Efferenzkopie

Ein Efferenzkopie oder ableitenden Kopie ist eine interne Kopie eines von der Motorsystem erzeugt ausströmenden, Bewegung erzeugenden Signals. Es kann mit dem sensorischen Input, die aus der Bewegung des Agenten führt zusammengestellt werden, so dass ein Vergleich der tatsächlichen Bewegung mit der gewünschten Bewegung, und eine Abschirmung der Wahrnehmung von speziellen selbstinduzierten Effekte auf die Sinneswahrnehmungs Stabilität zu erreichen. Zusammen mit internen Modellen kann Efferenzkopien dienen, um das Gehirn zu aktivieren, um die Auswirkungen einer Handlung vorherzusagen.

Eine gleiche Begriff mit einer anderen Geschichte Folge Entladung.

Efferenzkopien sind damit Motoranpassung wichtig wie zu Blick Stabilität zu erhöhen. Sie eine Rolle bei der Wahrnehmung von Selbst und Nicht-Selbst elektrischen Felder in elektrische Fische. Sie liegen auch das Phänomen der kitzeln.

Motorsteuerung

Motorsignale

Ein Motor-Signal aus dem zentralen Nervensystem und der Peripherie wird als Efferenz und eine Kopie dieses Signals wird als Efferenzkopie. Sensorischer Information aus sensorischen Rezeptoren im peripheren Nervensystem und Zentralnervensystem wird aufgerufen Afferenz. Auf einer ähnlichen Basis, die Nerven in das Nervensystem sind afferenten Nerven und da draußen sind efferenten Nerven bezeichnet.

Wenn eine efferente Signal erzeugt und an das Motorsystem gesendet wird, wurde vorgeschlagen, dass eine Kopie des Signals ist, als Efferenzkopie bekannt ist, ist so angelegt, dass exafference aus Reafferenz unterscheiden.

Diese Efferenzkopie durch Bereitstellen der Eingabe an einer vorderen Innenmodell wird dann verwendet, um den vorhergesagten sensorische Rückmeldung, die die sensorischen Folgen eines Motorbefehls Schätzungen zu generieren. Die tatsächlichen sensorischen Auswirkungen der Motorbefehl werden dann eingesetzt, um mit der Folge Entladung zu vergleichen, um das ZNS, wie gut die erwartete Aktion abgestimmt seiner tatsächlichen außenpolitischen Maßnahmen zu informieren.

Korollar Entladungs

Folgerung Entladung als Efferenzkopie eines Aktionsbefehl verwendet, um eine Antwort auf die Selbst hemmen gekennzeichnet generierte sensorischen Signals, das mit der Ausführung des Motors Aufgabe stören würden. Die inhibitorischen Befehle stammen zugleich als Motorsteuersignal und Soll die sensorische Bahn, die jede Reafferenz zu höheren Ebenen des ZNS mitteilen würde. Das ist einzigartig von der Efferenzkopie, da die logische Folge Entladung tatsächlich in die sensorische Bahn zugeführt, um den sonstigen reafferent Signale durch die Bewegung erzeugt wird. Alternativ Folge kurz entlädt ändert selbsterzeugten sensorische Reaktionen auf selbstinduzierten Desensibilisierung reduzieren oder zu helfen, zwischen selbsterzeugten und extern erzeugten sensorische Informationen.

Geschichte

Steinbuch

"Im Jahr 1811 bezeichnet Johann Georg Steinbuch mehrmals, um das Problem der Efferenzkopie und Reafferenz in seinem Buch" Beytrag zur Physiologie der Sinne ". Nach dem Studium der Medizin, Steinbuch arbeitete für eine Reihe von Jahren als Lehrbeauftragter an der Universität Erlangen und danach als Arzt in Heidenheim, Ulm und Herrenberg. Als junger Hochschullehrer, war er besonders an den Mechanismen des Gehirns, die die Wahrnehmung von Raum und Objekten zu ermöglichen, aber in späteren Jahren seine Aufmerksamkeit verschoben zu den praktischen Problemen der clinicalmedicine. Zusammen mit Justinus Kerner er hat eine sehr genaue Beschreibung im Jahre 1817 der klinischen Symptome von Botulismus. In seinem Buch "Beytrag zur Physiologie der Sinne", präsentiert Steinbuch eine sehr sorgfältige Analyse der taktilen Erkennung von Objekten durch die Greifhand. Hierdurch wird die Hypothese, daß die zerebrale Mechanismen, die die Bewegung der Zeiger in Wechselwirkung innerhalb des Gehirns mit dem afferenten Signalfluss im Mechanoreceptoren evozierten während die greifende Hand über die Oberfläche des Objekts, das sich entwickelte. Die Hirnsignale Steuerung der Bewegung waren "Bewegidee" bezeichnet. Nach Steinmodell, nur durch das Zusammenspiel der "Bewegidee" mit der afferenten Signalfluss tat Objekt geworden Erkennung möglich. Er veranschaulicht seine Aussagen von einem einfachen Experiment: Wenn ein Objekt passiv aktiviert die Mechanorezeptoren der Handfläche und Finger eines ruhenden Hand für ausreichende Sequenzen und Kalk, ist die Objekterkennung nicht erreicht. Wenn die Seite aber ergreift aktiv, tritt die Objekterkennung innerhalb weniger Sekunden "Otto-Joachim Grösser:. ZUR GESCHICHTE der Ideen von Efferenzkopie UND Reafferenz In:.. Essays in der Geschichte für Physiologische Wissenschaften Ed von Claude Debru, pp.35-56.

