Project voor student Biologie, Natuurwetenschappen/Science, Cognitive Neuroscience Master:
Auditory-evoked 'smooth pursuit'
Onderzoeksgroep: Auditief Systeem and Multisensorische Integratie.
Afd. Biofysica, HG00.800.
Begeleiding:
prof. dr. John van Opstal
Donders Neurophysics Unit - Afdeling Biofysica, HG00.830
Korte beschrijving van het project:
Wat zijn de eigenschappen van auditief uigelokte 'smooth pursuit' oog-hoofdbewegingen?
Achtergrond:
In het visuomotor systeem kennen we verschillende subsystemen om de ogen aan te sturen: het
saccadisch systeem
richt de fovea zo snel en zo nauwkeurig mogelijk op een perifeer doel; het
vestibulair systeem compenseert
voor hoofdrotaties en tracht daarmee de fovea stabiel gericht te houden op een punt in de
buitenwereld; het vergentiesysteem maakt het mogelijk de twee ogen te focusseren op een punt
dichtbij. Het smooth pursuitsysteem tenslotte tracht de fovea gericht te houden op een
bewegend doel door oogpositie en oogsnelheid gelijk te houden aan doelpositie en -snelheid. Al deze
systemen zijn uitvoerig onderzocht voor hun gedrag naar visuele stimuli. Een uitzondering is het
saccadisch systeem, waarvoor ons laboratorium intussen een groot aantal studies in het kader van
auditief localisatiegedrag heeft verricht. In deze studies was de geluidsbron echter altijd stationair
in de ruimte.
Tot op heden is nog nauwelijks onderzoek gedaan naar de respons van het auditief localisatiesysteem
op bewegende auditieve stimuli. Verwacht mag worden dat met name het hoofd een bewegende
geluidsbron precies tracht te volgen, al is er ook enige evidentie dat zelfs de ogen (onder hoofd-gefixeerde
condities) enig glad volggedrag kunnen vertonen.
In dit project:
Er is een nieuwe audiovisuele experimenteeropstelling gereedgekomen die het o.a. mogelijk maakt om
bewegende auditieve stimuli door de 2D ruimte te genereren. In het project zullen we de respons
van vrije oog-hoofdbewegingen naar dergelijke stimuli gaan karakteriseren onder verschillende
omstandigheden:
- Predictieve bewegingen: de stimulus zal een harmonische, sinusvormige beweging door de ruimte
maken, waaruit we met lineaire systeemtheorie de zogn.
overdrachtskarakteristiek van het systeem kunnen bepalen (gain en fasekarakakteristieken).
- Rash-bash stimulus: een in de oculomotor literatuur veelgebruikte stimulus om de
'staprespons' van het pursuit systeem mee te kunnen bepalen (en daaruit weer de
impulsrespons!).
- Random beweging: witte ruis. Ook hieruit is de overdrachtskarakteristiek te bemeten via de
kruiscorrelatiemethode. De validiteit van deze methode zal worden getest door de respons op andere niet-voorspelbare
bewegingen (bijv. op sommaties van periodieke bewegingen, de staprespons, e.d.) te voorspellen.
- Wat is de respons van het systeem op twee bewegende auditieve stimuli in verschillende richtingen?
Vragen:
- Is er sprake van een 'auditieve (spatiële) fovea'?
- Zijn gain en fasekarakteristieken van oog- en hoofdpursuit vergelijkbaar?
- Treedt responsmiddeling op als twee stimuli tegelijk bewegen?
- Leiden de verschillende lineaire methoden tot dezelfde lineaire impulsrespons?
Zoniet, is het mogelijk om uit de witte ruisrespons een tweede-orde niet-lineariteit te schatten?
- Hoe beïnvloedt predictie (een 'cognitief' proces) de eigenschappen van het pursuit
systeem? Is dit vergelijkbaar met het visuomotorgedrag zoals beschreven in de literatuur
(o.a. Lisberger, Barnes, Vercher)?
Opm.: Aan dit project kan evt. door twee studenten tegelijk worden gewerkt.
Doel: Deze studie zal culmineren in een volwaardig research artikel wat tegen het einde
van de stage zal worden aangeboden aan een hoogstaand 'peer-reviewed' tijdschrift (bijv.
Journal of Neuroscience).
Voorkeur start: any time
Benodigde achtergrondkennis:
Master Cognitive Neuroscience: Perception and action track, Auditory Perception.
Natuurwetenschappen/Science/Fysica: Psychofysica 1, Neurofysica 1, Neurobiofysica, (Psychofysica 2).
Bij serieuze interesse voor dit project, of indien U nog vragen heeft,
neem contact op met John van Opstal (adres/tel. zie boven).
Terugf naar de homepage van John Van Opstal