzumFörder-schwerpunkt „Elektronisches Auge“ des BMBF in Berlin, 26.04.1996

4. D. D. Goldbeck, „Physik des gitterbasierten Sehens auf der Grundlage des fokussierten Talbot-Effektes“, Diplomarbeit Universität Bremen, September 1997

Postersitzung: Bildverarbeitung 147

BILD VERARBEITUNG 2

Lokale Signalanalyse mittels quaternionischer Gaborfilter

Thomas Bülow & Gerald Sommer

Institut für Inf ormatik, Christian-Albr echts-Universität zu Kiel

Der Übergangvon der 1D Fourier-Transformationauf die 2D komplexe Fourier-Trans-formationerfolgt derart,daßdie letztereeineZerlegungdesSignalsnachebenenWellen(in komplexer Darstellung)unterschiedlicherOrientierungund Frequenzverwirklicht.Zur Analysenicht stationärerSignalegehtmanvonderFourier-Transformationzurshorttime Fourier transform(STFT) über oder bedientsich der damit verwandtenFilterungmit komplexen Gabor-Filtern. Die Filterantwort einesreellen2D Signalsist dannkom-plexwertigunderlaubtdieUntersuchungderlokalenEnergieundderlokalenPhaseeinerFrequenzkomponentemit bestimmterOrientierung.In realenBildern findensich jedochStrukturen,die auchlokal nur unzureichenddurch ebeneWellen approximiertwerdenkönnen.DasKonzeptder lokalenPhase,dasin 1D Aufschlüsseüberdie lokaleStrukturdesSignalszuläßt,eignetsichzur AnalyselokalerStrukturenin Bildern nur dann,wenndieseintrinsischeindimensional,d.h. geradeLinien oderKantensind.Die Signalreprä-sentationfür die Verwirklichung autonomervisuell gesteuerterSystememuß der Auf-gabeundSituiertheitdesSystemsangemessensein.Esstellt sichaberheraus,daßesdieobengenanntenkomplexenDarstellungennichterlauben,wesentlicheKompetenzenbio-logischerSystemeauf künstlicheSystemezu übertragen.Eswird untersuchtob undwiedurcheineErweiterungderFourier-Transformation,derSTFTundderdamitverwandtenFilterungmit komplexen Gabor-Filtern, ein Phasen-Konzepterreichtwerdenkann,daseine Analyse intrinsisch zweidimensionaler Strukturen erlaubt.

In derkürzlichvonunseingeführtenquaternionischenFourier-Transformation(QFT)fin-detsicheinWerkzeug,daseineZerlegungeines2D Signalsin BasisfunktionenderFormcos(iu x)*cos(j v y) und die entsprechendphasenverschobenenFunktionenrealisiert.DieseFunktionensind intrinsischzweidimensional.Wir stellen,aufbauendauf die QFT,die Filterungmittels quaternionischerGabor-Filter vor und führenein erweitertesPha-senkonzeptein: Die Filterantwort ist in diesemFall quaternionenwertig,d.h. sie bestehtauseinemRealteilunddrei Imaginärteilen.Die Energie/Phasen-Darstellungenthältdem-entsprechendvier Anteile:denBetragderFilterantwort unddreiPhasenkomponenten.Eszeigtsich,daßanhanddererweitertenPhasenwertedie Unterscheidungintrinsischzwei-dimensionalerStrukturenermöglichtwird. So könnenPunkte,Schachbrettmusterundkompliziertere2D Strukturen,danebenaberauch1D StrukturenunterschiedlicherOrien-tierung anhand der Phase unterschieden werden.

UnserebisherigeErfahrungmit der QFT und quaternionischenGabor-Filtern zeigt,daßdieseTechniken sich nicht nur in demhier genanntenBereichder lokalenStrukturana-lyse bewährensondernauchdie ÜberwindungbestehenderSchwierigkeiten - z.B. dieVerallgemeinerungdesKonzeptsdesanalytischenSignalsauf 2D - erlaubt.DieseErgeb-nisselassenhoffen, daßsich einerseitsweitereSchwierigkeiten der SignaltheoriemitHilfe der genanntenTechniken lösen lassenwerdenund sich andererseitspraktischerNutzen in realen Anwendungen einstellen wird.


BILD VERARBEITUNG 3

Higher-Order Statistics of Natural Images andTheir Exploitation by Neuronal Mechanisms

Gerhard Krieger & Christoph Zetzsche

Institut für Medizinische Psychologie, Ludwig-Maximilians-Uni versität München

A numberof recentstudieshave emphasizedthe importanceof thestatisticalpropertiesof our naturalenvironmentfor an understandingof neural information processingandbehavioural control.

In orderto quantifytheredundanciesin naturalimages,mostapproacheshaveonly madeuseof first- andsecond-orderstatistics,wherethelatterevaluatethecorrelationsbetweenpairsof pixels (autocorrelation-functions).It canbe shown, however, that second-orderstatisticsarecompletelyblind to locally orientedimagefeatures,andarethereforeinap-propriateto explain the emergenceof orientedreceptive fields, which are a commonproperty of cells in the primary visual cortex.

In order to overcometheselimitations inherentin the second-orderapproach,we haveinvestigatedthebi- andtrispectraof naturalimages.Ourstatisticalanalysisrevealsstrongdependenciesbetweenthosefrequency componentswhich arealignedto eachotherwithrespectto orientation.We argue,thatthis higher-orderredundancy canprovide anexpla-nationfor theadvantagesof linearorientation-selective filter decompositionsover isotro-pic schemes.

However, a full exploitationof thesehigher-orderdependenciesrequiresa nonlinearpro-cessing,for which we proposeoperatorsthat are selective to intrinsically two-dimen-sional(i2D) imagesignals.Theseoperatorsrespondonly to curved imagefeatureslikecorners,junctionsetc.,andshow a closeresemblanceto end-stoppedor hypercomplexcells.Basedon theVolterra-Wienerseriesexpansionof nonlinearsystemswe developagenericclassof suchi2D-selective operators.We thenargue,that theseoperatorscanbeseento decorrelatethestatisticsin anhigher-ordersense,thusproviding anefficient rep-resentationof visual information with reduceddependenciesbetweenthe individualunits.


