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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein System zur Verbesserung der neurophysiologischen
Prozesse einer Person, insbesondere jener Prozesse im Zusammenhang
mit dem Lesen, Schreiben und Sprechen. Die Erfindung wurde im Kontext
der Behandlung von Lese-, Schreib- und Sprachstörungen entwickelt, hat aber
wesentlich breitere Anwendungsmöglichkeiten einschließlich der
Behandlung des hyperkinetischen Syndroms im Kindesalter (ADHD) und
der Verbesserung der Bewegungswahrnehmung einer Person, was zum
Beispiel für
Sportler oder Verteidigungkräfte erforderlich
ist.
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Seit
dem späten
19. Jahrhundert ist in zunehmendem Maße festzustellen, dass ein
wesentlicher Prozentsatz der Bevölkerung
keine Abnormalitäten
im herkömmlichen
Sehvermögen,
Hörvermögen oder
in der Intelligenz besitzt, aber dennoch beeinträchtigende Lese-, Schreib- und
Sprachstörungen
zeigt.
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Wenngleich
zwischen diesen verschiedenen Arten von Störungen ein Zusammenhang besteht, haben
Lesestörungen
am meisten Sorge und Aufmerksamkeit auf sich gezogen, und man nimmt
an, dass bis zu 15% der Weltbevölkerung
davon betroffen sind. Lesestörungen
sind für
eine Person psychologisch und wirtschaftlich schädlich, sind weitgehend erblich
und gelten als unheilbar.
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Eine
wachsende Zahl von Forschern auf dem Gebiet der Neurowissenschaften
hat viele dieser Störungen
mit einer neuralen Schwächung
in verschiedenen Bereichen des Gehirns in Zusammenhang gebracht.
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Mehrere
Gruppen von Wissenschaftlern, die mit modernen nichtinvasiven Diagnoseverfahren
wie zum Beispiel der funktionellen Kernspinresonanztomographie (fMRI)
oder der Positronen-Emissions-Tomographie
(PET) arbeiten, haben zwischen Personen mit Lesestörungen und
Personen ohne solche Störungen
signifikante Unterschiede in der Gehirnaktivität festgestellt, insbesondere
in Bereichen des Gehirns, die mit der Bewegungswahrnehmung zusammenhängen.
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Die
Sehempfindung beginnt, wenn sichtbares Licht mit der Netzhaut auf
der Rückseite
des Auges in Kontakt kommt. Als Stäbchen und Zapfen bekannte Photorezeptorzellen
werden durch dieses Licht angeregt, elektrische Impulse zu erzeugen.
Diese Impulse wandern von den retinalen Ganglienzellen über deren
Axone, bis sie schließlich
die Sehzentren des Gehirns, insbesondere den Sehkortex, erreichen.
Die Verbindung zwischen der Netzhaut und dem Sehkortex enthält einen
kleinen Mittelhirnhöcker,
der als lateraler Kniehöcker
bezeichnet wird. Dieser Höcker
ist in zwei Schichten unterteilt, wovon eine Bestandteil der großzelligen
Bahn und die andere Bestandteil der kleinzelligen Bahn ist. Das
geteilte Signal von diesen Sehbahnen gelangt zum Sehkortex und zu
dem extrastriären
Sehkortex auf der Rückseite
des Gehirns, um eine Vielzahl komplexer Prozesse zu durchlaufen,
aus denen es als als Sehempfindung hervorgeht.
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Das
großzellige
und das kleinzellige System sind Bestandteil des Systems retino-geniculo-kortikaler
Bahnen. Die großzellige
Bahn hat sich dahingehend entwickelt, dass sie schnelle Bewegungen
kontrastarmer Bilder bei geringer Leuchtdichte, aber mit relativ
schlechter Farbempfindlichkeit verarbeiten kann, während die
kleinzellige Bahn feine stationäre Details
bei Helligkeit und mit größerer Farbempfindlichkeit
verarbeitet.
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Die
Forschung hat gezeigt, dass beide Bahnen parallele Verarbeitungssysteme
sind, die an der Entwicklung und Aufrechterhaltung einer als Stereopsis
bezeichneten Art scharfer Tiefenwahrnehmung beteiligt sind. Das
großzellige
System ist verantwortlich für
die Bewegungsstereopsis, was beim normalen Lesen von entscheidender
Bedeutung ist. Das kleinzellige System ist verantwortlich für die statische Stereopsis.
Defekte in einer der Bahnen können
die Stereopsis beeinträchtigen,
was dazu führen
kann, dass eine Person nicht mehr in der Lage ist, optische Bilder
korrekt zu verarbeiten.
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Ferner
wurde bei einigen Forschungsarbeiten angedeutet, dass die Schwächung von
Rezeptorfeldern auf der großzelligen
Bahn dazu führt,
dass dieses System der parallelen Verarbeitung optische Informationen
zum falschen Zeitpunkt zum Sehkortex liefert. Es wurde die Hypothese
aufgestellt, dass dies bei einigen Patienten zu einer Instabilität des betrachteten
Textes führt,
was zu ihrer Leseschwäche führt.
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Das
Sehsystem ist von seiner Art her vorwiegend auf der Suche nach Rändern und
bewegungsorientiert. Es ist in der Tat nicht möglich, konstant auf ein optisches
Ziel fixiert zu bleiben. Wenn im Labor eine konstante Fixierung
herbeigeführt
wird, verblasst das optische Bild.
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Okulographische
Aufzeichnungen haben drei Arten von Augenbewegungen nachgewiesen, die
während
der Fixierung auftreten: Mikrosakkaden (kleine, schnelle Justierungen
der Fixierung), Abdriften der Fixierung und hochfrequentes Zittern.
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Beim
normalen Sehen verwendete Sakkaden bringen optisch interessante
Gegenstände
in den Bereich der Fovea der Netzhaut, um unter Bedingungen maximaler
Schärfe
betrachtet zu werden. Mikrosakkaden sind ähnlich wie Sakkaden, nur dass
die Amplituden kleiner sind.
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Mikrosakkaden
treten, zusammen mit einem langsamen Abdriften der Fixierung, etwa
2 bis 3 mal pro Sekunde auf, was in Kombination das Verblassen des
Netzhautbildes verhindert. Die Art und Weise, wie Mikrosakkaden
und das Abdriften der Fixierung ineinander verschachtelt sind, hängt von
der optokinetischen Kontrolle des Einzelnen ab. Diese Kontrolle
wird wiederum von neurophysiologischen Schwächungen beeinflusst, die teilweise
einen nichtvisuellen Ursprung haben.
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Okulographische
Aufzeichnungen haben gezeigt, dass beim Lesen ein stereotypes "Treppen"muster von Augenbewegungen
auftritt, das aus einem Wechsel von Sakkaden und Perioden der Fixierung
besteht. In den Pausen findet wohl die semantische Identifizierung
und Erkennung von Schriftzeichen statt. Bei jeder Sakkade wird die
Fovea (der Teil des Sehens mit der größten Schärfe) etwa acht Zeichen nach
rechts bewegt. Am Ende einer Zeile findet eine große Sakkade
zum Anfang der nächsten Zeile
statt, und das Verhalten wird wiederholt.
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Ein
optokinetischer Defekt könnte
zu Lesestörungen
führen,
wenn er verhindert, dass Mikrosakkaden mit der erforderlichen Geschwindigkeit
und Nachhaltigkeit auftreten, und wenn er verhindert, dass das Abdriften
der Fixierung mit genügend
Ausdauer kontrolliert wird. Wenn zu diesem Defekt noch eine sprachliche
oder phonologische Beeinträchtigung
hinzukommen, dann kann es sein, dass das Erkennen der Semantik,
ein wesentliches Element in der Lesekette, noch schwieriger zu erreichen
ist.
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Beim
schnelleren normalen Lesen oder beim normalen Betrachten komplexerer
optischer Bilder arbeiten die Augen mit einer gesunden Bewegung und
statischen Stereopsis (Tiefenwahrnehmung), um optische "Anhaltspunkte" zu finden. Sie pausieren
in sehr kleinen Zeitabständen
und schauen direkt auf das, was das Gehirn als die wichtigeren optischen Elemente
betrachtet, und leiten das, was dazwischenliegt, daraus ab.
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Es
wurde darauf hingewiesen, dass normale Leser mit einer Strategie
arbeiten, die in ihrem Gedächtnis
gespeicherte "ständig bevorzugte" Muster benutzt.
Dies beinhaltet eine Anfangsphase des optischen Abtastens, die als "schauen, ohne zu
sehen" beschrieben
wird, bei der ein inneres Modell gebildet wird, um dann "zu sehen, ohne zu
schauen". Schließlich gibt
es eine Phase der raschen Überprüfung des Modells,
um "zu schauen und
zu sehen". Dies
erfordert rasche Sakkaden, um den Bereich hoher Schärfe der
Fovea zwecks Überprüfung zu
den hervorspringenden Merkmalen zu bewegen.
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Die
Fähigkeit,
die erforderlichen Sakkaden bereitzustellen, die Kontrolle des Abdriftens
der Fixierung, die Erkennung der Semantik, Stereopsis und ein ausreichender
optischer Arbeitsspeicher sind wesentliche Erfordernisse für gutes
Lesen.
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Wegen
der Beziehung der großzelligen
und kleinzelligen Bahnen im Gehirn mit anderen neurophysiologischen
Prozessen wie Sprache, Hören
und kinästhetischen
und somatosensorischen Prozessen kann ferner die Unfähigkeit,
optische Bilder korrekt zu verarbeiten, zu Störungen bei diesen anderen Prozessen
führen.
