Okulomotorik Labor

Computerspiele sind ein sehr weit verbreitetes Freizeitvergnügen unserer Gesellschaft. Um die Folgen dieser Spiele abschätzen zu können, führen wir Untersuchungen der Blickbewegungen und des Pupillenreflexes sowie die Auswirkungen von Aufmerksamkeitsverlagerungen auf Wahrnehmungsleistungen durch. Wir können in einigen Studien belegen, dass Computerspieler im Allgemeinen kürzere Latenzen zeigen und über eine effizientere Kontrolle der Ausrichtung ihrer Aufmerksamkeit verfügen als Nicht-Spieler. Wir finden allerdings keinen Unterschied in der Genauigkeit der Blickbewegungen; Computerspieler erreichen die kurzen Latenzen nicht auf Kosten der Präzision ihrer Blickbewegungen.

Eine andere Besonderheit unserer Gesellschaft stellt die Verlagerung der Altersverteilung dar. Der Anteil der älteren Menschen nimmt gegenwärtig deutlich zu. Die Frage nach den Eigenschaften des gesunden Alterns gewinnt an Bedeutung. Wir untersuchen Alterseffekte in zwei verschiedenen Formen der zielgerichteten Augenbewegungen: Sakkaden und glatte Augenfolgebewegungen.

Forschungsprojekte
Mitarbeiter & Alumni
Publikationen
Doktor- und Diplomarbeiten

Auswirkungen von Computer-Spielen

 

In Deutschland spielen mehr als 46% der 12- bis 19-Jährigen jeden Tag Computerspiele. Trotz dieser weiten Verbreitung dieser Spiele werden ihre Auswirkungen heftig und kontrovers debattiert. Wir verfolgen die Zielsetzung, diese Auswirkungen mit einem möglichst breiten Spektrum von Augenbewegungs- und Aufmerksamkeitsstudien zu untersuchen.

Bitte nicht auf das Ziel schauen!

 

Wir baten unsere Versuchspersonen, eine sehr einfache Blickbewegungsaufgabe auszuführen. Sie sollten einfach eine spiegelbildliche Augenbewegung auf das Erscheinen eines Blickziels ausführen. Erschien das Ziel auf der linken Seite, sollten sie eine Blickbewegung nach rechts ausführen. Diese Blickbewegung wird Anti-Sakkade genannt. In einigen Fällen unterlief den Versuchspersonen jedoch ein Fehler; sie konnten den Reflex, auf das Ziel zu schauen, nicht unterdrücken. Diese fehlerhaften Blickbewegungen werden Pro-Sakkaden genannt. Das neuronale Substrat der Pro-Sakkaden stellt der Colliculus superior dar, während die kognitiv-geführten Anti-Sakkaden durch den Frontalcortex ausgelöst werden. Die Fehlerrate gemessen als die Häufigkeit der Pro-Sakkaden stellt also ein direktes Maß für die Effizienz der exekutiven Kontrollfunktion des Frontalcortex dar.

Wir untersuchten die Blickbewegungen von 55 Versuchspersonen im Alter von 15 bis 31 Jahren. Wir klassifizierten die Versuchspersonen als Computerspieler oder Nicht-Spieler auf der Basis der täglichen Spielzeit. Spieler (n=35) verbrachten mehr als 1 Stunde am Tag mit Computerspielen.

Wir untersuchten zunächst die sakkadische Reaktionszeit unserer Versuchspersonen. Pro-Sakkaden zeigten im Mittel über alle Versuchspersonen etwa um 100 ms kürzere Reaktionszeiten als Anti-Sakkaden. Die Latenzen von beiden Sakkadentypen war bei Computerspielern signifikant kürzer als bei Nicht-Spieler. Die Maximalgeschwindigkeit des Auges war bei Pro-Sakkaden signifkant höher als bei Anti-Sakkaden. Darüber hinaus zeigten Videospieler in beiden Sakkadentypen höhere Geschwindigkeiten als Nicht-Spieler.