von Helmholtz

Die erste Person, die Existenz der ableitenden Kopien schlagen war der deutsche Arzt und Physiker Hermann von Helmholtz in der Mitte des 19. Jahrhunderts. Er argumentierte, dass das Gehirn benötigt, um eine Efferenzkopie für den Motor zu schaffen Befehle, die kontrollierte Augenmuskeln, um zu helfen das Gehirn die Bestimmung der Position eines Objekts relativ zu dem Kopf. Sein Argument verwendet, das Experiment, in dem man drückt sanft auf die eigenen Augen. Wenn dies geschehen ist, merkt man, dass die visuelle Welt zu haben scheint "bewegt" als Folge dieser passiven Bewegung des Augapfels. Im Gegensatz dazu, wenn der Augapfel aktiv von den Augenmuskeln bewegt die Welt als noch wahrgenommen wird. Die Argumentation gemacht ist, dass mit einer passiven Bewegung des Augapfels, keine ableitenden Kopien werden als mit aktiven Bewegungen, die sensorische Veränderungen zu erwarten und mit dem Ergebnis in ihrer Abwesenheit die Welt scheint sich zu bewegen gesteuert werden kann gemacht.

Sherrington

Im Jahr 1900, Charles Sherrington, der Begründer der modernen Vorstellungen von Motorsteuerung, abgelehnt von Helmholtz Ideen und argumentiert, dass Efferenzkopien wurden nicht erforderlich, da die Muskeln hatten ihr eigenes Gefühl für die Bewegungen, die sie machte. "Die Aussicht, die mit peripherer Organe und afferenten Nerven, die für die Muskelsinn hat leistungsstarke Anhänger hatten verzichtet ... Es nimmt an, dass während ... einer willensBewegung der ausgehende Strom der Impulse vom Gehirn zum Muskel wird durch eine" Sensation für Innervation 'begleitet .... es "nicht belegt". Dies führte zu der Idee, Efferenzkopien wird für die nächsten 75 Jahre gesunken.

Von Holst

1950 Erich von Holst und Mittelstaedt untersucht, wie Arten sind in der Lage, zwischen exafference unterscheiden und Reafferenz bei einer scheinbar identischen Wahrnehmung der beiden. Um diese Frage zu erforschen, verdreht sie den Kopf einer Fliege um 180 Grad, effektiv Umkehrung der rechten und linken Rand der Netzhaut und die Umkehrung des Motivs nachfolgenden reafferent Signale. In diesem Zustand würde selbstinitiierten Bewegungen der Fliege in der Wahrnehmung, dass die Welt auch bewegen, anstatt still, wie sie es in einer normalen Flug führen. Nach der Drehung der Augen, zeigte das Tier eine Verstärkung des optokinetischen Antwort in der gleichen Richtung wie das sich bewegende visuelle Eingabe. Von Holst und Mittelstaedt interpretieren ihre Ergebnisse als Beweis, dass logische Folge Entladung nicht für diese beobachtete Veränderung bilanziert haben, da dies wäre zu erwarten, um die optokinetische Reaktion hemmen können. Sie folgerten, dass ein "Efferenzkopie" des Motors Befehl war für diese Reaktion verantwortlich ist aufgrund der Persistenz der reafferent Signal und angesichts der sich daraus ergebenden Abweichung zwischen erwarteten und tatsächlichen sensorischen Signale, die die Reaktion, anstatt ihn zu verhindern verstärkt.

Sperry

Der Nobelpreisträger Roger Sperry argumentiert, für die Grundlage der Folge Entladungen nach seiner Forschung auf den optokinetischen Reflex. Er wird auch als der Urheber des Begriffs "logische Folge Entladung" angesehen.