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Aus
der großen
Zahl von Anbietern einer Behandlung von Lesestörungen haben nur wenige versucht,
therapeutische Lösungen
zu finden, vor allem Lösungen,
die von visuellen Ursachen ausgehen, weil sie glaubten, dass eine
Heilung nicht möglich
ist. In der Tat wird diese Ansicht immer noch von den meisten Lesestörungsvereinigungen
und von einem Großteil
der Wissenschaftler unterstützt.
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Die
Anfänge
eines therapeutischen Ansatzes auf visueller Basis begannen mit
der Entwicklung einer als CAM Visual Stimulator bezeichneten einfachen
Vorrichtung, die Mitte der 70er Jahre in Cambridge, England, entwickelt
wurde. Der CAM-Stimulator wurde nicht zur Behandlung von Lesestörungen entwickelt,
sondern zur orthoptischen Behandlung der pathologischen Binokularität, einem
Leiden, wo Fixierungsfehler der Augen dazu führen, dass das Gehirn Signale
von einem dominanten Auge favorisiert und dazu neigt, Signale von
dem schwächeren Auge
zu unterdrücken.
Der Stimulator bestand aus rotierenden Papierscheiben, die mit lackierten
Gittern bedeckt waren, die zur visuellen Stimulierung gedacht waren.
Diese Vorrichtung fand großes
Interesse und große
Beachtung bezüglich
der orthoptischen Behandlung von Fixierungsstörungen der Augen, jedoch mit
begrenztem Erfolg.
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Eine
weitere Version der CAM-Vorrichtung wurde in den späten 70er
Jahren in Australien entwickelt und bestand aus ähnlichen rotierenden Scheiben
mit lackierten Gittern, wobei aber zusätzlich eine Streulichtquelle
zwischen den Gittern angeordnet war. Diese zweite Version der CAM-Vorrichtung
war Gegenstand der Australischen Patentanmeldung Nr. 70697/81 von
A. M. Lawson. Sie wurde ebenfalls für dieselbe Behandlung der pathologischen
Binokularität
entwickelt und ursprünglich
dafür verwendet, wenngleich
sie später
zur Behandlung der visuellen Dyslexie verwendet wurde.
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Während diese
vorbekannten Vorrichtungen einen gewissen Erfolg bei der Behandlung
der Fixierungsstörungen
erzielten, für
die sie konzipiert waren, hatten sie infolge der komplexen Art der
retino-geniculo-kortikalen Bahnen und des sehr begrenzten Bereichs
von Stimulationen, die die rotierenden Scheiben bieten konnten,
nur begrenzten Erfolg bei der Behandlung von Lesestörungen.
Die Ränder
der Streifen, die dem Patienten die optischen Anhaltspunkte boten,
hatten einen konstanten Ort der Bewegung, wobei dies eine Kreisbahn
war, und stellten die korrekte Stimulation nur für eine begrenzte Zahl von Zellen
im Sehkortex und für
eine kurze Zeitdauer bereit, wenn der Rand eine bestimmte Ausrichtung
durchlief. Die einzige Veränderung
in der Stimulation wurde dadurch erreicht, dass die Scheibe durch
eine Scheibe mit einem anderen Abstand und einer anderen Breite
der Streifen ersetzt wurde. Diese Veränderung konnte ohne Unterbrechung
der Behandlung des Patienten nicht erreicht werden.
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Das
US-Patent Nr. 5,206,671 beschreibt ein Verfahren zum Testen und
Behandeln von visuellen Funktionsstörungen (zum Beispiel Amblyopie).
Das Verfahren umfasst den Schritt der Bereitstellung eines interaktiven
visuellen Spiels, das dem Patienten eine visuelle Aufgabe stellt,
und den Schritt des Erteilens einer nichtvisuellen Belohnung für den Patienten für die erfolgreiche
Ausführung
der Aufgabe. Um das Interesse des Patienten während der Behandlungssitzung
aufrechtzuerhalten, stellt die Erfindung einen optischen Reiz bereit,
der so ausgewählt
ist, das er für
den speziellen Patienten interessant ist (z.B. Cartoon-Figuren).
Das Hauptmerkmal des Verfahrens besteht darin, dass das visuelle
Spiel Bilder verwendet, die auf den optischen Schwellenparameter
bzw. die optischen Schwellenparameter des Patienten ausgelegt sind.
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Die
vorliegende Erfindung will eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitstellen,
bei dem ein Patient einen vollständigeren
Satz an Stimulationen erhalten kann, als dies beim Stand der Technik
möglich war.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In
einer ersten Ausgestaltung liegt die Erfindung in einer Vorrichtung
zur Verbesserung von neurophysiologischen Prozessen eines Patienten
durch Stimulation von Rezeptorfeldern in den Blickbahnen des Patienten
zwischen der Netzhaut und dem Sehkortex, wobei die Vorrichtung ein
erstes optisches Anzeigemittel zum Betrachten durch den Patienten und
ein Computer-Verarbeitungsmittel
aufweist, das eine Ausgabe für
das optische Anzeigemittel erstellt, um eine Darstellung auf dem
optischen Anzeigemittel zu verursachen, wobei die Darstellung mindestens eine
optische Wahrnehmungs-Betätigungsübung und
mindestens ein optisches Stimulationsbild aufweist, das ein therapeutisches
Anzeigeelement oder mehrere therapeutische Anzeigeelemente aufweist, die
ausgelegt sind, ausgewählte
Felder der Rezeptorfelder zu stimulieren, wobei die therapeutischen Anzeigeelemente
eine bewegte Kontrastkante oder mehrere bewegte Kontrastkanten aufweisen,
wobei die therapeutischen Anzeigeelemente auf dem optischen Anzeigemittel
angezeigt werden, um therapeutische Stimulation den Rezeptorfeldern
eines Patienten bereitzustellen, solange der Patient die Wahrnehmungs-Betätigungsübung ausführt.
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Die
Erfindung liegt auch in einem nicht-therapeutischen Verfahren zur
Stimulation von Rezeptorfeldern in den Blickbahnen eines Subjektes
zwischen der Netzhaut und dem Sehkortex, wobei das Verfahren den
Schritt des Erzeugens einer Ausgabe von Computer-Verarbeitungsmitteln
zur Veranlassung einer Darstellung auf einem optischen Anzeigemittel zum
Betrachten durch das Subjekt umfasst, wobei die Darstellung mindestens
eine optische Wahrnehmungs-Betätigungsübung und
mindestens ein optisches Stimulationsbild aufweist, das ein anregendes Anzeigeelement
oder mehrere anregende Anzeigeelemente aufweist, die ausgelegt sind,
um ausgewählte
der Rezeptorfelder zu stimulieren, wobei die anregenden Anzeigeelemente
eine sich bewegende Kontrastkante oder mehrere sich bewegende Kontrastkanten
aufweisen, wobei das optische Stimulationsbild eine Stimulation
von ausgewählten
Feldern der Rezeptorfelder bereitstellt, solange das Subjekt die optische
Wahrnehmungs-Betätigungsübung ausführt.
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Die
vorliegende Erfindung kann für
einen Patienten viele Vorzüge
bereitstellen, die bei den vorbekannten Behandlungssystemen nicht
möglich
waren, einschließlich
eines optischen Stimulationsbildes, das verändert werden kann, um die von
dem Patienten benötigte
Stimulation bereitzustellen, und das insbesondere ohne Unterbrechung
der Behandlung des Patienten verändert
werden kann. Ferner können
die optischen Anzeigeelemente als Auflichtobjekte erzeugt werden,
die bei der Stimulation der Zellfelder des Systems der retino-geniculo-kortikalen Bahnen
weitaus wirksamer sind als die Streulichtquellen zwischen den rotierenden
gestreiften Scheiben nach dem Stand der Technik.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
liegt die Erfindung in einer Vorrichtung zur Verbesserung von neurophysiologischen
Prozessen eines Patienten durch Stimulation von Rezeptorfeldern
in den Blickbahnen des Patienten zwischen der Netzhaut und dem Sehkortex,
wobei die Vorrichtung ein erstes optisches Anzeigemittel zum Betrachten
durch den Patienten und ein Computer-Verarbeitungsmittel aufweist, das eine
Ausgabe für
das optische Anzeigemittel erstellt, um eine Darstellung auf dem
optischen Anzeigemittel zu verursachen, wobei die Darstellung mindestens
eine optische Wahrnehmungs-Betätigungsübung und
mindestens ein optisches Stimulationsbild aufweist, das ein therapeutisches
Anzeigeelement oder mehrere therapeutische Anzeigeelemente aufweist,
die ausgelegt sind, ausgewählte
Felder der Rezeptorfelder zu stimulieren, wobei die therapeutischen
Anzeigeelemente eine sich bewegende Kontrastkante oder mehrere sich
bewegende Kontrastkanten aufweisen, wobei die therapeutischen Anzeigeelemente
auf dem optischen Anzeigemittel angezeigt werden, um therapeutische
Stimulation den Rezeptorfeldern eines Patienten bereitzustellen, solange
der Patient die Wahrnehmungs-Betätigungsübung ausführt, und
wobei die Vorrichtung Mittel aufweist, um mindestens eines, und
vorzugsweise mindestens zwei der Folgenden zu verändern: Raumdichte,
Leuchtdichte, Kontrast, Farbe, Form, Geschwindigkeit, Ausrichtung,
Bewegungsrichtung und Ort der Bewegung der Vielzahl von therapeutischen Anzeigeelementen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
liegt die Erfindung in einer Vorrichtung zur Verbesserung von neurophysiologischen
Prozessen eines Patienten durch Stimulation von Rezeptorfeldern
in den Blickbahnen des Patienten zwischen der Netzhaut und dem Sehkortex,
wobei die Vorrichtung ein erstes optisches Anzeigemittel zum Betrachten
durch den Patienten und ein Computer-Verarbeitungsmittel aufweist, das eine
Ausgabe für
das optische Anzeigemittel erstellt, um eine Darstellung auf dem
optischen Anzeigemittel zu verursachen, wobei die Darstellung mindestens
eine optische Wahrnehmungs-Betätigungsübung und
mindestens ein optisches Stimulationsbild aufweist, das ein therapeutisches
Anzeigeelement oder mehrere therapeutische Anzeigeelemente aufweist,
die ausgelegt sind, ausgewählte
Felder der Rezeptorfelder zu stimulieren, wobei die therapeutischen
Anzeigeelemente eine sich bewegende Kontrastkante oder mehrere sich