BILD VERARBEITUNG 4

Natural Image Statistics, Orientation-Selectivity,and Cortical Gain Control

Christoph Zetzsche & Gerhard Krieger


The optimal informationprocessingstrategies for visual recognitionandsensori-motorcontrolareessentiallydependenton thestatisticalpropertiesof thenaturalenvironment.For the explanationof certainneuralproperties,like lateral inhibition, or self-similarbandpassfiltering, considerationof thesecond-orderstatisticsis sufficient (cf. RöhrbeinandZetzsche),but in generalit is necessaryto take higher-orderpropertiesinto account.This can be done in an approximatefashionby the computationof polyspectra(cf.KriegerandZetzsche),or by adirectidentificationof thebasicstructuralpropertiesof themultivariateprobabilitydensityfunction(pdf). Herewe pursuethesecondapproachandusecomputersimulationsto evaluatethejoint multivariatestatisticsof thecoefficientsoflinear wavelet-like filters in responseto naturalimages.This statisticalanalysisrevealstwo basic structural properties of the pdf.

First, the probability massis concentratedin a non-compactquasi-orthogonalsubspacestructure,whichyieldssparsedistributionsif projectedontothoseaxesof thehyperspacewhich correspondto orientedreceptive fields.This structureprovidesa soundexplana-tion of the advantagesof cortical orientationselectivity, whereasthe standardprincipalcomponentapproachto this problemcan be shown to lead to logical inconsistencies(Zetzsche et al. (1997) Neurosci. Lett. 228).

The secondstructuralpropertyis closely relatedto the questionwhetherthe statisticalredundanciesin naturalimagescanbeefficiently exploitedby purelylinearfilter mecha-nisms, or whether this requiresnonlinear operations.Our analysis reveals that theresponsestatisticsof thoselinearfilterswhicharejointly localizedbut differ in symmetry(even/odd),spatial frequency, or orientation,yield a multivariatedensitywhich is notseparablein cartesiancoordinatesbut exhibits a sphericalseparability. The information-theoreticapproachthuspredictsthatanonlineartransformto a featurespacewith spheri-cal coordinateswould be requiredfor an efficient encoding.The suitableneuralimple-mentationof this nonlineartransformationturns out to be provided by gain-controlledmechanisms.Interestingly, the resultingencodingbearsclosesimilarities to shape-gainvectorquantizersin technicalimagedatacompression.Thepredictionof a`sphericalrep-resentation’in early vision is alsoconfirmedby the resultsof a psychophysical experi-ment on the discriminability of localized Gabor patches.

We concludethat orientation-selectivity andcortical gain control areimportantstepsinthe exploitation of the statisticalredundanciesof the naturalenvironmentby the visualcortex.


BILD VERARBEITUNG 5

1/f2 power spectrum of natural images and self-similarbandpass channels in biological vision

Florian Röhrbein & Christoph Zetzsche


A basicapproachto theunderstandingandmodelingof biologicalsensorysystemsis theinterpretationof their structureasa resultof anoptimaladaptationto thestatisticsof thenaturalenvironment.For visual informationprocessingthis amountsto the investigationof therelationbetweenthestatisticalredundanciesof naturalimagesandthebasicprop-ertiesof visual neurons.With this information-theoreticapproachit could be demon-strated,for example,thatretinallateralinhibition is well adaptedto thesecond-ordersta-tistics(autocorrelationfunction,powerspectraldensity)of naturalimages.However, it isstill underdiscussionwhetherother featuresof biological visual systemscan also beexplainedwithin this restrictedcontext of second-orderdecorrelationby linearsystems.Thereis evidence,for example,thatcorticalorientationselectivity requiresconsiderationof higher-orderstatistics(Zetzscheetal. (1997)Neurosci.Lett. 228:155).It hasalsobeenquestioned,whetherthelocalizationandself-similarityof corticalreceptive fieldscanbeexplainedwithin the standardsecond-orderapproach(Field (1994)Neuralcomputation6:559).Herewe show, however, thatsuchanexplanationcanindeedbe found.For this,weanalysedtheexploitationof the1/f2 powerspectraof naturalimagesby technicalsub-bandcoders,which arecloselyrelatedto the frequency-selective bandpassfilters in bio-logical vision systems.We evaluatedthe codingperformanceof the systemin termsoftheratedistortiontheoryof communicationengineering,andfoundthatanoptimalparti-tioning of the frequency spaceis obtainedby bandpasschannelswith an approximatelyconstantbandwidthona logarithmicaxis.Wealsofoundaslightbut systematicdeviationof theoptimumbandpassdecompositionfrom perfectself similarity, which consistsin asystematicdecreaseof thebandwidthwith increasingcenterfrequency. This correspondsexactly to theneurophysiologicalmeasurementsof thedistribution of thebandwidthsofneurons in the visual cortex.


BILD VERARBEITUNG 6

Erler nenvon Merkmalskonfigurationen für die Szenenanalysemit sakkadischen Augenbewegungen

Elisabeth Umkehrer, Stephan Beinlich, Christoph Zetzsche,Ernst Pöppel & Kerstin Schill


Hintergrund unsererForschungsarbeitenist die Frage,wie die auf primärenVerarbei-tungsebenengewonnenenSignalein höherenkognitiven Verarbeitungsebenenverarbei-tet, repräsentiert und zu gespeichertem Wissen in Beziehung gesetzt werden.

Dies wird am Beispiel einesModells dessensomotorischenBogensder sakkadischenSzenenanalyseuntersucht.In diesemModell soll ein WissensbasiertesSystemmit einerSignalvorverarbeitung,die auf ErkenntnissenüberdasVerhaltenvon Zellenim visuellenCortex beruht,kombiniert werden.Weiterhin sollen Ergebnissevon psychophysischenExperimenten zu Augenbewegungen miteinbezogenwerden. Das WissensbasierteSystem wird dabei signaltheoretischeInformationen mit explizitem symbolischemSchlußfolgern verknüpfen.

Die ModellierungdesWissensüberdieSzenenerfolgtdabeinicht,wie im ``Computatio-nalVision’’-Bereichüblich,alleinüberafferenteMerkmale,sondernaufderBasissenso-rischer Information und potentiell motorischerAktionen, speziell Augenbewegungen.AugenbewegungenwerdendabeialsRelationenzweierMerkmale,die überihre relativePositionzueinanderverknüpftsind,repräsentiert.AufgabedesSystemsist esin Abhän-gigkeit von Vorwissenüber Szenenund bereitserfolgten Augenbewegungenauf deraktuellenSzenediejenigenächsteAugenbewegungzuberechnen,dieeinemöglichsteffi-ziente Erkennung der Szene ermöglicht.

