微小的眼球運動在人類的視力中起重要作用
視覺敏銳度-能夠從遠(yuǎn)處識別字母,數(shù)字和物體的能力-對于許多任務(wù)來說都是必不可少的,從識別整個房間的朋友到開車等。
以前,研究人員認(rèn)為視敏度主要由眼睛的光學(xué)和視網(wǎng)膜的解剖結(jié)構(gòu)決定?,F(xiàn)在,羅切斯特大學(xué)的研究人員(包括腦科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)教授米歇爾·魯奇(Michele Rucci)以及波士頓大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究生,羅切斯特的魯奇實驗室的研究助理賈尼斯·因托伊(Janis Intoy)展示了人類的小眼球運動甚至沒有意識到在人類的視力中起重要作用。這項發(fā)表在《自然通訊》雜志上的研究可能會導(dǎo)致視力障礙的治療方法得到改善。
與固定相機(jī)拍攝世界的固定照片不同,人眼在不斷移動,拍攝新的視覺場景并不斷改變對視網(wǎng)膜的視覺輸入。
這些注視移動(稱為注視眼動)曾經(jīng)被認(rèn)為是無關(guān)緊要的,因為它們很小。但是,相對于視網(wǎng)膜中的細(xì)胞大小,它們在微觀水平上較大,并且它們使圖像跨許多受體移動。Rucci和他的實驗室成員逐漸表明,這些運動對于視覺系統(tǒng)中的過程至關(guān)重要。
為了確定注視眼動是否會影響視力,Rucci和Intoy在最常見的視力評估之一:Snellen視力表中研究了這些微小的眼動如何影響人的表現(xiàn)。Snellen視力表由11行印刷體字母組成,其中每行顯示的字母數(shù)量遞增且大小減小。在視力測試期間,要求一個人閱讀行中的字母。如果一個人的視力正常--20 / 20視力-她能夠從20英尺的距離至少讀取到圖表上的第8行。
Snellen視力表測試的結(jié)果差通常歸因于眼睛的光學(xué),結(jié)構(gòu)和/或生理特性的缺陷。很少考慮眼睛運動。然而,Rucci和Intoy發(fā)現(xiàn),注視眼球運動是20/20視力的關(guān)鍵因素。實際上,即使人類不知道如何制作它們,也可以很好地控制這些眼動,并且與不存在或受損的眼動相比,人們可以在Snellen視力表上進(jìn)一步閱讀至少兩行。
為了在沒有注視眼動的情況下測量視敏度,研究人員通過根據(jù)眼動不斷更新顯示內(nèi)容來抵消眼動的影響,從而穩(wěn)定了觀察者視網(wǎng)膜上的視力表。也就是說,與正常觀看期間不同,當(dāng)視覺輸入隨眼球運動而變化時,Intoy和Rucci確保視力表的圖像在視網(wǎng)膜上保持靜止。這導(dǎo)致視力急劇下降;通常具有20/20視力的觀察者現(xiàn)在平均只能閱讀Snellen視力表的第6行,即表示20/30視力的行。
“我們發(fā)現(xiàn)達(dá)到20/20視力不僅是良好的視力和健康的視網(wǎng)膜的結(jié)果,而且還包括良好的運動控制,這一水平可以忽略不計,” Rucci說。“視力受損可能源于眼球運動,目前根本沒有監(jiān)測到這一因素。”
由于注視性眼動在視力中起著重要作用,因此醫(yī)生應(yīng)仔細(xì)考慮并檢查視力受損的人(例如近視(近視)和遠(yuǎn)視(遠(yuǎn)視))中的這些運動。
Intoy說:“眼睛運動障礙和視力障礙在某些情況下也常常并存。” “例如,在視力障礙如閱讀障礙患者中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)固定固定控制不佳,而在運動異常如帕金森氏病的患者中經(jīng)常出現(xiàn)視力障礙。”
這些發(fā)現(xiàn)除了揭示了人類高視力視覺的基本機(jī)制外,還表明基于動眼神??經(jīng)訓(xùn)練和運動康復(fù)的方法可能有助于改善視力。這些療法可能包括讓運動障礙患者練習(xí)將目光保持在固定物體上,并練習(xí)在附近物體之間精確地移動視線。
Intoy說:“涉及固定眼球運動的療法通常無助于彌補(bǔ)眼睛的光學(xué),結(jié)構(gòu)和生理特征方面的缺陷。” “目前尚不清楚異常眼動是否可能是造成這種缺陷的原因(反之亦然),但是我們的研究表明這確實是可能的。如果以這種方式使眼動和眼的特性相互關(guān)聯(lián),則治療方法將涉及在這些情況下,眼球運動可能會有所幫助。”
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