bewegende Kontrastkanten aufweisen, die sich auf einem im Wesentlichen
linearen Weg bewegen, wobei die therapeutischen Anzeigeelemente
auf dem optischen Anzeigemittel angezeigt werden, um therapeutische
Stimulation den Rezeptorfeldern eines Patienten bereitzustellen,
solange der Patient die Wahrnehmungs-Betätigungsübung ausführt.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform liegt
die Erfindung in einer Vorrichtung zur Verbesserung von neurophysiologischen
Prozessen eines Patienten durch Stimulation von Rezeptorfeldern
in den Blickbahnen des Patienten zwischen der Netzhaut und dem Sehkortex,
wobei die Vorrichtung ein erstes optisches Anzeigemittel zum Betrachten
durch den Patienten und ein Computer-Verarbeitungsmittel aufweist,
das eine Ausgabe für
das optische Anzeigemittel erstellt, um eine Darstellung auf dem
optischen Anzeigemittel zu verursachen, wobei die Darstellung mindestens
eine optische Wahrnehmungs-Betätigungsübung und
mindestens ein optisches Stimulationsbild aufweist, das ein therapeutisches
Anzeigeelement oder mehrere therapeutische Anzeigeelemente aufweist,
die ausgelegt sind, ausgewählte
Felder der Rezeptorfelder zu stimulieren, wobei die therapeutischen
Anzeigeelemente eine sich bewegende Kontrastkante oder mehrere sich
bewegende Kontrastkanten aufweisen, wobei die therapeutischen Anzeigeelemente
auf dem optischen Anzeigemittel angezeigt werden, um therapeutische
Stimulation den Rezeptorfeldern eines Patienten bereitzustellen, solange
der Patient die Wahrnehmungs-Betätigungsübung ausführt, wobei
die Vorrichtung ferner Mittel zum Erzeugen einer hörbaren Wahrnehmungs-Betätigungsübung enthält, die
ein hörbares
Signal oder mehrere hörbare
Signale enthält,
das bzw. die zu mindestens einer der optischen Wahrnehmungs-Betätigungsübungen Bezug
hat bzw. haben.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform liegt
die Erfindung in einer Vorrichtung zur Verbesserung von neurophysiologischen
Prozessen eines Patienten durch Stimulation von Rezeptorfeldern
in den Blickbahnen des Patienten zwischen der Netzhaut und dem Sehkortex,
wobei die Vorrichtung ein erstes optisches Anzeigemittel zum Betrachten
durch den Patienten und ein Computer-Verarbeitungsmittel aufweist,
das eine Ausgabe für
das optische Anzeigemittel erstellt, um eine Darstellung auf dem
optischen Anzeigemittel und dem Patienteneingabemittel zu verursachen,
wobei die Darstellung nacheinander angezeigte interaktive optische
Wahrnehmungs-Betätigungsübungen des
Patienten und mindestens ein optisches Stimulationsbild enthält, das
ein therapeutisches Anzeigeelement oder mehrere therapeutische Anzeigeelemente
aufweist, die ausgelegt sind, ausgewählte Felder der Rezeptorfelder
zu stimulieren, wobei die therapeutischen Anzeigeelemente eine sich
bewegende Kontrastkante oder mehrere sich bewegende Kontrastkanten
aufweisen, wobei die therapeutischen Anzeigeelemente auf dem optischen
Anzeigemittel angezeigt werden, um therapeutische Stimulation den
Rezeptorfeldern eines Patienten bereitzustellen, solange der Patient
die Wahrnehmungs-Betätigungsübungen ausführt, wobei
die therapeutischen Stimulationselemente auf dem optischen Anzeigemittel
angezeigt werden, um therapeutische Stimulation den Rezeptorfeldern
eines Patienten bereitzustellen, solange der Patient eine angezeigte
Wahrnehmungs-Betätigungsübung ausführt, und
wobei eine nächste
Wahrnehmungs-Betätigungsübung in
Abhängigkeit
einer Eingabe des Patienten angezeigt wird.
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Die
therapeutischen Anzeigeelemente können alles sein, was in der
Lage ist, nicht nur die Rezeptorfelder längs der neurophysiologischen
Bahnen eines Patienten zu stimulieren, sondern auch eine Verbesserung
der neurophysiologischen Prozesse in Verbindung mit dieser Stimulation
bereitzustellen.
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Ein
besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
sie die Mittel bereitstellt, um das optische Stimulationsbild bzw.
die optischen Stimulationsbilder zu verändern, solange der Patient eine
Wahrnehmungs-Betätigungsübung ausführt. Damit
ist sichergestellt, dass so viele Rezeptorfelder des Patienten wie
nötig oder
wie möglich
eine ausreichende Stimulation erhalten. Die Änderungen an dem optischen
Stimulationsbild können
abrupt vorgenommen werden, indem ein frisches Bild angezeigt wird,
oder können
stufenweise vorgenommen werden, so dass ein dynamisches, sich ständig entwickelndes
optisches Stimulationsbild angezeigt wird. Die Änderungen können alle vorgenommen werden, ohne
die Konzentration eines Patienten auf die Wahrnehmungs-Betätigungsübung, die
der Patient ausführt,
zu stören.
Die Veränderungen,
die vorgenommen werden können,
beinhalten Änderungen
von Farbe, Form, Kontrast, Leuchtdichte, Raumdichte, Geschwindigkeit
oder Ort der Bewegung der sich bewegenden optischen Anzeigeelemente.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Erfindung ferner Mittel zum Bereitstellen eines unterschiedlichen
optischen Stimulationsbildes für
jedes Auge eines Patienten und/oder Mittel zum Verdecken eines der
Augen eines Patienten vor der Anzeige. Bei dieser Ausführungsform
kann der Grad des Verdeckens verändert
werden.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Erfindung ein zweites optisches Anzeigemittel, das durch
einen Therapeuten betrachtet wird, und ein Therapeuteneingabemittel, das
es einem Therapeuten erlaubt, Eingaben an das Computer-Verarbeitungsmittel
zu machen, um die Darstellung zu verändern.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform umfasst
die Erfindung ein Rückmeldungsmittel,
das eine Rückmeldung über die
Leistung eines Patienten an das Computer-Verarbeitungsmittel bereitstellt, und
umfasst vorzugsweise Mittel zum Ändern
der Anzeige in Abhängigkeit
der Rückmeldung,
um die Leistung eines Patienten zu optimieren.
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Die
Erfindung wird nun lediglich beispielhaft und anhand der beigefügten, nachfolgend
erläuterten Figuren
beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Darstellung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3 zeigt
eine Anzeige einer optischen Wahrnehmungs-Betätigungsübung und
ein optisches Stimulationsbild;
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4 ist
ein Beispiel für
vorwiegend nicht-kortikale Stimulationselemente;
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5 ist
ein Beispiel für
vorwiegend kortikale Stimulationselemente;
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6 zeigt
krummlinige Elemente;
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7 zeigt
ein Ziegelsteinmuster von Elementen;
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8 zeigt
zwei rotierende Ebenen von Streifen in einer ersten Ausrichtung;
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9 zeigt
die Streifenebenen von 8 in einer zweiten Ausrichtung;
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10 zeigt
die Streifenebenen in einer dritten Ausrichtung;
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11 zeigt
die Streifenebenen in einer vierten Ausrichtung;
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12 zeigt
die verschiedenen, durch die rotierenden Streifenebenen erzeugten
Bilder;
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13 ist
ein Beispiel für
eine Wahrnehmungs-Betätigungsübung;
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14 zeigt
eine alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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15 zeigt
eine Wahrnehmungs-Betätigungsübung mit
einer akustischen Komponente;
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16 ist
eine zweite akustische Wahrnehmungs-Betätigungsübung; und
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17 zeigt
ein Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Behandlung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Anhand
von 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bei 10 allgemein
dargestellt und umfasst einen Computerprozessor 11, eine
Patientenkonsole 18 mit einer optischen Anzeigeeinheit
(Bildschirmeinheit) 12 für den Patienten und einem Patienteneingabemittel 16 sowie
eine Therapeutenkonsole 19 mit einer optischen Anzeigeeinheit 13 für den Therapeuten und
einem Therapeuteneingabemittel 17. Ein Patient 14 ist
an der Patientenkonsole 18 dargestellt, während ein
Therapeut 15 an der Therapeutenkonsole 19 dargestellt
ist. Die Patientenkonsole 18 ist so angeordnet, dass ein
Patient 14 die Bildschirmeinheit 13 der Therapeutenkonsole
nicht sehen kann, während er
auf die Bildschirmeinheit 12 für den Patienten blickt. Im
Falle der dargestellten Patientenkonsole ist das Patienteneingabemittel
ein elektronischer Schreibblock, während der Therapeut Informationen über eine
herkömmliche
Tastatur 17 eingibt.
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In 2 ist
eine alternative Anordnung dargestellt, bei der der Patient 14 auf
einem elektronisch verstellbaren Sitz 21 sitzt, der auf
und ab sowie zur Seite bewegt werden kann. Die Kopfstütze 22 und
die Rückenlehne 23 können ebenfalls
gesteuert werden, um die Position der Augen des Patienten relativ
zu der Patienten-Bildschirmeinheit 13 sicherzustellen. Die
Bedienungselemente für
den Sitz, einschließlich der
Bedienungselemente für
die Kopfstütze
und die Rückenlehne
sind Bestandteil der Therapeutenkonsole 19. Die Positionseinstellungen
eines Patienten können
in dem Computerprozessor gespeichert werden, um bei anschließenden Behandlungssitzungen Konstanz
zu ermöglichen.