JededieserAugenbewegungendeutetnur mit einer gewissen(Un-)sicherheitauf eineHypotheseüberdie Szene.Zur Erfassungvon Unsicherheitin WissensbasiertenSyste-menstehenprinzipiell eineganzeReihevon unterschiedlichentheoretischenAnsätzen,wie z.B. die BayesTheorie,FuzzySetTheorie,etc.zur Verfügung.EineRandbedingungbei derWahl derUnsicherheitstheoriewar die hierarchischeStrukturierungderHypothe-senüberdie Szenen.Aus diesemGrundbot sichdie Dempster-Shafer-TheoriealsUnsi-cherheitstheoriean, die den Umgang mit hierarchischenHypothesenräumenin diesemKontext erleichtert.

Die Dempster-Shafer-Theorieerfaßt die Unsicherheitmit Glaubensmaßen,die bei derEntwicklung von WissensbasiertenSystemenüblicherweisevon Expertenerfragt wer-den.Da im Falle der Modellierungvon AugenbewegungendiesesWissennicht explizitvorliegt, müssendie Glaubensmaßevom Systemselbstgelerntwerden.Wir zeigen,daßesbeieinerhierarchischenHypothesenmengeeineinfachesVerfahrengibt, umbasicpro-bability assignments(bpa)derDempster-Shafer-TheorieausgeneriertenAugenbewegun-gen abzuleiten, so daß die bpa’s eine naheliegende Interpretation erhalten.

Auf derBasisdieserGlaubensmaßearbeiteteineStrategie,die in jedemSchrittdiejenigeAugenbewegung berechnet, die einen maximalen Informationszuwachs verspricht.

Postersitzung:Physiologie

154 Postersitzung: Physiologie

PHYSIOLOGIE 1

Functional Magnetic Resonance Imaging Reveals NeuronalCorr elates of Figure-Ground Segregation

G. Skiera, D. Petersen, M. Skalej & M. Fahle

Section Visual Science, University Eye Clinic, Tübingen

Figure-groundsegregationis animportantfirst stepfor objectrecognitionin naturalenvi-ronments.We investigatedwhetheran increaseof neuronalactivity specificfor figure-groundsegregation may be detectablethroughthe 'BOLD' (blood oxygenlevel depen-dent)contrastin functionalmagneticresonanceimaging(fMRI). Stimuli wereprojectedonasmallperspex screenlocatedaround15cmin front of thesubject'seyesin aSiemensMagnetomwith a 1.5 teslamagneticfield. Thesubjectswereeithermyopicor woreade-quatenearcorrections.Stimuli subtendedaround24 deg. horizontallyandvertically andwereprojectedon thescreenby meansof a video-projectorundercomputercontrol.Fig-ure-groundsegregation was testedfor stimuli differing in either luminance,color, ormotion direction of small dots. For example in the caseof luminance,the segregatedstimulusconsistedof a8 x 8 elementcheckerboardwhile thehomogeneousstimuluscon-sistedof ahomogeneousgrayarea.In thecaseof color, thesegregatedstimuluswasaredon greencheckerboard;in the caseof motion, the checkswere definedby elementmotionsin oppositedirections,while thehomogeneouscondition(without figure-groundsegregation) consisted of motion of all dots in the same direction.

The imagesobtainedafter the homogeneousandthe correspondingsegregatedstimula-tion werefirst correlatedwith a synthesizedbox carvectorusinga methoddescribedbyP. Bandettiniet al. (MRM 39:161-173;1993).In a pilot study, thesecorrelationimagesshow activationof theprimaryvisualcortex that is relatedto figure-groundsegregation.Theactivity is presentfor thefigure-groundsegregationbasedon all threetypesof cues.The motion definedfigure-groundstimulusmoreover activatesthe temporalcortex in aregion that might correspond to the human analog of area MT.

In summary, our resultsshow that neuronalmechanismsexist as early as the primaryvisualcortex thataresensitive to figure-groundsegmentationbasedon color, luminance,or motion cues.

Postersitzung: Physiologie 155

PHYSIOLOGIE 2

Wahrnehmunginkohärenter und kohärenter visueller Stimuli:Vorläufige Ergebnisse zweier Diskriminationsexperimente

mit visueller Halbfeldtechnik bzw. funktionellerMagnetresonanztomographie

Ralf Goertz & Jür gen Reichenbach

Institut für Psychologie, Friedrich-Schiller-Universität Jena

Die Nutzungder funktionellenMagnetresonanztomographieund andererbildgebenderVerfahrenzur Lokalisationvon kognitiven Funktionenhat in denletztenJahrenzuneh-mendan Bedeutunggewonnen.Uns interessiertin diesemZusammenhangdie Unter-scheidbarkeit verschiedenerRepräsentationsebenen,einer eher räumlich-visuellenundeiner begrifflich-abstraktenEbene.So könnenzum Beispiel bestimmtegeometrischeAufgabensowohl durchAnwendenvon FormelnalsauchdurchManipulationder inter-nenvisuellenRepräsentationdesProblemsgelöstwerden.Ziel weitergehenderUntersu-chungist es,dieHypothesezuprüfen,daßmathematischHochbegabtebeideRepräsenta-tionsformengleichzeitig zur Aufgabenlösungnutzen und daß dies eine Quelle ihrerHochbegabungseinkönnte.In Voruntersuchungenmußdahergeprüftwerden,obdiever-schiedenenRepräsentationsformentatsächlichim fMRT sichtbargemachtwerdenkön-nen. Im folgendensollen vorläufige Ergebnisseeiner gekoppeltenUntersuchungmitvisueller Halbfeldtechnik und fMRT beschrieben werden.

Als Stimuli wurdendazuvier verschiedeneKlassengeometrischerObjekteverwendet:drei- und viereckigePenrose-Figuren,also Abbildungenvon Gebilden,die nicht alsräumlich möglicheObjektegesehenwerdenkönnensowie derenräumlich möglichenPendants.AufgabederVersuchspersonenwar es,in getrenntenBlöckenüberdie AnzahlderEcken (dreieckig/viereckig)bzw. überdie Kohärenzder Stimuli (räumlichmöglich/unmöglich) zu entscheiden.

