Göz-el koordinasyonu - Eye–hand coordination

El-göz koordinasyonu (aynı zamanda göz-el koordinasyonu olarak da bilinir ), el hareketi ile göz hareketinin koordineli kontrolü ve gözleri yönlendirmek için ellerin propriyosepsiyonunun kullanımı ile birlikte ulaşma ve kavramaya rehberlik etmek için görsel girdinin işlenmesidir . Tahta bloklar, okçuluk, sportif performans, müzik okuma , bilgisayar oyunları, metin yazma ve hatta çay yapma gibi katı nesnelerin hareketi gibi çeşitli etkinliklerde göz-el koordinasyonu incelenmiştir . Günlük görevleri gerçekleştirme mekanizmalarının bir parçasıdır; yokluğunda, çoğu insan masadan kitap almak veya video oyunu oynamak gibi en basit eylemleri bile gerçekleştiremezdi. El-göz koordinasyonu terimi ile tanınırken , istisnasız olarak, tıbbi kaynaklar ve çoğu psikolojik kaynak, göz-el koordinasyonuna atıfta bulunur .

Evrim

Göz-ön ayak hipotezi

Göz-ön ayak (EF) hipotezi, primat görsel sisteminin ortak bir evrimsel mekanizma yoluyla elin uzmanlaşmasına paralel olarak değiştiğini öne sürer. Nihai sonuç, elin kavrama sırasında doğru derinlik algısı, hızı ve doğruluğu oldu.

Primatların gözleri neden ileriye dönüktür ve neden gözlerdeki sinirler çapraz değildir?

Neden insanlar dahil tüm primatların gözleri dümdüz karşıya bakıyor? Ve neden primatların neredeyse yarısı (yüzde 45) çaprazlanmamış sinirlerden oluşan bir optik kiazma (OC) var? Geleneksel fikir, bu tür bir vizyonun, derin görüşü desteklemek için yüksek dereceli binokülerlikle birleştirilmesidir. Bununla birlikte, Brain, Behavior and Evolution'daki bir genel bakış makalesi, primatların görsel sisteminin nöral mimarisinin tamamen farklı bir amaç için evrimleştiğini öne süren yeni bir "Göz-ön ayak hipotezi" (EF hipotezi) sunar. EF hipotezi, beynin el hakkında görsel bilgi alan alanları ile elin koordinasyonunu kontrol eden motor çekirdekler arasında kısa nöral yollara sahip olmanın seçici değeri olduğunu varsayar. EF hipotezinin kalbi, OC'deki evrimsel dönüşümün bu nöral yolların uzunluğunu etkileyeceğidir.

Hipotezi test etmenin bir yolu, sırasıyla sol ve sağ görüş alanında görevleri gerçekleştirirken sol elin hassasiyetini ve hızını karşılaştırmaktır. Bu tür birkaç deney yapılmıştır. Esasen EF hipotezini test etmek için yapılmamış olsalar da, sonuçlar hipotezle açıkça uyumludur: el ipsilateral görüş alanında çalıştığı sürece daha yüksek hassasiyet ve hız. Berlucchi ve diğerleri, ipsilateral görüş alanında sunulan görsel uyaranlara elin tepkilerinin kontralateral hemisfere entegre edildiğine, bunun da sinyallerin geçmesi için daha az sinaps ile sonuçlandığına ve bunun da karşıt görsel uyaranlara göre daha hızlı motor becerilerle sonuçlandığına inanmaktadır. yanal olarak.

Primatlar, göz gözetiminde ellerini ustaca kullanırlar.