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Der
Therapeut 15 bekommt dieselbe Anzeige zu sehen wie der
Patient und kann die Parameter der Behandlung steuern. Ein Vergleich
der Fortschritte des Patienten und der Stellung des Patienten gegenüber Patienten
mit ähnlichen
Störungen
steht zur Betrachtung durch den Therapeuten ebenfalls zur Verfügung.
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Eine
beispielhafte Anzeige, die auf dem Patientenbildschirm bereitzustellen
ist, ist in 3 dargestellt und umfasst eine
Vielzahl von schräg
verlaufenden Streifen, die sich auf einem linearen Weg quer über die
Anzeigeeinheit in Pfeilrichtung A bewegen. In die durch Pfeil B
angedeutete entgegengesetzte Richtung bewegt sich eine Wahrnehmungs-Betätigungsübung, die
aus Wörtern
oder Phrasen besteht, die ein Patient sich merken und nach ihrem
Verschwinden aufschreiben muss oder die er auswählen und einen Satz daraus
bilden muss. Die Betätigungsübung kann
somit weitere Aspekte der neurophysiologischen Prozesse eines Patienten wie
zum Beispiel den Arbeitsspeicher verbessern oder verstärken, während die
Aufmerksamkeit des Patienten auf die Anzeige gerichtet wird, um
sicherzustellen, dass er von den sich bewegenden Elementen eine
optische Stimulation erhält.
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Ferner
können
mit der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von optischen Stimulationsbildern einem
Patienten dargeboten werden, ohne die Behandlung des Patienten zu
unterbrechen, und innerhalb dieser Bilder können Änderungen vorgenommen werden,
damit ein Patient den größtmöglichen Nutzen
erhält.
Zum Beispiel können
bei der oben beschriebenen Anzeige von 3 die Streifenbreite und
der Abstand der Streifen durch einfache Eingaben des Therapeuten
eingestellt werden, wie auch Farbe, Kontrast, Richtung etc. der
Streifen. Nicht-kortikale Stimulationselemente können ebenfalls hinzugefügt werden,
wie nachfolgend beschrieben. Auf diese Weise kann ein Therapeut
sicherstellen, dass möglichst
viele Rezeptorfelder auf der retino-geniculo-kortikalen Bahn entsprechend stimuliert
werden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, möglichst viele Rezeptorfelder
zu stimulieren, die an der Verarbeitung der Art des Sehens beteiligt sind,
die zum Lesen und zur Wahrnehmung von Bewegung erforderlich ist.
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Der
Anfang der retino-geniculo-kortikalen Bahn ist die Netzhaut, die
eine große
Zahl unterschiedlicher Zelltypen enthält, wie zum Beispiel Ganglienzellen,
Horizontalzellen, Bipolarzellen und Amakrinzellen. Innerhalb jedes
Typs gibt es zahlreiche Untertypen. Diese sind in einer bemerkenswerten
konzentrischen Konfiguration organisiert. Deren Stimulation durch
Licht erfordert daher Lichtpunkte und -ringe. Deren Reaktion unterliegt
starken Schwankungen, je nachdem ob nur der mittlere Punkt oder
der Ring stimuliert wird oder ob der mittlere Punkt und der Ring
gleichzeitig stimuliert werden. Ein Veränderung der Breite des Rings
beeinflusst die Reaktion ebenfalls.
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Die
Erregung, die die Stimulation bei diesen Zellen erzeugt, ist ebenfalls
je nach Zelltyp unterschiedlich. Bei On-Zentrumzellen wird der Feldmittelpunkt
durch Lichtreize erregt, während
die Umgebung durch Lichtreize gehemmt und durch Dunkelreize erregt
wird. Bei Off-Zentrumzellen ist das Gegenteil der Fall.
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Bei
einigen Zelltypen ist die Erregung entweder On oder Off oder tonisch
und dauert an. Bei anderen ist sie vorübergehend oder phasisch, d.h.
sie ist proportional zur Stimulation.
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Die
maximale Reaktion erhält
man durch Wahl einer Punktgröße gleich
dem Durchmesser des Mittelpunkts des Rezeptorfeldes. Wenn der Punkt größer ist,
dann ist die Reaktion abgeschwächt,
was auf einen Antagonismus zwischen dem Mittelpunkt und den umliegenden
Unterfeldern hindeutet.
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Die
Zellen im lateralen Kniehöcker
sind denen der Netzhaut ähnlich,
zeigen aber Unterschiede in der Reaktion. Die Umgebung der Kniehöckerzellen kann
den Mittelpunkt wesentlich wirksamer löschen, so dass die Kniehöckerzellen
noch weniger auf die Beleuchtung des gesamten Rezeptorfeldes ansprechen.
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Die
von der Netzhaut ausgehenden klein- und großzelligen Bahnen bleiben am
lateralen Kniehöcker
getrennt. Ihre jeweiligen Zellfelder haben ihre speziellen Stimulationsanforderungen.
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Die
am häufigsten
vorkommende Art der Parvozellen hat eine normale Rezeptorfeldanordnung
aus Mittelpunkt und Umgebung, wobei Mittelpunkt und Umgebung jeweils
eine unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit haben. Eine typische
derartige Zelle könnte
auf einen roten Punkt eine On-Reaktion zeigen und auf einen grünen Ring
eine Off-Reaktion. Eine zweite Art von Parvozelle zeigt eine Reaktion
auf farbiges Licht, unabhängig
davon, wo dieses im Rezeptorfeld auftrifft. Eine dritte Art ist
der zweiten Art ähnlich,
nur dass das Rezeptorfeld Farbe gegenüber indifferent ist, wo auch
immer sie aufgebracht wird.
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Die
Mehrzahl der Magnozellen ist Farbe gegenüber indifferent und hat aus
Mittelpunkt und Umgebung bestehende Rezeptorfelder, ähnlich wie
bei der oben genannten dritten Art von Parvozelle. Eine weitere
Art von Magnozelle zeigt jedoch das ungewöhnliche Verhalten der Reaktion
mit einem dramatischen, lang anhaltenden Schweigen auf einen großen roten
Punkt.
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Ein
Stimulationsbild gemäß 4 eignet sich
zur Stimulation der konzentrisch organisierten Zellfelder auf den
Sehbahnen vor dem Sehkortex und in einigen Fällen auch dahinter. Das Bild
besteht aus Ringen und Punkten unterschiedlicher Größe und in unterschiedlichen
Farbkombinationen, die den jeweiligen Zellgrößen und den Merkmalen dieser
Zellfelder entsprechen sollen. Die Punkte und Ringe sind in 4 zusammen
mit einer Vielzahl von Streifen dargestellt, die Bestandteil der
nachfolgend beschriebenen kortikalen Stimulation sein können. Am Übergang,
wo ein Streifen auf eine Grenze des Punktes oder Ringes trifft,
kommt es zu einer Änderung
im Kontrast. Eine Relativbewegung zwischen dem Punkt und dem Streifen
erzeugt eine dynamische Stimulation, wenn sich die Größe eines
bestimmten kontrastierenden Merkmals ändert. Vorzugsweise sollten
sich mindestens einige der Ringe/Punkte regellos bewegen, um Kontrastgrenzen
bereitzustellen, die den gesamten Bereich an Größen und Richtungen abdecken.
Der mittlere Punkt hat einen Durchmesser von ungefähr 15 mm,
wobei ihn ein Ring von ungefähr
25 mm umgibt; die Maße
können
jedoch verändert
werden, um unterschiedlichen Rezeptorfeldern zu entsprechen und
diese zu stimulieren.
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Die
korrekte Nutzung dieses Bildes erfordert einen speziellen Umgang
damit, um nicht mit der Wahrnehmungs-Betätigungsübung in Konflikt zu geraten,
vor allem wenn die Übung
fragmentierte Aufgaben enthält,
wo bei der Übung
Objekte durch die sich bewegenden Elemente des Stimulationsbildes verdeckt
werden. Dieses Bild beinhaltet daher ein hohes Maß an Einstellbarkeit
und Wahlmöglichkeit.
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Es
gibt ein Merkmal der automatischen Kontrastierung, das Punkte und
Ringe durch jedes undurchsichtige Objekt gelangen und die Kontrastierung
sofort umschalten lässt,
so dass der Patient immer auf dunkle Ränder schaut.
-
Es
gibt ein Merkmal der Auswahl der Dichte, mit dem mehrere Kombinationen
der Dichte von Punkten und Ringen gewählt werden können, entweder
gleichmäßig über das
Sichtfeld des Monitors oder in regellos auftauchenden Clustern oder
mit einer zur Mitte hin orientierten Darstellung. Diese Auswahl kann
durch einen Therapeuten in Reaktion auf eine passive oder aktive
Rückmeldung
von dem Patienten vorgenommen werden, um die Stimulation für den Patienten
zu maximieren oder um sich auf spezielle Rezeptorfelder zu konzentrieren.
Alternativ kann Computersoftware verwendet werden, um Größe und Dichte
der Punkte bzw. Ringe fortschreitend zu justieren, um sicherzustellen,
dass der volle Umfang an Stimulationen bereitgestellt wird.
-
Sobald
eine Justierung vorgenommen wurde, kann die Computersoftware sicherstellen,
dass jede Position im Sichtfeld von einem sich bewegenden Element
eingenommen wurde, das aus einem Ring und einem Punkt einer bestimmten
Größe und Farbkombination
besteht, bevor die Software automatisch eine fortschreitende Justierung
für das
Element der nächsten
Größe vornimmt.