In derVerhaltensstudiewurdendie Stimuli tachistoskopischlateralisiertdargebotenundmit zufälligenGeradenmaskiert.14 Versuchspersonennahmenan diesemVersuchteil.Untersuchtwurdedie Diskriminationsfähigkeit getrenntfür linkesund rechtesvisuellesFeldsowie für beideAnforderungen(Eckigkeit/Konsistenz)mit Hilfe vond’. WichtigstesErgebniswar eineWechselwirkung zwischenAnforderungund Darbietungsseite.Wäh-renddieKonsistenzentscheidungim linkenvisuellenFeldbesserwar, ergabsichim rech-ten visuellen Feld ein höheres d’ in der anderen Anforderung.

DieselbenAnforderungenwurdenbishereinerVersuchspersonunterNutzungdesfMRTgestellt.Allerdings wurdedabeiauf die Lateralisierungder Reizeverzichtet.Es zeigtesich einesignifikanthöhereAktivität im linken Temporallappenbei der Konsistenzauf-gabe.DieswidersprachdenErgebnissenausderVerhaltensstudienachderein rechtshe-misphärischerVorteil vermutetwurde.DaherwurdedieserProbandauchmit demerstenDesign untersucht. Tatsächlich zeigte sich auch hier der linkshemisphärische Vorteil.


PHYSIOLOGIE 3

ERP Signs of Spatial Encoding of Shape and Color

Christine Kohlmetz, Tiia Tuulmets & Thomas F. Münte

Department of Neurology, Medical School of Hannover

The representationand accessto shapeand color of a form was assessedwith event-relatedbrainpotentials(ERPs)in a partial-reporttask,which requiredto recalleithertheshapeor thecolorof a form. A post-cueindicatedthelocationatwhich theshapeor colorattributesof a form in a multi-elementstimulushadto berecalled.Theefficiency of theselectionby locationwasmeasuredasafunctionof numberof itemsin thevisualfield (4,8 or 16) andthedelayof thelocationcue(100msor 500ms)following thestimulusoff-set. The behavioral data indicated an effect of display size with more pronounceddecreaseof accuracy in the shapereporttask.The ERPdatashowed a significantinflu-enceof setsizeon the late positive component(P300)in the shapetaskbut not in thecolor task.Theresultsindicatethat theallocationof attentionto onespatialpositioncantriggershapeandcolor attributesat that locationindependently. Theresultsfurthersug-gest that shape and color are encoded with a different location-code.


PHYSIOLOGIE 4

Hemisphärenasymmetrien bei der Wahrnehmungkurzer Zeitinter valle

Claudia Goertz

Institut für Psychologie, Humboldt-Universität zu Berlin

Zur WahrnehmungundVerarbeitungvon Zeitinformationliegenzahlreiche,wenngleichdurchauswidersprüchlicheBefunde über Hemisphärenunterschiedevor, die eher füreinenVorteil der linken Hemisphäresprechen.Die Erklärungsansätzedafür sind eben-falls rechtunterschiedlich.SowerdenZusammenhängezur SprachverarbeitungoderzurMotorik hergestellt,andereAnsätzeziehenneuroanatomischeAsymmetrienwie dasVer-hältnisvon grauerund weißerSubstanzfür die InterpretationermittelterVerarbeitungs-unterschiede zwischen den Hemisphären heran.

In deneigenenUntersuchungwurdemit Zeitintervallen im Millisekundenbereichgear-beitet,die mittels Leuchtdiodenund der visuellenHalbfeldtechniklateralisiertdargebo-ten wurden.Es zeigtesich in mehrerenStudienein rechtshemisphärischerVorteil im d’bei derUnterscheidungzweierverschiedenlangerIntervalle.Dabeiwurdedie Helligkeitder Stimuli variiert, um den Einfluß der Intensitätauf die Zeitwahrnehmungund diedabeiaufgetretenenHemisphärenasymmetrienzu untersuchen.Die Ergebnissesprechendafür, daßdie Helligkeit überdie Zeit integriert wird, denndie Diskriminationsleistungsinkt,wenndieHelligkeit nichtmehrmit derDauerderReizekorreliert.Der rechtshemi-sphärische Vorteil bleibt jedoch erhalten.


PHYSIOLOGIE 5

Component-Perimetry: A Fast Visual Field Test forDiffer ent Visual Functions

Gudrun Bachmann & Manfr ed Fahle


A lesionof thevisualpathway mayleadto differenttypesof visualfield defectsdepend-ing on thelevel of the lesion.Theresultingvisualfield defectsareoftennot consciouslyexperiencedby thepatients.A perimetricmethodis introducedto examineseparatelytheperceptionof differentcomponentsor functionsof vision, suchasthe discriminationoforientation,depth,color, andmotion,or elsetemporalresolution,visual acuity, andfig-ure-ground segmentation.

A largeportionof thevisualfield wastestedsimultaneouslywith perimetricpatternsthatisolateindividual visual functions.We comparedthesizeof visualfield defectsrevealedby our methodwith thoseof conventionalperimetryin neurologicalpatientsandnormalcontrolsin orderto evaluatethereliability of themethod.Component-andconventionalperimetrywereusedto examinethevisualfieldsof 40 patientswith circumscribedbrainlesionsand20 controlssubjects.Theresultsobtainedwith thedifferenttypesof compo-nent-perimetrywerecorrelatedwith thoseof conventionalperimetryandrelatedto thelocalization of the brain lesions as revealed by CT or NMR scans.

Component-perimetrywasableto detectall visualfield defectsin patientssuffering fromlesionsbetweentheoptic chiasmandtheprimaryvisualcortex. A controlgroupshowedno falsepositive results.In anothergroup of patientssuffering from lesionsincludingextrastriatevisual areas,visual field defectswere larger for sometypesof component-perimetry than for conventional perimetry.

Componentperimetryprovidesinformationaboutthelocalizationandetiologyof lesionscausingvisual field defectsnot availablefrom conventionalperimetry. Thenew methodcanthereforedifferentiateat leastpartially betweenlesionsof the ventralversusdorsalvisualprocessingstreams.We conjecturethat component-perimetryis a usefultool thatallows to screenthevisualfield for differenttypesof visualfield defectsandthusdistin-guishes between different disorders of visual perception.