Motor adapation

Der Coriolis-Effekt

Efferenzkopie betrifft Coriolis-Effekt in einer Weise, die für das Lernen und die Korrektur von Fehlern aus selbst erzeugten Coriolis-Kräfte erfahren können. Während Stamm Drehbewegungen gibt es ein gelernt CNS Erwartung der Coriolis-Effekte, durch die Erzeugung eines geeigneten Efferenzkopie, die im Vergleich zu wieder afferenten Informationen werden vermittelt.

Bestaunen Stabilität

Es wurde vorgeschlagen, dass Efferenzkopie hat eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Stabilität Blick mit aktiven Kopfbewegung durch die Verstärkung der Vestibulookulärer Reflex während der dynamischen Sehschärfe-Prüfung.

Greifkraft

Efferenzkopie in einem internen Modell ermöglicht es, Objekte greifen die parallel zu einer gegebenen Last. Mit anderen Worten ist der Gegenstand richtig Griff jeder Last, die sie vorgesehen sind, da der Innenmodell stellt so eine gute Vorhersage des Objekts ohne jede Verzögerung in der Lage. Flanagan und Wing getestet, um zu sehen, ob ein internes Modell verwendet, um die Bewegung abhängigen Belastungen durch Beobachtung Greifkraft ändert sich mit bekannten Lasten während Armbewegungen vorherzusagen. Sie fanden heraus, dass, selbst wenn geben Probanden unterschiedliche bekannte Lasten der Greifkraft konnte die Lastkraft vorherzusagen. Selbst wenn die Belastungskraft plötzlich änderte sich die Greifkraft nie in der Phasenbeziehung mit der Lastkraft zurückgeblieben, deshalb Bekräftigung der Tatsache, dass es ein internes Modell im ZNS, die ermöglicht wurde für die richtige Vorhersage auftreten. Es wurde von Kawato vorgeschlagen, dass zum Greifen, verwendet das ZNS eine Kombination des invers und Vorwärtsmodell. Mit dem Einsatz des Efferenzkopie des internen Modells können eine Zukunft Hand Flugbahn vorhersagen, so dass für den Parallelgriff auf die jeweilige Belastung des bekannten Objekts.

Kitzeln

Es wurden Experimente durchgeführt, bei dem Themen "Füße werden sowohl von sich selbst und mit einem Roboterarm mit eigener Armbewegungen gesteuert kitzelte. Diese Experimente haben gezeigt, dass Menschen finden eine selbsterstellte Kitzel Bewegung des Fußes viel weniger "tickly" als ein von einer externen Quelle erzeugt Kitzel Bewegung. Sie haben postuliert, dass dieses ist, weil, wenn eine Person sendet eine Motorbefehl, um das Kitzeln Bewegung zu erzeugen, rechnet der Efferenzkopie und hebt die sensorische Ergebnis. Diese Idee wird durch Hinweise, dass eine Verzögerung zwischen dem selbstproduzierten Kitzel Motorbefehl und der tatsächlichen Ausführung dieser Bewegung bewirkt eine Erhöhung der wahrgenommenen tickliness der Empfindung unterstützt. Dies zeigt, dass, wenn die Efferenzkopie mit Afferenz vereinbar ist, die sensorischen Informationen wahrgenommen wird, als ob es exafference waren. Es wird daher vermutet, dass es nicht möglich ist, uns selbst zu kitzeln, weil, wenn die vorhergesagte sensorische Rückmeldung der tatsächlichen sensorische Rückmeldung übereinstimmt, wird die tatsächliche Rück gedämpft werden. Wenn die vorhergesagte sensorische Rückmeldung nicht die tatsächliche sensorische Rückmeldung übereinstimmt, ob durch eine Verzögerung oder durch äußere Einflüsse aus der Umwelt verursacht, das Gehirn nicht das Kitzeln Bewegung vorherzusagen, auf den Körper und eine intensivere Kribbeln wahrgenommen wird. Dies ist der Grund, warum man sich nicht zu kitzeln.

Mormyrid elektrische Fische

Die mormyrid elektrische Fische liefert ein Beispiel für logische Folge Entladung in niederen Wirbeltieren. Insbesondere wird die knollenorgan Sensor mit elektro-Kommunikation beteiligt, Erfassen der elektrischen Orgel Einleitungen von anderen Fischen. Es sei denn der Reafferenz irgendwie moduliert würde der KS auch selbst erzeugt EOD, die mit Interpretation der externen EOD für die Kommunikation zwischen Fisch nötig stören würden erkennen. Allerdings sind diese Fische anzuzeigen Folge Entladungen, die die aufsteigende sensorische Bahn an der ersten ZNS-Relaispunkt zu hemmen. Diese Folgerung Entladungen zeitgleich zur selben Zeit wie die Reafferenz vom KS, die Störung selbst produzierten EODs mit der Wahrnehmung der externen EODs minimieren ankommen und die Optimierung der Dauer der Hemmung.

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