Primatlar ve kediler, göz gözetiminde ön uzuvlarını ustaca kullanırlar. Primatlar ve kedigiller (kedi), yüksek oranda ipsilateral retina projeksiyonlarına (IRP) sahiptir (sırasıyla %45, %30 IRP). Timsahların, kuşların ve balıkların çoğunun IRP'den yoksun olduğu gerçeği de EF hipotezi tarafından desteklenmektedir. Anatomik/fonksiyonel nedenlerle, timsahlar, kuşlar ve balıklar ön boşluklarında ön uzuvlarını çok az kullanırlar. Afrika pençe kurbağası Xenopus laevis, metamorfozdan önce yalnızca projeksiyonları geçti, ardından binoküler görüş ve pençeli ön ekstremiteler geliştirdi. Xenopus laevis kurbağanın önündeki avı yakalarken pençelerini kullanır. Yunuslar, yunusun ön ekstremitesi (pektoral yüzgeç) sadece yanal olarak kullanıldığı için hipotezle tutarlı olan IRP'den yoksundur. Keseliler arasında, üç ağaca tırmanan tür, yüksek oranda IRP'ye sahiptir. Vombater (Vombatidae), karasal bir otobur olduğu için EF hipotezine uygun olan çok az IRP'ye sahiptir. Bu tür yiyecek arama, ön ayağın mükemmel görsel kontrolü ihtiyacını azaltır. Diğer keseliler bu aşırı uçlar arasında yer alır.

EF hipotezi, insan evrimi üzerine yeni bakış açıları sunar. Erdemli göz el kontrolü, primatların tipik özellikleridir. Fosil kanıtları, ilk gerçek primatların yaklaşık 55 milyon yıl önce ortaya çıktığını gösteriyor. O zaman bile, el, kavramak için özelleşmiş gibi görünüyor. Erken primat ataları, ağaçların uzak dallarındaki çiçekleri, nektarı ve yaprakları elde etmek ve yemek için bu özel tutuşu geliştirmiş olabilir. Bloch ve Boyer, elin kavrama yeteneğinin primatların görsel uzmanlaşmasından önce evrimleştiğini iddia ediyor. EF hipotezi ise, aksine, primat görme sisteminin, elin uzmanlaşmasına paralel olarak ortak bir evrim mekanizmasıyla evrimleştiğini gösterir. Prensipte, ön görüş alanında ön uzuvlarını düzenli olarak kullanan hayvanlarda IRP'deki bir artışın seçici bir değeri vardır.

Davranış ve kinematik

Nörobilimciler, bakış kullanımının çok göreve özgü olduğunu, ancak insanların hareketlerini yönlendirmek için tipik olarak proaktif kontrol sergilediğini belirten çalışmalarla, insan bakışı davranışını kapsamlı bir şekilde araştırdı. Genellikle, eller bir harekete geçmek için kullanılmadan önce gözler bir hedefe sabitlenir, bu da gözlerin eller için uzamsal bilgi sağladığını gösterir. Gözlerin bir el hareketi için bir hedefe kilitlenmiş göründüğü süre değişir - bazen gözler bir görev tamamlanana kadar sabit kalır. Diğer zamanlarda, el daha nesneyi kavramadan ve manipüle etmeden önce gözler diğer ilgi çekici nesnelere doğru ilerler gibi görünür.

Gözle yönlendirilen el hareketi

Çekirdek egzersizler için gözler ve eller kullanıldığında, gözler genellikle ellerin hareketini hedeflere yönlendirir. Ayrıca gözler, nesnenin boyutu, şekli ve muhtemelen kavrama yerleri dahil olmak üzere, parmak uçlarının bir görevi yerine getirmek için uygulaması gereken kuvveti belirlemek için kullanılan ilk bilgileri sağlar.

Sıralı görevler için, bir hareketin yönünü değiştirmek veya algılanan yer işaretlerini geçmek gibi önemli kinematik olaylar sırasında göz-bakma hareketi meydana gelir. Bu, gözlerin görev aramaya yönelik doğası ve ellerin hareket planlaması ve motor sinyal çıkışı ile gözler ve düzeltici hareket için kullanılabilecek diğer duyular tarafından algılanan sonuçlar arasındaki hatalar ile ilişkisi ile ilgilidir. Gözler, şeklin hafızasını yenilemek veya görsel girdi ve el hareketinin ilişkilendirilmesini içeren çizim görevlerinde şekli veya geometrisindeki değişiklikleri güncellemek için bir hedefe "yeniden sabitlenme" eğilimindedir. algılandı. Yüksek doğrulukta görevlerde, daha fazla miktarda görsel uyaran üzerinde hareket edildiğinde, hareketi planlamak ve yürütmek için gereken süre, Fitts yasasına göre doğrusal olarak artar .