PHYSIOLOGIE 6

Automated assessment of the visual contrast sensitivityfunction in the hooded rat

H. Strasburger, J. Keller, D.T. Cerutti & B.A. Sabel

Inst. für Med. Psychologie, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Thespatialcontrast-sensitivity function (CSF)is a sensitive, quantitative behavioral testfor assessingspatial visual function that is comparableacrossspecies.Rat vision iswidely assumedtoo poorfor meaningfulpsychophysicalassessments,andtheperceptualcharacteristicsof vision in rats, despitetheir predominantlaboratoryuse, have beenrarelystudied.Wehavedevelopedamethodfor rapidassessmentof thehoodedrat’sCSFusinga computermonitor for stimulusdisplayandan infraredtouchscreenasresponsedetector. Sine-wave gratings,varyingin contrastandspatialfrequency, werepresentedina six-alternative forced-choicetask;a rat’s nose-poke to the target stimulusresultedinreinforcement(water),andnose-pokesto otherlocationsrepeatedthe trial with a short,aversive time-out.Spatialfrequenciesassessedwere in the rangeof 0.041to 0.78 cyc/deg; at eachspatialfrequency tested,stimuluscontrastchangedaccordingto a simpleadaptiveprocedure.Psychometricfunctionsweredeterminedby fitting a logistic functionto thebinary responsedatausinga maximum-likelihoodfitting procedure,andthepointof inflectionwastakenasthethreshold(Harvey, L. O., Jr., 1997,SpatialVision,11,121-129).TheCSFsobtainedhadthe typical inverse-Ushape,andpeaksensitivity occurredat around0.10cyc/deg, similar to previousdata.We considerthis procedureto bea validmethodfor rapid determinationof the rat’s CSFandan efficient tool for spatialvisionassessment after experimental manipulations of the visual system.


PHYSIOLOGIE 7

Besteht eine topographische Beziehung von Skotom undPhosphen bei Magnetstimulation des visuellen Kortex?

Thomas Kammer & Kuno Kirschfeld

MPI für biologische Kybernetik, Tübingen

TranskranielleMagnetstimulation(TMS) desvisuellenKortex führt bei vielenVersuchs-personen(VP) zurWahrnehmungeinfacherPhosphene.AndererseitskannTMS in einemumschriebenenZeitfensterdie visuelleWahrnehmungunterdrücken.Bisherist esunklar,ob die Lage der Phosphene im Sehfeld sich mit der Lage der Skotome deckt.

DasGesichtsfelddesrechtenAugesvon 10 VP wurdemit einemRastervon 32 Punktenperimetriert,dieeinenAbstandvon1 Grad,4 Gradund10GradvomFixationspunkthat-ten.ZusätzlichwurdederblindeFleckmit 5 Punkten(Kontrollmessungen)bzw. 1 Punkt(TMS-Messungen)als Fixationskontrolle untersucht.Als Objekt dienteein QuadratmiteinerSeitenlängevon 0,25Grad,welchesfür 1 msauf einemMonitor mit einerHinter-grundshelligkeit von 2,9 cd/m2 gezeigtwurde. Die WahrnehmungsschwellenwurdennachderStrategiedesTübingerAutomatik-Perimetersmit individuellenTreppenfunktio-nenermittelt. Über demOccipitalpolder VP mit einerseitlichenAbweichungvon derMittellinie (1-2 cm) wurdeTMS mit einerfokalenDoppelspuleundeinerIntensitätvon50-75%dermaximalenAusgangsleistungappliziert.Die VP zeichnetendie wahrgenom-menenPhospheneauf ein Amsler-Netz.Zur PerimetrieunterTMS wurdemit einerfest-gewählten SOA von 70-100 ms nach jeder Präsentation ein Magnetpuls ausgelöst.

Alle 10 VP konntenPhosphenebeschreiben,die sich je nachSpulenpositionüberwie-gendin denkontralateralenunterenQuadrantenparafovealmit 1 Grad- 5 Gradausdehn-ten. Das Ausmaßder Phosphenevariierte interindividuell und war in kritischer Weiseabhängigvon derSpulenposition.Bei 8 von 10 VP fandsichunterTMS eineErhöhungder Wahrnehmungsschwellenvon 8 - 18 dB in denGesichtsfeldbereichen,in denendieVP dasPhosphenwahrgenommenhatte.Die WinkelgrößedesSkotomsstimmtebei vierVP mit derdesPhosphensüberein,bei einerwar dasSkotomkleinerundbei dreiengrö-ßer.

FokaleTMS überdemvisuellenKortex führt zurModulationderWahrnehmungsschwel-len im SinneeinestransientenSkotoms.Es bestehteinetopographischeKorrespondenzzwischenden durch MagnetstimulationevozierbarenumschriebenenPhosphenenundden transienten Skotomen.


PHYSIOLOGIE 8

Anisometrie der Sehauflösungund kortikale Repräsentation-Ein Modell

Jens von Berg

Graduiertenkolleg Kognitionswissenschaft, Hamburg

Die RepräsentationenbeiderGesichtsfelderwerdenim visuellenPfad erstmalsin V1räumlichzusammengeführt.Bei Menschenwie bei Makaken sind hierbeidie okularenDominanzstreifen(OD) zu beobachten.DieseKonvergenzführt im Modell geometrischzu einerAnisometriein dersoentstehendenkortikalenKarte,dain ihr zwei Repräsenta-tionen des Gesichtsfeldes räumlich integriert werden müssen.

Aus dieserVerdopplungresultiertentwedereineAnisometriederGesamtabbildungodereine Stauchungdes zu repräsentierendenDoppelbildesorthogonal zu den Streifen(mikroskopische Anisometrie).

Aus letztererlassensich unterschiedlicheSehschärfenfür verschiedeneOrientierungenaufgrundunterschiedlicherkortikaler Repräsentationsdichtenvorhersagen.Ausgehendvon derRückprojektionder OD einesMakaken in seinGesichtsfeld(Hubel& Freeman1977)konntenhier tatsächlichÜbereinstimmungenmit Anisometrienin der menschli-chenSehschärfegezeigtwerden(Fahle 1991). Fraglich bleibt die Übertragbarkeit derDateneineseinzigenMakakenauf ein Modell desMenschen,für denselbst(noch)keineentsprechenden Werte verfügbar sind.

Basierendauf der komplexen Abbildung log(z+a) habenwir mehrerePräparatevonMakaken (Horton & Hocking 1996)entsprechendparametrisiertund daraufhindie ODrückprojiziert.ZusätzlichwurdenMeßergebnissevomMenschen(intracranialeAbleitun-gen,Vermessungenvon MigränephosphenenundfMRI-Untersuchungen)ausderLitera-tur von unsformalisiertund derenParametrisierungverglichen.Hier wurdejedochnurdie Abbildungsfunktion, nicht die OD untersucht.