-
Das
Ende der retino-geniculo-kortikalen Bahn ist der Sehkortex. Der
Sehkortex wurde in mehr als dreißig Funktionsbereiche unterteilt,
die bis jetzt identifiziert wurden. Die Bereiche, die das ankommende
Signal als Erste verarbeiten, wurden als V1, V2, V3, V4 und V5 bezeichnet.
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V1 überträgt visuelle
Informationen von dem großzelligen
und kleinzelligen System zu V2. Dies entspricht Forschungsergebnissen,
wonach V2 einen hohen Anteil an farbempfindlichen und bewegungsempfindlichen
Rezeptorfeldern hat. Ferner deutet die Verbindung der beiden Bahnen
auch darauf hin, dass V2 bei der Bewegungsstereopsis und der statischen Stereopsis
eine Rolle spielt.
-
V1
sendet außerdem
großzellige
visuelle Informationen zu V3, das hauptsächlich bewegungsempfindliche
Rezeptorfeldzellen enthält,
aber bestenfalls wenige farbempfindliche Zellen. Es ist daher wahrscheinlich,
dass V3 hauptsächlich
an der Bewegungsstereopsis beteiligt ist.
-
V4
enthält
weitgehend farbempfindliche Rezeptorfelder, die dazu dienen, Farbe
zu verarbeiten, nachdem die visuellen Informationen über Farbe
bereits durch V1 und V2 verarbeitet wurden.
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V5
wird als mittlerer Schläfenbereich
bezeichnet. Das Auffallende an V5 ist, dass fast alle Rezeptorfelder
sowohl auf Richtung als auch auf Bewegung und auch auf Augenbewegung
empfindlich sind. Einige dieser Zellen sind indifferent gegenüber der
Form des Reizes und sind besonders empfindlich gegenüber der
Richtung dieser Bewegung. Daher gibt es eine größere großzellige Projektion von V1 auf
V5.
-
Daher
gibt es drei getrennte, aber über
V1, V2, V3, V4 und V5 miteinander verbundene Bahnen. Eine erste
Bahn sendet hauptsächlich
kleinzellige visuelle Informationen von V1 zu V2 zu V3. Die zweite Bahn
befördert
hauptsächlich
großzellige
visuelle Informationen von V1 zu V2 und dann weiter zu V5, während die
dritte sowohl großzellige
als auch kleinzellige visuelle Informationen von V1 zu V2 und dann zu
V4 befördert.
-
Die
Zellen des Sehkortex sind anders als jene, die man auf der Netzhaut
oder dem lateralen Kniehöcker
findet, und werden in einfache Zellen und komplexe Zellen unterteilt
und nach ihrer Rezeptorfeldhierarachie klassifiziert.
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Einfache
Zellen lassen sich anhand ihrer Reaktion auf einen einzigen Punkt
beschreiben und anhand der Tatsache, ob diese Reaktion exzitatorisch oder
inhibitorisch ist. Innerhalb ihrer getrennten exzitatorischen und
inhibitorischen Unterfelder kommt es zur Summierung bzw. zum Antagonismus,
wenn beide Bereiche gleichzeitig angeregt werden. In dieser Hinsicht
sind einfache Zellen ähnlich
wie die aus Mittelpunkt und Umgebung bestehenden Zellen des lateralen
Kniehöckers.
Der entscheidende Unterschied besteht darin, dass die Kniehöckerzellen
konzentrisch angeordnet sind, während
die Kortexzellen zu parallelen, flankierenden Unterfeldern organisiert sind,
die durch gerade Grenzen voneinander getrennt sind.
-
Die
Geometrie der Unterfelder ist bei den einfachen Zellen recht verschieden.
Für alle
einfachen Zellen ist jedoch der beste stationäre Reiz ein Lichtspalt oder
Lichtbalken mit genau den richtigen Abmessungen, um nur eine exzitatorische
bzw. On-Reaktion oder eine inhibitorische bzw. Off-Reaktion zu aktivieren.
-
Die
korrekte Ausrichtung des stimulierenden Balkens ist entscheidend,
um die größtmögliche Reaktion
zu erhalten. Wenn der stimulierende Balken nicht parallel zur Achse
der Rezeptorfelder verläuft, wird
er einen Teil des inhibitorischen Unterfelds stimulieren und nicht
das gesamte exzitatorische Unterfeld. Die Selektivität der Ausrichtung
ist ein wesentliches Merkmal einfacher Kortexzellen. Alle Ausrichtungen
sind im Sehkortex gleichermaßen
repräsentiert.
-
Einfache
Zellen reagieren rasch auf sich bewegende Balken, Schlitze oder
Ränder
und feuern normalerweise ein Bündel
von kurzen Impulsen ab, wenn ein sich bewegender Lichtbalken in
einen exzitatorischen Bereich eintritt. Die heftigste Entladung wird
durch den gleichzeitigen Austritt aus einer inhibitorischen Zone
und Eintritt in eine exzitatorische Zone provoziert. Zellen mit
einer symmetrischen Anordnung der Unterfelder liefern im allgemeinen
die gleiche Reaktion auf eine Bewegung in die eine oder die andere
Richtung. Zellen mit asymmetrischen Unterfeldern liefern oft ungleiche
Reaktionen auf eine Bewegung in die entgegengesetzte Richtung. Die
optimale Bewegungsgeschwindigkeit des Reizes kann bei einfachen
Zellen auch verschieden sein.
-
Komplexe
Zellen lassen sich bei stationären Reizen
nicht in exzitatorische und inhibitorische Unterbereiche kategorisieren.
Beim Test mit stationären Lichtspalten
oder Lichtpunkten liefern sie widersprüchliche On-Off-Reaktionen.
Wenn jedoch ein Lichtspalt über
das Rezeptorfeld bewegt wird, bewirkt er eine nachhaltige Sperre
von Impulsen. Eine komplexe Zelle kann überall in dem Rezeptorfeld
auf die Bewegung des Lichtreizes reagieren, vorausgesetzt, der Reiz
ist korrekt ausgerichtet.
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Normale
komplexe Zellen zeigen eine Summierung, indem sie mit zunehmender
Länge des Lichtreizes
auf robustere Weise reagieren. Die maximale Reaktion findet dann
statt, wenn die Länge
eines Schlitzes oder Balkens der vollen Länge des Rezeptorfeldes der
Zelle entspricht. Wenn der Reiz über die
Länge des
Rezeptorfeldes hinausgeht, wird die Reaktion nicht weiter verstärkt.
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Rezeptorfelder
in V5 reagieren gut auf einen Lichtpunkt, Lichtbalken oder Lichtspalt,
der rasch in einer bevorzugten Richtung bewegt wird, und zeigen keine
Reaktion auf eine entgegengesetzte Richtung. Bei diesen Zellen spielt
die Form des Reizes kaum eine Rolle, solange die Richtung der Bewegung
korrekt ist. Andere Zellen in V5 erfordern einen korrekt ausgerichteten
Spalt oder Balken, der in eine bestimmte Richtung bewegt wird. Die
Rezeptorzellen in V5 ähneln
denen in V1, nur dass jene in V5 viel größer und richtungsselektiv sind.
-
Ein
einfaches lineares omnidirektionales Bild zum Stimulieren von Rezeptorfeldern
im Sehkortex wird anhand von 5 beschrieben.
Diese Figur zeigt eine Vielzahl von parallelen, schräg verlaufenden
Streifen mit einer Breite von ungefähr 15 mm, die sich auf einem
linearen Weg in einer Richtung quer zur Längsrichtung der Streifen bewegen,
wie durch Pfeil A angedeutet. Die Streifen bewegen sich auf ihrem
Weg mit einer sinusförmigen
Geschwindigkeit bei einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von
ungefähr
75 mm pro Sekunde. Eine durch Pfeil B angedeutete Rotation des Hintergrunds
wird darübergelegt,
um den Ort der Bewegung der Streifen zu verändern und sicherzustellen,
dass dem Patienten alle Ausrichtungen der Ränder angezeigt werden. Die Rotation
erfolgt schrittweise, indem die Ebene von Streifen alle 5 Sekunden
um 2° gedreht
wird. Sobald die Ebene von Streifen um 180° gedreht wurde, so dass alle
Ausrichtungen angezeigt wurden, werden Breite und Abstand der Streifen
justiert, vorzugsweise in Schritten von ungefähr 0,5 mm, und die Rotation
wird wiederholt.
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Eine
Variation des Stimulationsbildes von 5 ist in 6a dargestellt. Dieses Bild zeigt eine Vielzahl
von parallelen krummlinigen Streifen, die sich mit denselben Merkmalen
einer linearen und Drehbewegung bewegen, wie dies bei der oben erläuterten
Ausführungsform
mit Streifen mit gerader Kante beschrieben wurde. Es wird jedoch
eine weitere Bewegung mit einer sinusförmigen Geschwindigkeit in Pfeilrichtung
C eingeführt. 6b zeigt ein Bild mit nichtparallelen
krummlinigen Streifen, die sich ähnlich
wie die Streifen in 6a bewegen. Das nichtparallele
Muster erzeugt "Kügelchen", die sich in einer
Richtung quer zur Richtung der Streifen bewegen. Nicht-kortikale
Stimulationselemente gemäß obiger
Beschreibung können
in den Bereichen zwischen den Streifen angeordnet werden. Diese
Elemente können
relativ zu den Kügelchen
in Bewegung gesetzt und dazu veranlasst werden, sich auf verschiedene
Weise zu verhalten, indem zum Beispiel die Elemente beschleunigt
werden, wenn sie sich durch die Engstellen zwischen den Streifen
bewegen.