Die kürzeren Reaktionszeiten der Computerspieler resultieren aber nicht aus einer höheren Fehlerquote. Computerspieler und Nicht-Spieler unterscheiden sich in keiner Weise in der Häufigkeit der Pro-Sakkaden. Daher liegt der Schluss nahe, dass die exekutive Kontrollfunktion des Frontalcortex durch Computerspiele nicht beeinflusst wird.

Geschwindigkeit der Verlagerung der Aufmerksamkeit?

(Zulassungsarbeit Helene Wiesmann)

Die kürzeren Reaktionszeiten der Computerspieler könnten eine Folge einer schnelleren Informationsverarbeitung sein. Um diese Hypothese zu testen, führten wir Experimente durch, in denen Versuchspersonen die Eigenschaften eines Objekts beurteilen mussten. Ein Hinweisreiz gab den Versuchspersonen an, welches Objekt zu beachten war. Der zeitliche Versatz zwischen Hinweisreiz und Objekt variierte zwischen 0 und 600 ms. Wir untersuchten die Wahrnehmung von 63 Computerspielern und 53 Nicht-Spielern.

Es ergab sich ein deutlicher Vorteil für die Computerspieler. Allerdings ergaben unsere Messungen keinen Hinweis darauf, dass Computerspieler schneller ihre Aufmerksamkeit verlagern können.

 

Unterdrückung einer bereits geplanten Aktion

(Zulassungsarbeit Carolin Töpfer und Verena Lohmüller)

Unter bestimmten Bedingungen kann es sehr nützlich sein, die Ausführung einer bereits geplanten Aktion zu unterdrücken. In einer ersten Studie bestimmten wir zunächst die Reaktionszeit von 80 Versuchspersonen, die so schnell wie möglich auf das Erscheinen eines grünen Quadrats die Leertaste drücken sollten. Wie erwartet zeigten hier Computerspieler kürzere Reaktionszeiten als Nicht-Spieler. In einer zweiten Aufgabe wechselte in 50 % der Durchläufe das grüne Quadrat seine Farbe nach rot. Der zeitliche Versatz dieses Farbwechsels lag zwischen 16 und 320 ms. Die rote Farbe signalisierte den Versuchspersonen, die Leertaste nicht zu drücken. In dieser Aufgabe waren die Reaktionszeiten auf das grüne Quadrat signifikant erhöht.

Aus diesen Verhaltensdaten berechneten wir die stop signal reaction time (SSRT), mit anderen Worten die minimale Zeitdifferenz des Farbwechsels für eine erfolgreiche Unterdrückung des Tastendrucks. Über alle Versuchspersonen ergab sich ein SSRT von etwa 250 ms, allerdings war kein Unterschied zwischen Computerspielern und Nicht-Spielern zu erkennen.

In einer zweiten Studie untersuchten wir die Unterdrückung einer bereits geplanten Augenbewegung. Die SSRT-Werte waren etwa 100 ms kürzer als bei der Unterdrückung einer Fingerbewegung. Allerdings waren auch in der Augenbewegungsstudie keine Unterschiede zwischen Computerspielern und Nicht-Spieler erkennbar.


 
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Prof. Dr. Uwe Ilg
Prof. Dr. Uwe Ilg Research Group Leader
Oculomotor Lab
07071 29-87602 

2016

Mack DJ, Wiesmann H, Ilg UJ (2016) Video game players show higher performance but no difference in speed of attention shifts. Acta Psychologia 169:11-19.

 

2014

Ilg UJ.; Multimodal representation of target trajectory in space. Spring School “Multisensory Perception for Action, Wildbad Kreuth. 2014.

Mack DJ, Ilg UJ.; The effects of video game play on the characteristics of saccadic eye movements. Vision Research. 2014; 102: 26-32

 

2013

Himmelbach M, Linzenbold W, Ilg UJ (2013) Dissociation of reach-related and visual signals in the human superior colliculus. Neuroimage 82:61-67.