Für die Makakenergibt sich: (1) Im zentralenBereich(Exzentrizität<0,5Grad)läßtsichkeine vorherrschendeAusrichtungerkennen.(2) Zwischen0,5˚ und etwa 8˚ sind dieStreifendurchgängighorizontal.(3) AußerhalbliegensiekonzentrischumdenFixations-punkt.

Der Parametera liegt bei den DatendesMenschenin dem Bereich,der auchfür diejeweiligenMakakenmodelleresultierte(0,4 Grad- 0,7 Grad).Die größereGesamtflächesprichtzusammenmit denbreiterenOD für einerelativ zumMakaken lediglich vergrö-ßerte aber strukturgleiche Abbildung auf V1 des Menschen.


PHYSIOLOGIE 9

Greifen als Test für die Unterscheidung vonWahrnehmung und Handlung

Volker Franz, Karl R. Gegenfurtner, Heinrich H. Bülthoff &Manfr ed Fahle

Max-Planck Institut für biologische Kybernetik, Tübingen

In der Literatur wird angenommen,daßdie Verarbeitungvisueller Information für dieZwecke von Wahrnehmungund Handlungunterschiedlichverläuft. DieseUnterschei-dungsoll sichbei gesundenPersonendarinzeigen,daßGrößenillusionenauf die Greif-motorik einendeutlich geringerenEinfluß ausübenals auf die Wahrnehmung(Aglioti,DeSouze& Goodale,1995;Brenner& Smeets,1996).Zur Überprüfungder Hypothesewurdeeinevirtuelle Untersuchungsapparatur(Ernstet al., ARVO 1997)verwendet,dieeineweitgehendeManipulationdervisuellenInformationgestattet.Mit dieserApparaturließen sich Störvariablen besser als in vorherigen Studien kontrollieren.

SechzehnVersuchspersonen(VPn) wurdenScheibenmittelsBildschirmundStereobrillevirtuell dargeboten.Eine zentraleScheibewar von fünf großenbzw. kleinen Kontext-Scheibenumgeben,so daß sich die EbbinghausIllusion ergab: Bei großenKontext-Scheibenwird diezentraleScheibekleiner, beikleinenKontext-Scheibengrößerwahrge-nommen.Der Durchmesserder zentraleScheibevariiertevon 27 bis 37 mm, in 2 mmSchritten.Die Wahrnehmungder virtuellen zentraleScheibedecktesich in der räumli-chen Ausdehnungmit einer realenScheibe,die jedoch hinter einem Spiegel lag unddahervon denVPn nicht gesehenwurde.Die VP führte eineGreifbewegungnachdervirtuellenScheibedurchunderhielthaptischesFeedbackdurchdie realeScheibe.MittelseinesOptotrak- Systemswurdedie maximaleHandöffnungvor BerührungderScheibegemessen.DerEinflußderIllusion aufdieWahrnehmungwurdeübereineEinstellproze-dur ermittelt.

Wir fandensowohl für die wahrgenommeneGrößealsauchfür die maximaleGriffgrößeeinenEinflußder Illusion. DiesesErgebnisstehtim Widerspruchzu denErgebnisseninder Literatur. Gründe für diese Diskrepanz werden diskutiert.


PHYSIOLOGIE 10

Greifen in Situationen mit visueller und haptischer Information in K onflikt

Mar c O. Ernst, H. A. H. C. van Veen, M. A. Goodale & H. H. Bülthoff

Max-Planck Institut für biologische Kybernetik, Tübingen

Verändertsichdie visuell wahrgenommeneGeometriedesRaumes,zumBeispieldurchdasAufsetzeneineroptischenBrille, somüssenwir unservisuomotorischesSystement-sprechendanpassen,um erfolgreichmit Objektenin diesemRaumzu hantieren.WiruntersuchtenAdaptionsprozessedesvisuomotorischenSystems,indemwir mit Hilfe vonvirtuellen Umgebungendie Größevon Objektenmanipuliertenund dasGreifverhaltenderVersuchspersonenanalysierten.Der experimentelleAufbaubestandauseinemCom-putermonitor, derkopfüberbefestigtwar, undeinemSpiegel.Die AufgabederVersuchs-personenbestanddarin,realeWürfel verschiedenerGröße(2, 3, 4 und5 cm) zu greifen,währendihnen über den Spiegel dreidimensionalecomputer-generierteBilder dieserWürfel (virtuelle Würfel) präsentiertwurden.Der Spiegel war so justiert, daßsich dieBilder der Würfel mit den realenWürfeln decktenund die Versuchspersonenkeineanderevisuelle Informationals dasSpiegelbild bekamen.Die Bilder warenzu BeginneinesjedenDurchgangsso langesichtbar, bis die Greifbewegungbegonnenwurde.DiegesamteGreifbewegung wurde mit einer Infrarot-Kamera[OPTOTRAK 3020] aufge-zeichnet,die die Positionvon Markern, die auf der Hand befestigtwaren, in allen 3Dimensionenliefert. WährenddesExperimentsverändertenwir die GrößedervirtuellenWürfel um1cmentwederin kleinenSchritten[1-2 mm] oderin einengroßenSprungunderzeugtendamit einenKonflikt zwischender visuellenund der haptischenInformation.Wird mit einerbegrenztenAnzahlvon Objektenexperimentiert,wie eshier derFall war,kannderKonflikt aufzweiArtengelöstwerden:EntwederdurcheineRekalibrierungdesvisuomotorischenSystemsoder mit Hilfe einer gelerntenRepräsentationder Objekte,wenndie Bilder denObjekteneindeutigzugeordnetwerdenkönnen.Währendim erstenExperimentalleWürfel dasgleicheAussehenhatten,warendieWürfel im zweitenExpe-rimentje nachGrößeverschiedenfarbig,um die ZuordnungdesBildeszu derGrößederWürfel zu erleichtern.Im dritten Experimentverwendetenwir zwei Gruppenvon Wür-feln, die sich in ihrer visuellenTextur unterschieden.Wir erzeugtendenGrößenkonfliktnur in einerderbeidenGruppen,umzusehen,obeineseparateAdaptiondesvisuomoto-rischen Systems für die zwei Gruppen möglich ist.