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Eine
weitere Variation des Stimulationsbildes mit linearen, sich bewegenden
Rändern
ist in 7 dargestellt. Dieses Bild ist als Ziegelsteinmuster dargestellt,
das Bewegungsmerkmale wie bei den bereits erläuterten Bildern enthält. Der
Vorteil dieses Bildes ist, dass die Bereitstellung von Ziegelsteinenden in
einer versetzten Anordnung eine weitere Reihe von sich bewegenden
Rändern
ergibt. Ein Algorithmus, der Bestandteil einer Computersoftware
ist, berücksichtigt
Bildparameter, die der Therapeut während der Behandlung wählt. Das
Verhältnis
von Länge
zu Breite und das Verhältnis
von Ausrichtung zu Richtung wird fortschreitend justiert, so dass
ein Patient innerhalb eines kürzeren
Zeitrahmens, als dies bei der oben beschriebenen Serie von Streifen
möglich
ist, einen vollen Umfang an Stimulationen erhalten kann. Die in 7 dargestellte
Variation von Stimulationsbildern eignet sich besonders zur Verwendung
bei Ausrichtungen, die sich in Richtungen bewegen, die nicht quer
zur Längsrichtung
der Ziegel verlaufen, wie dies bei einigen Zellfeldern, insbesondere
bei V5 erforderlich ist. Das Ziegelsteinmuster kann in einem Ausrichtungswinkel
verwendet werden, der nahe an eine horizontale Bewegungsrichtung
herankommt oder dieser gleich ist, während nach wie vor eine zugrundeliegende
Wahrnehmungsübung
gezeigt wird, was bei den oben beschriebenen Streifenmustern nicht
möglich
ist.
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In 8 bis 12 ist
ein "mehrkantiges, rautenförmiges" Stimulationsbild
dargestellt, das verschiedene Abschnitte des Sehkortex stimulieren
soll. Das Bild wurde als Mittel zur Bereitstellung der maximalen
Zahl sich bewegender Ränder
in allen Größen, Ausrichtungen,
Richtungen und Geschwindigkeiten in einem gegebenen Zeitrahmen für die maximale Stimulation
der bewegungs-, geschwindigkeits- und ausrichtungsempfindlichen
Schichten des Sehkortex und des extrastriären Kortex entwickelt. Das
Bild ist aus zwei übereinanderliegenden
Ebenen von Streifen gebildet, die sich relativ zueinander drehen.
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8 zeigt
einen "Schnappschuss" des Moments, wo
die zwei gestreiften rotierenden Felder horizontal sind und genau übereinander
liegen. Breite und Abstand der Streifen sind in diesem Beispiel gleich.
Die Streifenfelder drehen sich in entgegengesetzte Richtungen um
eine Achse in der Mitte des Sehfelds des Monitors und senkrecht
dazu. Beide rotierenden Felder sind Teil eines Feldes, das sich selbst
dreht.
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9 zeigt
die Darstellung, nachdem sich die gestreiften Ebenen nur ein paar
Grad gedreht haben. Es erscheinen Rautenformen, die sich in Richtung
zur Drehachse bewegen.
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10 zeigt
die Darstellung, bei der noch weiter gedreht wurde als in 9.
Die Rautenformen sind zahlreicher und mehr "gedrungen".
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11 zeigt
die Darstellung, wenn die Streifenebenen im Winkel von 45 Grad zueinander
stehen. Die Rautenformen sind zahlreicher und haben Seiten gleicher
Länge.
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12 zeigt
eine Serie von Formen, die während
des "mehrkantigen,
rautenförmigen" Stimulationsbildes
erzeugt wurden. Die dargestellten Formen sind jene, die ausgehend
von 8 (12a) zwischen
zwei Streifen erzeugt wurden. Die rechteckige Form wird rasch zu
einer Rautenform (12c), die zunehmend
kompakter wird (12d) und an die sich
weitere Rautenformen anschließen. Die
Bewegungsrichtung der Rauten relativ zur Bezugsebene ist entweder
eine horizontale gerade Linie (ausgehend von 8), die
wie in 11 am 45-Grad-Punkt stationär ist und
dann in eine vertikale Bewegung wechselt. Am Punkt der 90-Grad-Drehung
erscheint die Darstellung wie in 8, aber
vertikal.
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Eine
langsame Drehung des Bezugsschirms ändert ständig den Punkt, an dem 8 zu
sehen ist. Die Computersoftware veranlasst eine Drehung des Hintergrunds
der gesamten Bezugsebene, so dass die in 8 dargestellten
Rechtecke innerhalb eines gegebenen Behandlungszeitraums in jeder
Ausrichtung innerhalb von 360° zu
sehen sind.
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Es
sei angemerkt, dass die Bewegung der Ecken der Rauten abgesehen
von der Drehung des Hintergrunds im Wesentlichen linear ist, was
eine kaum wahrnehmbare Kurve in der Bewegung verursacht.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
es, dass die Wellenlänge
oder Farbe der Streifen justierbar ist. Bei entsprechender Auswahl
der Farbkombinationen ist es möglich,
die optischen Bedingungen zu schaffen, wo das Auge die Linien wahrnimmt,
wo der Streifen einer Ebene den anderen als "Rand" kreuzt.
Dies erzeugt eine weitere große
Zahl von Rändern.
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Die
Drehgeschwindigkeiten der Streifen können nichtlinear und zyklisch
ausgelegt werden, um sicherzustellen, dass jedes Rezeptorfeld, das
auf bestimmte Geschwindigkeiten und Ausrichtungen anspricht, innerhalb
einer Behandlungssitzung, in der sich die Bezugsebene um 360° gedreht
hat, stimuliert wird. Es ist möglich,
dass parallele krummlinige Streifen anstelle von Rechtecken verwendet
werden, so dass komplexere Rautenformen erzeugt werden.
-
Wie
bereits erläutert,
können
alle Zellen mit Licht oder ohne Licht stimuliert werden. Aus einer
Beschreibung der Zelltypen geht hervor, dass ein Stimulationsbild
den stark schwankenden Merkmalen dieser Zellen entsprechen muss,
damit es wirksam sein kann. Im Retino-Geniculo-Abschnitt der Bahn
muss die Stimulation eine Mischung von Punkten, Ringen und Farben
mit der entsprechenden Bewegung, zeitlichen Steuerung, Größe und den
entsprechenden Kontrasten sein. Im kortikalen Abschnitt der Bahn
ist ein Stimulationsregime mit vorwiegend sich bewegenden Rändern, Balken,
Schlitzen und Formen bei entsprechender Bewegung, Richtung, Geschwindigkeit,
Größe und entsprechendem
Kontrast sowie einem Punkteregime gemäß obiger Beschreibung notwendig.
-
Alle
Stimulationsmerkmale müssen
veränderlich
sein, um den unterschiedlichen Größen, Bewegungen, Geschwindigkeiten,
Richtungen, Belichtungszeiten, Farbanforderungen, Kontrasten sowie der
unterschiedlichen Leuchtdichte und dem unterschiedlichen Betrachtungsabstand
Rechnung zu tragen. Im Stand der Technik ist keine Vorrichtung in
der Lage, die erforderliche feine und vielfältige Justierung bereitzustellen,
und versucht auch nicht, die Rezeptorfelder der retino-geniculo-kortikalen
Bahn oder darüberhinaus
zu stimulieren, wie dies bei der vorliegenden Erfindung der Fall
ist.
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Wenn
das auf Zellmerkmalen basierende Stimulationsregime zur Behandlung
des Sehsystems verwendet wird, wird es dem dazwischenliegenden Wahrnehmungs-Betätigungsregime
meistens als sich bewegender Hintergrund dargeboten, auf den sich
die Aufmerksamkeit des Patienten konzentrieren soll.
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Das
dazwischenliegende Wahrnehmungs-Betätigungsregime soll sicherstellen,
dass die Augen des Patienten dem Stimulationsregime im Hintergrund
als eine Mischung aus peripherem Sehen und direktem Sehen ausgesetzt
werden. Aus diesem Grund könnte
man die Hintergrundstimulation als "passiv" betrachten, da sie die Zellen ohne
bewusste Anstrengung seitens des Patienten stimulieren kann, ähnlich wie
eine elektrische Stimulation Muskeln kontrahieren und stimulieren
kann. Das dazwischenliegende Wahrnehmungs-Betätigungsregime
soll dagegen die Konzentration des Patienten forcieren und ihn dazu
zwingen, gründlicher über die ihm
gestellten Aufgaben nachzudenken.
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13 zeigt
ein Beispiel für
eine stationäre Wahrnehmungs-Betätigungsübung mit
einem "Master Board" von Karos, die auf
einer Hälfte
des Computerbildschirms dargestellt sind. Ein leeres Spiegelbild
des "Master Board" – das "Target Board" – sieht man
auf der anderen Hälfte
des Bildschirms.
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Ein
passives Hintergrundstimulationsregime schiebt sich unter das Master
Board, aber über
das Target Board. Das in dieser Zeichnung gezeigte Stimulationsbild
ist das lineare omnidirektionale Bild.
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Der
Patient muss auf ein dunkles Karo auf dem Master Board "klicken", um eine Kopie zu
erzeugen, die dann auf ihre spiegelbildliche Position auf dem Target
Board gezogen werden muss. Wenn der Patient auf die richtige Position
auf dem Target Board "klickt", bleibt die Kopie
dort. Wenn nicht, kehrt das Karo an seinen ursprünglichen Ort auf dem Master Board
zurück,
und es wird ein Fehler registriert.
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Es
wird ein Punktestand geführt,
um die Leistung des Patienten zu verfolgen. In dieser Zeichnung ist
die Zeit, die der Patient braucht, um die Übung vollständig auszuführen, in digitaler Form auf
dem Bildschirm zu sehen und wird aufgezeichnet. Ziel dieser Behandlung
ist es, dass der Patient am Ende der letzten Sitzung in dem für den Patienten
geeigneten Schwierigkeitsgrad bestanden hat.