 

2012

Ilg U, Thier P (2012) Neuronale Grundlagen visueller Wahrnehmung. In: Kognitive Neurowissenschaften. Karnath H-O, Thier P (eds). Springer Verlag Berlin-Heidelberg, 35-43

Ilg U, Thier P (2012) Zielgerichtete Augenbewegungen. In: Kognitive Neurowissenschaften. Karnath H-O, Thier P (eds). Springer Verlag Berlin-Heidelberg, 377-388

 

2010

Ilg UJ, Churan J (2010) Second-order motion stimuli: a new handle to visual motion processing. In: Masson GS, Ilg UJ (eds). Dynamics of Visual Motion Processing: Neuronal, Behavioral and Computational Approaches. Springer, Berlin-Heidelberg, 117-140

Masson GS, Ilg UJ (eds). Dynamics of Visual Motion Processing: Neuronal, Behavioral and Computational Approaches. Springer, Berlin-Heidelberg, 2010

Masson GS, Montagnini A, Ilg UJ (2010). When the brain meets the eye: tracking object motion. In: Masson GS, Ilg UJ (eds). Dynamics of Visual Motion Processing: Neuronal, Behavioral and Computational Approaches. Springer, Berlin-Heidelberg, 161-188

 

2009

Ilg UJ (2009) Pursuit eye movements. In: New Encyclopedia of Neuroscience, Vol. 7. Larry Squire et al (eds). Academic Press, Oxford, 1263-1269

 

2008

Biber U, Ilg UJ. Initiation of smooth-pursuit eye movements by real and illusory contours. Vision Research 2008;48:1002-1013

Freyberg S, Ilg UJ. Anticipatory smooth-pursuit eye movements in man and monkey. Experimental Brain Research 2008;186 (2):203-214

Ilg UJ.  The role of areas MT and MST in coding of visual motion underlying the execution of smooth pursuit. Vision Research 2008;48:2062-2069

Ilg UJ, Thier P. The neural basis of smooth pursuit eye movements in the rhesus monkey brain. Brain and Cognition 2008;68:229-240

 

2007

Ilg UJ, Schumann S. Primate area MST-l is involved in the generation of goal-directed eye and hand movements. Journal of Neurophysiology 2007;97:761-771

 

2006

Ilg UJ, Jin Y, Schumann S Schwarz U. .Preparation and execution of saccades: facing the problem of limited ca-pacity of computational resources. Exp Brain Res 2006;171: 7-15

Lindner A, Ilg UJ. Suppression of optokinesis during smooth pursuit eye movements revisited: The role of extra-retinal information. Vision Res 2006;46: 761-767

 

2005

Ilg UJ, Churan J, Schumann S. The physiological basis for visual perception and visually guided action. In: Kremers J (ed). The primate visual system. Wiley, West Sussex, 2005;95-100

Thier P, Ilg UJ. The neural basis of smooth-pursuit eye movements. Curr Op in Neurobiol 2005;15:645-652

 

2004

Aghili J, Ilg UJ. Perception of biological motion in humans and monkeys. In: Ilg UJ, Bülthoff H, Mallot H (eds). Dynamic Perception. AKA Akad. Verlag, Berlin, 2004;169-174

Dicke PW, Barash S, Ilg UJ, Thier P. Single-neuron evidence for a contribution of the dorsal nuclei to both types of goal-directed eye movements, saccades and smooth-pursuit. Eur J Neurosci 2004;19:609-624

Freyberg S, Ilg UJ. Anticipatory smooth pursuit eye movements. In: Ilg UJ, Bülthoff H, Mallot H (eds). Dynamic Perception. AKA Akad. Verlag, Berlin, 2004;113-118

Ilg UJ, Bülthoff H, Mallot H (eds). Dynamic Perception. AKA Akad. Verlag, Berlin, 2004.