Elle yönlendirilen sakkadlar

İnsanlar , uzuv pozisyonunun içsel bilgisi ile ilgili sadece küçük hatalarla , propriosepsiyon duyusunu kullanarak, görmeden ele doğru göz hareketini hedef alma yeteneğini göstermiştir . Hem aktif hem de pasif harekette uzuvların propriyosepsiyonunun, eller göz hareketini yönlendirmek için kullanıldığında göz seğirmesi aşmalarına neden olduğu gösterilmiştir. Bu aşmalar, deneylerde ellerin önceki hareketlerinden ziyade göz seğirmelerinin kontrolünden kaynaklanır. Bu, uzuv tabanlı propriyosepsiyonun, göz sakkadlarına rehberlik etmek için oküler motor koordinatlara dönüştürülebildiği anlamına gelir, bu da sakkadların eller ve ayaklar tarafından yönlendirilmesine izin verir.

sinirsel mekanizmalar

Göz-el koordinasyonunun sinirsel kontrolü karmaşıktır çünkü görme ile ilgili merkezi sinir sisteminin her parçasını içerir: göz hareketleri, dokunma ve el kontrolü. Buna gözlerin kendisi, serebral korteks , subkortikal yapılar ( beyincik , bazal ganglionlar ve beyin sapı gibi ), omurilik ve periferik sinir sistemi dahildir . Göz-el koordinasyonunda en yoğun olarak çalışılan diğer alanlar , göz seğirmelerinin ve el erişiminin kontrolü için ön ve parietal korteks alanlarıdır. Bu alanların her ikisinin de göz-el koordinasyonunda ve görevler sırasında hareketlerin planlanmasında önemli bir rol oynadığına inanılmaktadır.

Daha spesifik bir alan olan parieto oksipital kavşağın , fMRI yoluyla bulunduğu gibi, ellerle ulaşmak için çevresel görsel girdinin dönüşümünde yer aldığına inanılmaktadır . Bu bölge özellikle erişim, kavrama ve sakkadlar için alt bölümlere sahiptir. Parieto-oksipital bileşkeye ek olarak, posterior parietal korteksin, propriyosepsiyon ve motor duyusal girdinin görsel girdiyle ilgili plan ve kontrol hareketine dönüştürülmesinde önemli bir rol oynadığına inanılmaktadır.

Bu alanların çoğu, sakkadları veya erişimi kontrol etmenin yanı sıra, görsel sinyalleri motor komutlarına dönüştürmek için gerekli olan göz konumu sinyallerini de gösterir. Ek olarak, medial intraparietal korteks gibi erişimle ilgili alanlardan bazıları, hem maymunlarda hem de insanlarda göz hareketleri sırasında yanıtların bakış merkezli yeniden haritalanmasını gösterir. Bununla birlikte, bu alanlarda tek nöronlar kaydedildiğinde, erişim alanları genellikle bazı sakkadla ilgili yanıtlar gösterir ve sakkad alanları genellikle erişimle ilgili bazı yanıtlar gösterir. Bu, göz-el koordinasyonuna yardımcı olabilir veya hücrelerin daha sık kullanıldıklarında birbirine bağlanma yeteneklerine dair ipucu verebilir.

klinik sendromlar

Çok sayıda bozukluk, hastalık ve bozukluğun, beynin kendisine verilen hasar, hastalık veya yaşlanma nedeniyle beynin dejenerasyonu veya duyuları tam olarak koordine edememesi nedeniyle göz-el koordinasyonunun bozulmasına neden olduğu bulunmuştur.

yaşlanma

Yaşlı yetişkinlerde, özellikle yüksek hızlı ve hassas hareketler sırasında göz-el koordinasyonunda bozulmalar gösterilmiştir. Bu, görsel girdileri hesaplama ve bunları el hareketleriyle ilişkilendirme yeteneğinin kaybıyla sonuçlanan korteksin genel dejenerasyonuna bağlanmıştır. Bununla birlikte, yaşlı yetişkinler bu tür görevler için daha fazla zaman ayırma eğilimindeyken, yine de genç yetişkinler kadar doğru kalabilirler, ancak yalnızca ek süre alınırsa.