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Bei
dieser Übung
kann der Schwierigkeitsgrad vom Therapeuten schrittweise eingestellt
werden oder kann von der Computersoftware automatisch eingestellt
werden, wenn die Rückmeldung
von dem Patienten anzeigt, dass eine Einstellung notwendig ist,
entweder weil die Leistung des Patienten gut ist oder weil der Patient
Schwierigkeiten hat, die Übung
zu verstehen.
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Das
leere Target Board kann in eine Richtung entgegengesetzt zu dem
sich bewegenden Stimulationshintergrund in Bewegung gesetzt werden, wobei
es immer wieder auftaucht. Der Patient wird daher zu einer größeren visuellen Anstrengung
gezwungen, indem er ein bewegliches Ziel und eine begrenzte Zeit
hat.
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Eine
weitere Schwierigkeitsstufe wird erreicht, indem der Kontrast von
Master Board und Target Board verringert wird. Dadurch werden die
großzelligen
Bahnen stärker
beansprucht, die bei jenen Patienten mit visuell bedingten Lesestörungen geschwächt sind.
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Auf
diese Übung
folgt normalerweise eine semantische Version der Übung, wo
jedes Quadrat auf dem Master Board und dem Target Board mit farbigen
Karos bedeckt ist. Die Karos auf dem Master Board bedecken Sätze oder
Phrasen. Wenn die korrekte Position auf dem Target Board gewählt wird, wird
ein Buchstabe an der entsprechenden Position des Master Board aufgedeckt.
Wenn nicht, kehrt das Karo zu dem Master Board zurück, ohne
einen Buchstaben aufzudecken. Ziel ist es, dass der Patient den Satz
oder die Phrase lesen kann, obwohl einige Buchstaben abgedeckt sind.
Für jeden
abgedeckten Buchstaben bekommt der Patient Punkte, die aufaddiert
werden.
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Diese
semantische Version dieser Übung trägt zur Verbesserung
des Lesevermögens
des Patienten bei, indem das visuelle Kurzzeitgedächtnis und
die Fähigkeit
des Patienten, aus weniger optischen Anhaltspunkten ganze Wörter und
Phrasen zu konstruieren, verbessert wird.
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Sowohl
das passive als auch das aktive Stimulationsregime sind speziell
dazu ausgelegt, den visuellen Arbeitsspeicher zu erweitern und für eine größere Erkennung
und Erkennungsgeschwindigkeit der Semantik zu sorgen. Dies wird
erreicht, indem die visuellen und semantischen Aufgaben in sich
bewegende Elemente zerlegt werden und diese unter einige der undurchsichtigen
Stimulationselemente im Hintergrund geschoben werden. Dies wird
auch dadurch erreicht, dass die undurchsichtigen Stimulationselemente
im Hintergrund über
stationäre
Aufgaben oder Puzzles gelegt werden. Die Aufgaben werden daher in
regelmäßigen Abständen für kurze
Zeit sichtbar, so dass der Patient gezwungen wird, sich an Formen
und Teile von Wörtern
zu erinnern, die lang genug sind, um sie rekonstruieren zu können, bevor sie
vom Bildschirm verschwinden. Die Komplexität der Aufgaben und die für ihre Erledigung
zur Verfügung
stehende Zeit können
im Verlauf der Behandlung fortschreitend justiert werden, um sicherzustellen,
dass sich der Patient ständig
verbessert.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung wird anhand von 14 beschrieben,
in der ein Patient sowohl optische als auch akustische Stimulationen
erhält.
Bei der dargestellten Ausführungsform
ist die optische Anzeigeeinheit des Patienten eine virtuelle Realitätsbrille,
die mit dem Computerprozessor verbunden ist, um die dargestellten
Bilder zu empfangen. Der Patient trägt außerdem Kopfhörer zum Empfang
akustischer Signale. Die Brille und die Kopfhörer können in eine Kopfbedeckung
wie zum Beispiel einen Helm integriert sein. Die dargestellte Vorrichtung
kann ferner Mikrophone und Aufzeichnungsvorrichtungen zum Empfang
gesprochener Antworten von einem Patienten sowie Spracherkennungssoftware
im Computerprozessor enthalten, um die Sprache des Patienten in
geeigneter Weise zu verarbeiten.
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Patienten
mit einer diagnostizierten Hör-
und Sprachstörung
werden vor Höraufgaben
gestellt, die aus Tönen
und Sprache bestehen. Diese Höraufgaben
werden optische Elemente auf dem Monitor betreffen, die zwischen
einem visuellen Stimulationshintergrund, der den Bedürfnissen
des jeweiligen Patienten entsprechend gewählt und eingestellt wird, teilweise
zu sehen sind. Die Reaktion des Patienten wird eine Mischung aus
gesprochenen, geschriebenen, gezeichneten und optischen Elementen
sein. Die Verbesserung des Arbeitsspeichers wird daher gleichzeitig
akustisch und optisch sein.
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Die
Höraufgabe
kann eine einfache Aufgabe gemäß 15 sein,
wo Text dem Patienten zunächst akustisch
dargeboten wird, bevor er auf dem Bildschirm angezeigt wird. Der
Patient wird die Kombination von Phonemen, die die ursprünglich dargebotenen
Wörter
bilden, korrekt interpretieren müssen
und wird eine korrekte hörbare
semantische Erkennung der Wörter,
der Phrase oder des Satzes vornehmen müssen. Diese Erkennung muss
in dem akustischen Arbeitsspeicher des Patienten liegen. Der Text
wird dann in optischer Form erscheinen und sich unter die passiven
Stimulationselemente schieben. Der Patient wird eine visuelle semantische
Erkennung aus den Bits und Teilen der sich durch die Zwischenräume des
Hintergrunds bewegenden Wörter
vornehmen müssen
und sie zu einer Phrase oder einem Satz zusammensetzen müssen, bevor
sie vom Bildschirm verschwinden.
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Ein
weiteres Beispiel einer kombinierten akustischen/optischen Wahrnehmungs-Betätigungsübung wird
anhand von 16 beschrieben. In dieser Figur
ist eine Reihe von akustischen Betätigungsübungen dargestellt. Eine Wahrnehmungsübung wird dem
Patienten akustisch dargeboten, wenn auf dem Bildschirm nichts außer einem
aktiven linearen omnidirektionalen optischen Stimulationsregime
zu sehen ist, das für
einen "phonologisch
orientierten" Patienten
eingestellt ist. Erst nachdem die akustische Eingabe gemacht wurde,
erscheint die dieser Eingabe entsprechende optische Wahrnehmungsübung, die von
dem Patienten verlangt, dass er sich an das Gesagte erinnert und
entsprechend antwortet.
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Die
genannten Übungen
sind aus einem Archiv ausgewählt,
das nach Geschlecht, Rasse und kulturellem Hintergrund kategorisiert
ist. Die Sprache ist so modifiziert, dass sie in Bezug auf Idiom
und Akzent regional angepasst ist. Bei den Übungen können Phoneme einer für den jeweiligen
Patienten geeigneten Schwierigkeit ausgewählt werden.
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Die
Antworten müssen
vom Patienten gegeben werden, der auf den Bildschirm schauen und eine
Antwort geben kann, indem er mit einem als Schreibwerkzeug auf einem
elektronischen Arbeitstablett gehaltenen Stift auf ein Objekt zeigt.
Die Objekte werden gemäß den akustischen
Anweisungen gezogen, ohne dass der Patient die Augen vom Computerbildschirm
nehmen muss. Bei der in 16 dargestellten Übung ist
für den
Patienten zum Beispiel eine akustische Eingabe der folgenden Form
vorgesehen:
"Benjamin
ist ein glücklicher
Junge"
"Harold ist unglücklich"
"Ordne jedem Gesicht
einen Namen zu, indem du einen Namen auf das entsprechende Gesicht
ziehst"
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Das
in 16 gezeigte Bild erscheint dann auf dem Bildschirm,
und der Patient muss die gesprochene Aufgabe ausführen.
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Falsche
Antworten werden, falls sie auf das korrekte Subjekt gezogen wurden,
von selbst zu ihrem vorprogrammierten Pfad zurückkehren, wobei das System
einen Fehler zu Ungunsten des Patienten registriert. Eine auf ein
falsches Subjekt gezogene falsche Antwort wird als zwei Fehler registriert.
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In
einer Datenbank des Computerprozessors sind die Reaktionen des Patienten
auf die Behandlung aufgezeichnet, um dadurch die Geschwindigkeit und
den Grad der Besserung des Patienten zu beurteilen.
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Bei
jeder dieser Übungen
mit einer Spracheingabe wird die Sprache mit dem spektralen Anteil
normaler Sprache, jedoch mit einem elektronisch modifizierten zeitlichen
Anteil dargeboten, um dem Patienten mehr Zeit zu geben, um die verschiedenen Phoneme
zu erkennen, die er in unmodifizierter Sprache nicht erkennen kann.
Die zeitliche Komponente kann dann eingestellt werden, wenn der
Patient besser wird, um die Geschwindigkeit der Spracheingaben zu
erhöhen,
ohne ihren Klang zu modifizieren.
-
Für Personen
mit Lesestörungen
ist es von besonderer Bedeutung, durch gesundes binokulares Sehen
eine gesunde Stereopsis zu bekommen. Fixierungsprobleme in einem
frühen
Alter können
zur Dominanz eines Auges und zur Schwächung des anderen Auges führen. Dazu
würden
auch die großzelligen
Bahnen des geschwächten
Auges gehören, dessen
Schwächung
zu den bereits erläuterten
Problemen mit dem Timing beim Sehen führen könnte. Außerdem kann eine verminderte
Fähigkeit
zur Durchführung
von Mikrosakkaden und zur Steuerung des Abgleitens der Fixierung
vorliegen, was zu einer weniger genauen Symbolidentifizierung und
zu Problemen mit dem Erkennen der Semantik führen könnte.