Ilg UJ, Churan J. Motion perception without explicit activity in areas MT and MST. J Neurophysiol 2004;92:1512-1523

Ilg UJ, Schumann S, Thier P. Posterior parietal cortex neurons encode target motion in world-centered coordinates. Neuron 2004;43:145-151

Lindner A, Ilg UJ. Cancellation of gaze stabilizing mechanisms during human smooth pursuit: indications for the involvement of an extra-retinal reference signal. In: Ilg UJ, Bülthoff H, Mallot H (eds). Dynamic Perception. AKA Akad. Verlag, Berlin, 2004;107-112

Schumann S, Ilg UJ. Vestibular signals in the neuronal activity of the posterior parietal cortex. In: Ilg UJ, Bülthoff H, Mallot H (eds) Dynamic Perception. AKA Akad. Verlag, Berlin, 2004;45-50

 

2003

Ilg UJ. Visual tracking neurons in primate area MST are activated during anticipatory smooth pursuit eye movements. NeuroReport 2003;14:2219-2223

Ilg UJ, Thier P. Visual tracking neurons in primate area MST are activated during smooth pursuit eye movements towards an "imaginary" target. J Neurophysiol 2003;90:1489-1502

Ilg U, Thier P. Zielgerichtete Augenbewegungen. In: Karnath H-O, Thier P (eds.). Neuropsychologie. Springer-Verlag, Heidelberg, 2003;311-324

 

2002

Churan J, Ilg UJ. Neuronal requirements for execution of smooth pursuit and motion perception. In: Lappe, Würtz (eds). Dynamische Perzeption. AKA Akad. Verl. Ges., Berlin, 2002, pp 159-164

Churan J, Ilg UJ (2002) Flicker in the visual background impairs the ability to process a moving visual stimulus. European Journal of Neuroscience 16: 1151-1162.

Ilg UJ. Smooth pursuit eye movements: from low-level to high-level vision. In: Hyönä, Munoz, Heide, Radach (eds). The Brain’s Eyes: Neurobiological clinical aspects of oculomotor research. Elsevier Science, Oxford, 2002, pp 279-298

Ilg UJ, Schumann S. Effects of intracortical microstimulation in area MST on smooth pursuit. In: Lappe, Würtz (eds). Dynamische Perzeption. AKA Akad. Verl. Ges., Berlin, 2002, pp 153-158

 

2001

Churan J, Ilg UJ (2001) Processing of second-order motion stimuli in primate middle temporal area and medial superior temporal area. JOSA A 18(9): 2297-2306

 

2000

Ilg UJ, Schwarz U. Dynamische Modulation der visuellen Bewegungssensoren durch Augenbewegungen. In: Baratoff, Neumann (eds). Dynamische Perzeption. AKA Akad. Verl. Ges., Berlin, 2000, pp 63-69

Lindner A, Ilg UJ (2000) Initiation of smooth-pursuit eye movements to first-order and second-order motion stimuli. Exp Brain Res. 133: 450-456

Treue S, Ilg UJ. Image segmentation: a tug-of-war for the eyeball. Current Biology 2000; 10:R746-R749

Abgeschlossene Dissertationen

 

David Mack (2015)
Consequences of Video Games on Oculomotor Behavior and Attention and Additional Implications for Healthy Aging
Prof. Dr. U. Ilg

Ulrich Biber (2011)
Visuelle Illusionen oder die Illusion des Sehens: Einflüsse von Augenbewegungen auf die visuelle Wahrnehmung
Prof. Dr. U. Ilg

Ines Trigo-Damas (2010)
Speed illusions of human subjects and rhesus monkeys
Prof. Dr. U. Ilg

Stefan Schumann (2004)
Fakultät für Angewandte Wissenschaften, Universität Freiburg
Blickfolgeaktivität in Area MST von wachen Affen
Prof. Dr. U. Ilg