Im erstenund zweitenExperimentstelltesich die AdaptationinnerhalbwenigerGriffeein (vgl. Gentiluccietal.; Exp.BrainRes.1995).PlötzlicheGrößenänderungenvon1 cmhabeneinen geringerenEinfluß auf die Griffe, wenn die Würfel farbig markiert unddamiteinfacherzu identifizierensind.Im drittenExperimentzeigtesich,daßeineAdap-tion für eineseparateGruppevonObjektennichtmöglichist. In keinemderExperimentewurde der Größenkonflikt von den Versuchspersonenbemerkt.Wir schließenausdenErgebnissen,daßeineAdaptiondesvisuomotorischenSystemsschnellerfolgt,wobeidieGrößenrepräsentationderObjekteineRolle spielt.Da allerdingseineseparateAdaptionfür eineObjektgruppenicht möglich ist, wird vermutlichdasgesamtevisuomotorischeSystem rekalibriert. Diese Hypothese wird zur Zeit eingehender untersucht.


PHYSIOLOGIE 11

Kontrollierte Blickrichtung bei wachen Affen ohne Dressur

J. Krüger, I. Bondar, M. Fahle, E. Schottmann & X. Schwiete

AG Hir n, Institut für Bioph ysik, Universität Freiburg

Die Lenkung des Blicks in eine gewünschteRichtung,und derenKontrolle, ist eineSchwierigkeit bei UntersuchungendesSehvorgangsan wachenAffen. Bei einergängi-genMethodehat dasTier einenHilfspunkt zu fixieren; die Blickrichtung wird oftmalsmit auf demAugapfel befestigtenInduktionsspulengemessen,und die Konstanthaltungbelohnt.WennphysiologischeReaktionenauf zusätzlichevisuelleReizeuntersuchtwer-densollen,dannkann jedochdasTier seineOptomotorikfür denVorgangdesSehensnicht in normalerWeiseeinsetzen.Andererseitsfandmanim visuellenKortex unerwar-tete Ergebnisseim Zusammenhangmit Augenbewegungen(BC Motter & GF Poggio,Exp. Brain Res.83: 37-43, 1990; MS Livingstoneet al., Cold Spring Harbor Symp.Quant.Biol. 61: 27-37,1996).UnterEinsatzderhier vorgestelltenTechniksoll mit dau-erhaft implantiertenMulti-Mikroelektroden aus der fovealenProjektion von V1 vonundressiertenAffen abgeleitetwerden,wobeidie Tieredie BlickwendungzumBlickzielselbst bestimmen.

Um dabeidochdieBlickrichtungeinzuschränken,wurdedasTier (Macacamulatta)in 90cm Entfernungvor einen undurchsichtigenSchirm gesetzt,der den größtenTeil desGesichtsfeldseinnahm.In Abständender Größenordnung10 Gradbefandensich einigeLöchervon 2 GradDurchmesserim Schirm.Von vorn undleicht von untenwurdeunterBeleuchtungdurchzwei Infrarot-Punktquellenmit einerVideokameraein Auge in star-ker Vergrößerung(Augapfeldurchmesser= 1/3 Kamerabildfeld)aufgenommen.Aus derLage der zwei Corneareflexe relativ zur Pupillenmittewurde der Pupillendurchmessersowie die zunächstungeeichteBlickrichtunghorizontalundvertikal mit einerZeitauflö-sungvon 20 ms ermittelt.DasTier saßin einemAffenstuhl,in demessich relativ freibewegenkonnte.Der Kopf war nicht fixiert, sodaßderBlick auchsenkrechtnachobengerichtetwerdenkonnte.Der Schirmwar bei offenerTür zumKorridor soim Laborpla-ziert, daß der Affe durch die Löcher einen eingeschränkten Blick auf den Korridor hatte.

In Versuchenvon je 20 Minuten Dauerschauteder Affe großeTeile der Zeit durchdieLöcher, wobeiderAnreizdazudurchdienormaleBetriebsamkeit aufdemKorridorgege-benwar. Dabei ist hervorzuheben,daßnicht von vornhereinein “interessantervisuellerReiz” ausgewählt werdenmußte,um denBlick auf einesderLöcherzu richten,sonderndazugenügtehäufig schonein Geräusch.“Yarbus-Rückprojektionen”der gemessenenBlickrichtung ins Gesichtsfeldgabensehrdeutlichdie räumlicheLageder Löcherwie-der, und erlaubtendamit die Blickrichtungs-Eichung.ZunächstwurdeeineGenauigkeitvon±2 Gradfestgestellt,diesichwegenderVielzahlnochmöglicherVerbesserungenaufunter 1 Grad verringern lassen wird.

Durch dieseVersuchsanordnung,und die Langzeit-Ableitung,wird es möglich, demAffen (in hinreichendgroßenzeitlichenAbständenauchwiederholt)visuelleReizedar-zubieten(Pupillenreaktionenwerdendabei nützliche Informationenliefern), die nichterst durchBelohnungsdressurfür ihn interessantwerden,und bei denenmanerwartenkann,daßer sietatsächlichregelrechtanschaut.“NormalesAnschauen”ist neurophysio-logisch noch nicht gut untersucht.


PHYSIOLOGIE 12

Lorazepam: a tool enhancingthe processingof discontinuities?

A. Giersch


Numerouselectrophysiological studieshave suggestedthat GABAA is involved in thecomputationof visual information.It might play a role in particularin thegenerationoftheresponsesof end-stoppedcellsinvolvedin theprocessingof discontinuities.Benzodi-azepineslike lorazepamenhancethe fixation of GABA on the GABAA receptor. Wetestedthe hypothesisthat lorazepamenhancesthe detectionof discontinuitiesby usingstaticstimuli composedof horizontalline-segments.Stimuli werecomposedof (1) col-linearanddiscontinuous,(2) collinearandcontinuous,(3) parallelanddiscontinuous,or(4) parallelandcontinuouselements.Onestimuluswaspresentedoneachtrial in thecen-ter of a computerscreenfor 160msec.Subjectshadto decidewhetherthestimuluswascontinuousor discontinuous.They gavetheir responseby pressinga left or right responsekey. Theresultsshowedthatlorazepam-treatedsubjectswerefasteratdetectingadiscon-tinuity whenthestimuluswascomposedof two alignedline-segments(- -) thanwhenitwas composedof two parallel line-segments(=). Placebo-treatedsubjectsdisplayedequivalentperformancein the two conditions.Theseresultssupportthe hypothesisthatlorazepamenhancesresponsesto line-ends.They are consistentwith previous results,obtained with static drawings, letters, fragmented squaresand dynamic stimuli.Lorazepammight bea usefultool to investigatetherole of line-endsin visuo-perceptualintegration processes and to link experimental psychology and electrophysiology.