-
Ein
wichtiges Element bei der Behandlung von Lesestörungen gemäß der vorliegenden Erfindung
ist die Wiederherstellung und Aufrechterhaltung der Binokularität während der
Behandlung. Dies kann durch normale orthoptische Maßnahmen
erreicht werden, bei denen zunächst
eine Abdeckung erfolgt und anschließend mit einer farbigen Linse
vor dem dominanten Auge gefiltert wird, wie aus Behandlungen von
Fixierungsstörungen
des Auges nach dem Stand der Technik bekannt ist. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch gut dafür
geeignet, neue Darstellungstechnologien zu nutzen, wie zum Beispiel
eine virtuelle Realitätsbrille
und direkte Bilderzeugung auf der Netzhaut, um verschiedene Grade
der Abdeckung bereitzustellen. Diese Techniken können insbesondere herangezogen
werden, um jedem Auge dasselbe Bild zu zeigen, wobei Modifikationen
nur von einem Auge gesehen werden können, oder alternativ kann
jedem Auge ein getrenntes Bild gezeigt werden.
-
17 zeigt
das Flussdiagramm einer Behandlung gemäß der Erfindung. Die erste
Stufe der Behandlung eines Patienten ist die Diagnose durch herkömmliche
Mittel, um das Schwächungsprofil
des Patienten zu ermitteln und um insbesondere zu ermitteln, ob
die Störungen
des Patienten vorwiegend visuell oder phonologisch bedingt sind.
Nach der Diagnose kann die Behandlung des Patienten in Abhängigkeit
von der Diagnose über
den visuellen oder den phonologischen Behandlungszweig erfolgen.
-
Der
visuelle Zweig ist mehr visuell orientiert. Ausreichende Fähigkeiten
zum Erkennen der Semantik sind für
das normale Lesen wesentlich. Daher wird das akustische Eingaberegime
die visuelle Behandlung ergänzen.
Dies wird mündliche,
visuelle oder kinästhetische
Antworten (Schreiben oder Zeichnen) erfordern. Bei dem visuellen
Zweig werden bei den akustischen Eingaben die zeitlichen Merkmale
nicht digital modifiziert sein, wie dies bei Personen mit einer
phonologischen Beeinträchtigung erforderlich
ist. Die mündlichen
oder kinästhetischen Eingaben
werden verstärkt,
wenn das Störungsprofil die
Notwendigkeit dazu anzeigt.
-
Der
phonologische Zweig ist mehr phonologisch orientiert. Eine ausreichende
Okulomotorik und Stereopsis ist für das normale Lesen wesentlich.
Daher erfolgt ein visuelles Behandlungsregime zusätzlich zu
dem phonologischen Behandlungsregime mit visuell weniger intensiven
Parametern.
-
Die
Verbindung zwischen dem Schreiben und dem visuellen oder akustischen
Gedächtnis
ist wohlbekannt. Während
der erfindungsgemäßen Behandlung,
sei es nun durch die visuell oder phonologisch orientierten Behandlungszweige,
muss der Patient mit Stift und Arbeitstablett Wörter und Phrasen schreiben
oder zeichnen. Der Grad, in dem die Behandlung das Schreiben erfordert,
richtet sich nach dem anfänglichen
Schwächungsprofil
des Patienten.
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Ein
großer
Bereich des Gehirns ist dem Tastsinn zugeordnet, wobei es zahlreiche
Verbindungen gibt, die die Seh- und Hörsysteme umfassen. Wenngleich
dem Erfinder nicht alle funktionellen Folgen somatosensorischer
Schwächungen
für die
Seh- und Hörsysteme
bekannt sind, lassen sich bei den somatosensorischen Funktionen
Unterschiede hinsichtlich einer abnormal langsamen Geschwindigkeitsschwelle
feststellen, wenn Patienten außerdem
in den Bereichen der visuellen oder akustischen Verarbeitung Abnormalitäten bei
der Verarbeitung einer langsamen Geschwindigkeitsschwelle zeigen.
-
Ein
Teil des Schwächungsprofils,
das gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wird, wird eine somatosensorische Beurteilung
der Schwellengeschwindigkeit umfassen. Sollte es das Profil rechtfertigen,
wird ein Segment der Behandlung über
eine Vorrichtung zur Überwachung
einer geregelten Schwellengeschwindigkeit einem somatosensorischen
Stimulationsregime gewidmet, das in ein visuelles Stimulationsregime
und in Aufgaben der optischen und akustischen Wahrnehmung integriert
ist.
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Ein
erfinderischer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin,
dass sie sich linear bewegende Stimulationselemente bereitstellen
kann. Dies ist wichtig, weil viele neurophysiologischen Prozesse wie
zum Beispiel das Lesen wegen der üblichen Darstellung von Text
inhärent
linearer Natur sind.
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Die
vorliegende Erfindung eignet sich gut zur Nutzung bestehender Entwicklungen
bei nichtinvasiven Verfahren zum Messen der Gehirnaktivität, wie zum
Beispiel bei der funktionellen Kernspinresonanztomographie (fMRI)
und der Positronen-Emissions-Tomographie (PET). Während der
Behandlung eines Patienten können
unterschiedliche Gehirnreaktionen überwacht und zu dem Computerprozessor übertragen
werden. Der Computerprozessor kann dann verfolgen, welche Stimulationsbilder
und Wahrnehmungs-Betätigungsübungen das
höchste
Maß an Gehirnaktivität erzeugen,
und sicherstellen, dass diese Bilder und Übungen während der Behandlung eines
Patienten verstärkt
werden. Dieser Aspekt der Erfindung kann daher die Entwicklung eines
speziellen Behandlungsprofils für
einen bestimmten Patienten unterstützen, um die Behandlung des
Patienten zu optimieren. Die Optimierung kann automatisch durch
die Software, die die auf eine Rückmeldung von
der Überwachung
des Gehirns wirkende Anzeige steuert, oder durch den Therapeuten
vorgenommen werden. Die Überwachung
der Gehirnaktivität
kann auch verwendet werden, um neue Stimulationsbilder und Wahrnehmungs-Betätigungsübungen zu
entwickeln, die für
den Patienten von Nutzen sind. Die zur Überwachung der Gehirnaktivität erforderliche
Vorrichtung kann in der Kopfbedeckung enthalten sein, mit der dem
Patienten die Anzeige bereitgestellt wird, wie bereits anhand von 14 beschrieben.
-
Die
oben beschriebene Vorrichtung ist nicht nur in der Lage, Lesestörungen wie
zum Beispiel Dyslexie sowie Schreib- und Sprachstörungen zu
behandeln, sondern findet auch Anwendung bei der Behandlung des
hyperkinetischen Syndroms im Kindesalter (ADHD). Die Forschung hat
gezeigt, dass Personen, die an ADHD leiden, ähnliche neurophysiologische
Schwächen
zeigen, wie sie bei der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden.
Die gemäß der vorliegenden
Erfindung beschriebenen multisensorischen Behandlungen sind daher
in der Lage, Personen, die an ADHD leiden, zu rehabilitieren. Die
beschriebene Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung bietet daher die Möglichkeit
einer längerfristigen
Therapie von ADHD ohne die sozialen und medizinischen Probleme,
die eine Behandlung auf der Basis von Medikamenten verursachen kann.
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Eine
weitere Anwendung der vorliegenden Erfindung sind nichttherapeutische
Verfahren zur Anwendung neurophysiologischer Prozesse, insbesondere
der Wahrnehmung von Bewegung, bei Personen, die nicht an einer Sehstörung leiden.
Solche Personen können
zum Beispiel Sportler sein, die ihre sportlichen Fähigkeiten
verbessern wollen, oder Verteidungskräfte, wo eine gute visuelle
Wahrnehmung manchmal eine notwendigkeit Fähigkeit zum Überleben
ist. Für
diese Behandlungen können
spezielle Stimulationsbilder und Wahrnehmungs-Betätigungsübungen erzeugt
werden. Die Behandlung kann zum Beispiel eine bestehende virtuelle
Realitätstechnologie
nutzen, um eine Wahrnehmungs-Betätigungsübung zu
schaffen, wo einem Sportler eine realistische Situation im Sport
dargeboten wird, wie zum Beispiel ein Schlagmann im Baseball, der
einen Wurf bekommt. Die Vorrichtung kann als Bestandteil der optischen
Anzeige auch einen Baseballschläger
umfassen, den der Patient schwingt, um den Wurf zu bekommen, wobei
die Übung
darin besteht, zum richtigen Zeitpunkt Kontakt mit dem virtuellen
Ball zu bekommen. Die Darstellung der virtuellen Realität würde außerdem sich
bewegende Stimulationsanzeigeelemente umfassen, wie sie oben zur
passiven Verstärkung
der Rezeptorfelder der Sehbahnen des Patienten erläutert wurden.
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In
einem Verteidigungskontext können
bei den virtuellen Stimulationsbildern spezielle Farben verwendet
werden, die die Fähigkeit
einer Person zur Wahrnehmung von Bewegung in einer getarnten Umgebung
verbessern.
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Die
weitere Anwendung der vorliegenden Erfindung wird für den fachkundigen
Leser offensichtlich sein.
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Es
wurden zwar spezielle Ausführungsformen
dieser Erfindung beschrieben, doch wird es für den Fachmann offensichtlich
sein, dass die vorliegende Erfindung auch in anderen speziellen
Formen verkörpert
sein kann, ohne von ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die
vorliegenden Ausführungsformen
und Beispiele sind daher in jeder Hinsicht als beispielhaft und
nicht als einschränkend
anzusehen, wobei der Umfang der Erfindung vielmehr durch die beigefügten Ansprüche und
nicht durch die vorstehende Beschreibung angegeben wird, und alle Änderungen,
die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen,
sollen daher als darin enthalten angesehen werden.