Jan Churan (2003)
Philosophische Fakultät, Universität Köln
Verarbeitung von Bewegungsreizen im Parietalkortex von Makaken
Prof. Dr. U. Ilg

Abgeschlossene Dissertationen / Master / Zulassungsarbeiten

 

Verena Lohmüller (2014)
Blickbewegung oder nicht – eine Frage des Konsums von Videospielen?
Prof. Dr. U. Ilg

Helene Wiesmann (2012)
Aufmerksamkeitsverlagerung bei wöchentlicher Computer- und Konsolenspielzeit
Prof. Dr. U. Ilg

Seda Cavdaroglu (2011)
Neural Correlates of Self-Other Distinctions in Action Perception
Dr. A. Linder, Prof. Dr. U. Ilg

Judith Neuhaus (2011)
Video games change eye movements
Prof. Dr. U. Ilg

Katharina Negele (2011)
Gender differences in the N170 during facial recognition
Prof. Dr. U. Ilg

Thorsten Thiede (2011)
Adaptation exemplified for the motion after effect
Prof. Dr. U. Ilg

Henrike Stutzki (2011)
Adaptation of goal-directed hand movements during the use of a computer mouse pad
Prof. Dr. U. Ilg

Claudia Schneider (2010)
The agony of choice – investigating the mechanisms and fMRI correlates of human decision making under varying choice difficulty
Dr. A. Lindner, Prof. Dr. U. Ilg

Melanie Knupfer (2010)
Einfluss von Computerspiele auf Antisakkaden
Prof. Dr. U. Ilg

D. Merz (2009)
Modulation von Reflexen durch externe Stimuli
Prof. Dr. U. Ilg

Walter Linzenbold (2008)
Untersuchung der Augenbewegung beim Lesen von bewegten und statischen Texten
Prof. Dr. U. J. Ilg

M. Härtel (2007)
Studien zu Latenz, Dauer und Genauigkeit zielgerichteter Handbewegungen
Prof. Dr. U. J. Ilg

Ines Trigo-Damas
Subjektive und objektive Bewegungsanalyse: Details und neuronale Grundlagen
Prof. Dr. U. Ilg

André Mandler
Augenbewegungen beim Lesen bewegter Texte
Prof. Dr. U. Ilg

Ulrich Biber
Initiierung von Augenfolgebewegungen
Prof. Dr. U. Ilg

S. Gulan (2005)
Modellierung sensorischer Verarbeitung für zielgerichtetes Verhalten
Prof. Dr. U. Ilg

Janine Aghili (2004)
Wahrnehmung von biologischer Bewegung
Prof. Dr. U. Ilg

Natalie Rüb (2001)
Antizipatorische Augenfolgebewegungen als Nachweis für die Existenz von extra-retinalen Signalen im posterioren Parietalkortex
Prof. Dr. U. Ilg 

Abgeschlossene Bachelorarbeiten

 

Galina Henz (2014)
Aufmerksamkeitsverlagerung bei Computer-Spielern und Nicht-Spielern
Prof. Dr. U. Ilg

Charlotte Mezö (2014)
Blickbewegung oder nicht – eine Frage des Konsums von Videospielen?
Prof. Dr. U. Ilg

Dennis Fritsch (2013)
Vergleich der sakkadischen Reaktionszeit mit den VEP-Latenzen im EEG
Prof. Dr. Uwe Ilg

Forschungsgruppenleitung
Prof. Uwe Ilg uwe.ilg(at)uni-tuebingen.de Anschrift

Zentrum für Neurologie

Hertie-Institut für klinische Hirnforschung

Abteilung Kognitive Neurologie

Otfried-Müller-Straße 27
72076 Tübingen

Tel.: +49 (0)7071 29-87602

Anschrift

Leiter des Schülerlabors Neurowissenschaften
Medizinisch-Naturwissenschaftliches Forschungszentrum (MNF)

Ob dem Himmelreich 7
72074 Tübingen

Tel.: +49 (0)7071 29-82378