167

AAndres, J. 132Anstis, S. 116Arndt, P. 66Aust, U. 110

BBachmann, G. 158Baratoff, G. 141Bäuml, K.-H. 134Beinlich, S. 151Berg, J. von 161Binkofski, F. 39Bondar, I. 164Bösch, U. 58Brauer, W. 45Braun, D.I. 46Braun, J. 38Bröde P. 125Broos, A. 94Budde, J.S.U. 117Bülow, T. 147Bülthoff, H.H. 72, 76, 78, 108,162,

163Bülthoff, I. 120Burk, M. 67

CCampenhausen, M. von 137Cave, K.R. 62Cerutti, D.T. 159Chatziastros, A. 77, 78Christou, C.G. 72Cleveland, S. 136Colonius, H. 66

DDavidson, H. 62De Luca, E. 96Denzinger, A. 84Deubel, H. 37Distler, H.K. 48Dresp, B. 138Duffy, C.J. 50

EEckhorn, R. 43Eckle, T. 46Ehrenstein, W.H. 85Eisenkolb, A. 45Enders, H. 142Ernst, M.O. 163

FFahle,M. 26, 68, 92, 93, 94, 95, 96,

117, 154, 158, 162, 164Faul, F. 129Ferber, S. 86Fieder, M. 110Fischer, B. 36, 69Franz, V. 162Fromherz, P. 135

GGegenfurtner,K.R. 46, 47, 48, 139,

162Geiger, S. 33, 74, 75Giersch, A. 165Gillner, S. 33, 74, 75Goebel, R. 40

Verzeichnis der Autoren

168

Goertz, C. 157Goertz, R. 155Goodale, M.A. 163Gresty, M.A. 51Griefahn, B. 125Griesemer, M. 100Grigo, A. 53Groß, H.-M. 119

HHamker, F.H. 119Hammer, M. 80Hartnegg, K. 69Hauf, P. 100Hecht, H. 49, 52Heide, W. 39, 67Heinecke, A. 63Heller, D. 58, 70Heller, J. 82Henning, G.B. 115Herzog, M.H. 93, 94, 95Heyer, D. 131Hol, K. 56Holland-Moritz, A. 95Hub, A. 135Huber, L. 110Huber, S. 77Huckauf, A. 70Husain, M. 54

IIlg, U.J. 42Irtel, H. 128

JJaschinski, W. 125Jüptner, M. 99Jüttner, M. 90, 91, 105

KKammer, T. 143, 160Karnath, H.-O. 85, 86, 87Kehrer, L. 114Keller, J. 159Kerzel, D. 49, 52Kim, N.-G. 49Kirschfeld, K. 137, 143, 160Kohlmetz, C. 156Kömpf, D. 67Kömpf, D.K. 39Krekelberg, B. 44Krieger, G. 148, 149Kriegeskorte, N. 111Krope, K. 54Krüger, J. 164Krummenacher, J. 58Kunde, W. 65

LLappe, M. 44, 50, 53Lauinger, N. 146Leder, H. 109Lenhart, P.M. 79Lewald, J. 85Logothetis, N. 104Loidolt, M. 110Ludwig, I. 98

MMallot, H.A. 33, 74, 75Martinez, J.C. 55Mattes, S. 61Mattler, U. 63Mayer, U. 80Mayser, H. 46Meinecke, C. 27Meinhardt, G. 97Mokler, A. 36, 69

169

Mortensen, U. 97Mücke, S. 80Mühlenen, A. von 64Müller, H.J. 64Müller, R. 83Müller-Plath, G. 118Münte, T.F. 156Musto, A. 45

NNeumann, H. 140, 141Niederee, R. 130Niemeier, M. 87Nothdurft, C. 24

OOsman, E. 91

PPauls, J. 104Pavlova, M. 120Pessoa, L. 140, 141Petersen, D. 154Pieper, W. 124Popp, M.M. 73Popp, R. 107Pöppel, E. 151Probst, T. 51Purpus, M. 79

RRadach, R. 70Rauber, H.-J. 57Rausch, M. 99Reichenbach, J. 155Reisbeck, T.E. 47Rentschler, I. 90, 91, 105, 126

Richter, E. 133Rieger, J.W. 139Röhrbein, F. 150Rosenzweig, R. 122Roßnagel, C. 109Ruppertsberg, A.I. 108

SSabel, B.A. 159Sarris, V. 100Scheibner, H. 136Schill, K. 45, 151Schmidt, T. 63Schnitzler, H.-U. 30, 83, 84Schott, U. 43Schottmann, E. 164Schrauf, M. 142Schröder, M. 77Schuchardt, M. 122Schuller, A.M. 138Schuster, U. 112Schwarz, U. 42Schwarzbach, J. 63Schwiete, X. 164Seitz, R.J. 39Sekuler, A.B. 113Sellen, K. 76Sellner, D.B. 62Sharpe, L.T. 46Sireteanu, R. 25Skalej, M. 154Skiera, G. 154Sokolov, A. 120Sommer, G. 147Spillmann, L. 116Strasburger, H. 159Stürzel, F. 116Szczepanski, M. 100

170

TTegenthoff, M. 99Teichmann, R. 113Thilo, K.V. 51Thoma, V. 106Treue, S. 54, 55, 56, 57Treutwein, B. 126Troje, N. 110Tuulmets, T. 156

UUlrich, R. 61Umkehrer, E. 151Unzicker, A. 90

VVeen, H.A.H.C. van 76, 163Verleger, R. 39, 67Vetter, T. 108Viebahn, H. von 79Vorberg, D. 63

WWallis, G.M. 78Wascher, E. 60, 67Wauschkuhn, B. 39, 67Wegner, A.J. 68Wender, K. 32Werner, S. 31Wichmann, F.A. 115Widdig, W. 99Willigen, R.F. van der 101Wist, E.R. 142Wolf, R. 122Wolf, S. 31

ZZenger, B. 26Zetzsche, C. 45, 148, 149, 151Zimmer, A. 106, 107Zimmer, K. 81Zöller, H. 123

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