Bálint sendromu

Bálint sendromu , tam bir göz-el koordinasyonu eksikliği ile karakterizedir ve optik ataksiden izole olarak meydana geldiği gösterilmiştir. Çoğu zaman bilateral olarak superior parieto-oksipital kortekse verilen hasardan kaynaklanan nadir bir psikolojik durumdur. En yaygın nedenlerden biri felçtir, ancak tümörler, travma ve Alzheimer hastalığı da hasara neden olabilir. Balint sendromu hastaları 3 ana bileşenden muzdarip olabilir: optik apraksi, optik ataksi ve simultanagnozi. Simultanagnozi, hastaların aynı anda birden fazla nesneyi algılamakta güçlük çekmesidir. Rehabilitasyon için üç farklı yaklaşım olmuştur. İlk yaklaşım, uyarlanabilir veya işlevsel yaklaşımdır. Hastanın güçlü yönlerini ve yeteneklerini kullanan fonksiyonel görevleri içerir. İkinci yaklaşım, iyileştirici yaklaşımdır ve hasarlı merkezi sinir sisteminin algısal becerileri eğiterek onarılmasını içerir. Son yaklaşım, çok bağlamlı yaklaşımdır ve bu yaklaşım, çeşitli görevler ve hareket talepleri ile birlikte öz-farkındalık görevleriyle çoklu bir ortamda hedeflenen bir stratejiyi uygulamayı içerir.

optik apraksi

Optik apraksi, bir kişinin göz ve el hareketlerini koordine edememesinden kaynaklanan bir durumdur. Optik ataksiye benzer olmasına rağmen, etkileri daha şiddetlidir ve mutlaka beyin hasarından kaynaklanmaz, ancak genetik kusurlardan veya doku dejenerasyonundan kaynaklanabilir.

optik ataksi

Optik ataksi veya visuomotor ataksi, insanlarda oksipital-parietal kortekste hasarla ilişkili klinik bir problemdir ve gözler ve el arasında koordinasyon eksikliği ile sonuçlanır. Bir veya iki eli etkileyebilir ve görme alanının bir kısmında veya tüm görme alanında bulunabilir. Optik ataksi sıklıkla posterior parietal kortekste duyusal-motor dönüşümlerdeki bir dizi başarısızlıktan kaynaklanan yüksek düzeyde göz-el koordinasyonu bozukluğu olarak kabul edilir. Görsel algılama, adlandırma ve okuma hala mümkündür, ancak görsel bilgi el motor hareketlerini yönlendiremez. Optik ataksi sıklıkla Balint sendromu ile karıştırılır, ancak son araştırmalar optik ataksinin Balint sendromundan bağımsız olarak ortaya çıkabileceğini göstermiştir. Optik ataksi hastaları genellikle dünyanın beyin hasarının karşı tarafında bulunan görsel nesnelere ulaşmakta güçlük çekerler. Genellikle bu problemler mevcut bakış yönüne göredir ve bakış yönündeki değişikliklerle birlikte yeniden haritalanmış gibi görünmektedir. Parietal korteks hasarı olan bazı hastalar "manyetik uzanma" gösterirler: arzu edilen kavrama nesnesinden sapsa bile, uzanışların bakış yönüne doğru çekildiği bir problem.

Parkinson hastalığı

Parkinson hastalığı olan yetişkinlerin, normal yaşlanma ile aynı bozuklukları, hastalığın normal semptomlarına göre motor fonksiyonların kontrolünün kaybına ek olarak, sadece daha aşırı derecede gösterdiği gözlemlenmiştir. Bu bir hareket bozukluğudur ve substantia nigra'yı kaudat çekirdeğe bağlayan dopaminerjik nöronların dejenerasyonu olduğunda ortaya çıkar. Bir hastanın birincil semptomları kas sertliği, hareket yavaşlığı, istirahatte titreme ve postural instabiliteyi içerir. Plan yapma ve deneyimlerden öğrenme yeteneğinin, Parkinson'lu yetişkinlerin iyileşme sürelerine izin verdiği, ancak yalnızca Parkinson'un etkileriyle mücadele etmek için ilaç kullandıkları koşullar altında gösterilmiştir. Bazı hastalara dopaminin öncüsü olan L-DOPA verilir. Kan-beyin bariyerini geçebilir ve daha sonra dopaminerjik nöronlar tarafından alınır ve daha sonra dopamine dönüştürülür.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma