Perisaccadic mislocalization in slowed saccades

Zur visuellen Erfassung unserer Umwelt führen wir mit unseren Augen mehrmals pro Sekunde schnelle Blicksprünge (sog. Sakkaden) aus, um die Fovea centralis, den retinalen Bereich des schärfsten Sehens, auf das Objekt unseres Interesses zu richten. Der daraus resultierende rapide Bildversatz auf der Retina stellt für eine stabile und kohärente visuelle Wahrnehmung eine große Herausforderung dar. Tatsächlich nehmen wir die visuellen Konsequenzen der Sakkaden aber nicht als störend wahr. Wiederholt wurde postuliert, dass dieser subjektive Eindruck von Raumkonstanz entscheidend durch sogenannte Efferenzkopiesignale vermittelt wird. Unter experimentellen Bedingungen werden blitzartig um den Sakkadenbeginn präsentierte Stimuli systematisch fehllokalisiert (sog. perisakkadische Kompression). Diese Fehllokalisation könnte in ihrer räumlich- zeitlichen Dynamik Aufschluss über die Mechanismen geben, welche unter Alltagsbedingungen Raumkonstanz gewährleisten. In einem psychophysischen Experiment wurde die perisakkadische Wahrnehmung einer an spinozerebellären Ataxie 2 (SCA 2) erkrankten Patientin mit pathologisch verlangsamten Augenbewegungen im Vergleich zu zwei Kontrollgruppen untersucht. Eine Beteiligung von Efferenzkopiesignalen an der Entstehung der perisakkadischen Fehllokalisation sollte im Fall der Patientin eine Dissoziation von Sakkadenparametern und korrespondierender Fehllokalisation erwarten lassen. Trotz der niedrigen Sakkadenspitzengeschwindigkeiten der Patientin erwies sich die Fehllokalisation im Vergleich zu zwei Kontrollprobandenkollektiven tatsächlich als relativ zu hoch. Eine solche Dissoziation der perisakkadischen Kompression von der Spitzengeschwindigkeit der Sakkade lässt auf einen relevanten Beitrag von okulomotorischen Efferenzkopiesignalen an perisakkadischen Wahrnehmungsleistungen und der Herstellung subjektiver Raumkonstanz schließen.To visually register our environment, we make rapid eye movements (so-called saccades) with our eyes several times per second in order to direct the central fovea, the retinal area of sharpest vision, towards the object of our interest. The resulting rapid shift of the image on the retina poses a major challenge to the visual system to establish a stable and coherent visual perception. However, we don‘t perceive the visual consequences of saccades as disturbing. It has been repeatedly postulated that this subjective impression of space constancy is mediated by so-called efference copy. In fact briefly flashed stimuli presented around the saccade onset are systematically mislocalized under experimental conditions (so-called perisaccadic compression). The spatio-temporal dynamics of this mislocalization could shed light on the mechanisms that ensure space constancy under everyday conditions. In a psychophysical experiment perisaccadic perception of a patient with spinocerebellar ataxia 2 (SCA 2) with pathologically slow eye movements was examined and compared to two control groups. An involvement of an efference copy in the origin of the perisaccadic mislocalization should lead to a dissociation of saccadic parameters and corresponding mislocalization in the case of this patient. Despite of the low peak velocities of the patient’s saccades, the mislocalization proved to be relatively high compared to the two control groups. Such a dissociation of perisaccadic compression and saccadic peak velocity suggests a significant contribution of an oculomotor efference copy to perisaccadic perception and the subjective impression of space constancy