Σκοπός : Το στατικό οπτικό πεδίο ανίχνευσης και αντίληψης των οπτικών ερεθισμάτων που μας περιβάλλουν εξαρτάται άμεσα από την κατανομή των φωτοϋποδοχέων στον αμφιβληστροειδή. Η ικανότητα όμως των οφθαλμών να βρίσκονται σε συνεχή και συντονισμένη κίνηση επεκτείνει σε σημαντικό βαθμό τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε το περιβάλλον μας. Οι οφθαλμικές κινήσεις διακρίνονται σε κινήσεις υπεύθυνες για τον εντοπισμό σημείων ενδιαφέροντος αλλά και για την εστίασή τους κατά την προσήλωση. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η επίδραση και μελέτη των οπτικών παραμέτρων του ερεθίσματος, όπως το contrast και το μέγεθος, καθώς και η χρονική διάρκεια της προσήλωσης στην ακρίβεια και σταθερότητα των οφθαλμικών κινήσεων σε συνθήκες μονόφθαλμης και διόφθαλμης προσήλωσης. Μεθοδολογία : Οι καταγραφές των οφθαλμικών κινήσεων πραγματοποιήθηκαν με την χρήση ανιχνευτή οφθαλμικών κινήσεων Eyelink II, SR Research (της κατηγορίας video ανιχνευτών) υψηλής χωρικής ανάλυσης (<0.01ο) και υψηλής συχνότητας δειγματοληψίας (500 Hz). Στο πείραμα έλαβαν μέρος εννέα εξεταζόμενοι ηλικίας 25 35 ετών με διορθωμένα διαθλαστικά σφάλματα. Ο στόχος που χρησιμοποιήθηκε ήταν ένας κυκλικός στόχος σταθερής φωτεινότητας σε μία κεντρική μοίρα του και αυξανόμενης φωτεινότητας στην περιφέρεια του. Χρησιμοποιήθηκαν στόχοι διαφορετικής διαμέτρου 1, 0.5 και 0.2 deg. Το contrast του στόχου μεταβαλλόταν μεταξύ των τιμών 100, 40, 10, 4 και 1% και η διάρκεια των καταγραφών ήταν χρονικής διάρκειας 15sec. Πραγματοποιήθηκαν διόφθαλμες και μονόφθαλμες καταγραφές στις οποίες υπήρχε η δυνατότητα καταγραφής και του καλυμμένου οφθαλμού. Πριν από κάθε καταγραφή έγινε βαθμονόμηση του συστήματος ώστε τα εξαγόμενα αποτελέσματα να αναφέρονται στην ακριβή θέση του κέντρου της κόρης του καταγραφόμενου οφθαλμού πάνω στην οθόνη προβολής. Η σταθερότητα της προσήλωσης ελέγχθηκε μέσω διμεταβλητών ελλειπτικών περιοχών (Bivariate Ellipse Contour Areas) οι οποίες περιείχαν το 68% των σημείων προσήλωσης στα διαγράμματα διασποράς τους. Στην πραγματικότητα η ικανότητα της προσήλωσης σχετίστηκε με το γωνιακό εμβαδόν αυτών των περιοχών.Αποτελέσματα : Η χρονική διάρκεια της προσήλωσης βρέθηκε να επηρεάζει σημαντικά την σταθερότητα της καθώς ελέγχθηκαν οι ελλειπτικές περιοχές των σημείων προσήλωσης στα πρώτα 5, 10 και 15sec της καταγραφής. Στατιστικά σημαντικές διαφορές βρέθηκαν συγκρίνοντας τις ελλειπτικές περιοχές μεταξύ των πρώτων 5sec και πρώτων 10sec και μεταξύ των πρώτων 5sec και 15sec της καταγραφής. Στο μεσοδιάστημα μεταξύ των 10sec και 15sec δεν βρέθηκε στατιστική διαφορά στο μέγεθος των ελλειπτικών περιοχών. Σημαντική βρέθηκε να είναι και η επίδραση του μεγέθους του προβαλλόμενου ερεθίσματος στο μέγεθος των ελλειπτικών περιοχών των σημείων προσήλωσης. Όσο μεγαλύτερη η διάμετρος του προβαλλόμενου στόχου τόσο μεγαλύτερες βρέθηκαν και οι ελλειπτικές περιοχές. Στην περίπτωση του στόχου διαμέτρου 1deg το εμβαδόν των ελλειπτικών περιοχών βρέθηκε να είναι μικρότερο του εμβαδού του στόχου κάτι το οποίο δεν ίσχυε στην περίπτωση των δύο στόχων μικρότερης διαμέτρου. Επίσης σημαντική βρέθηκε να είναι και η επίδραση του contrast του στόχου στην σταθερότητα της προσήλωσης για τιμές μικρότερες του 10%. Για μεγαλύτερες τιμές contrast δεν βρέθηκε σημαντική επίδραση. Τέλος στις μονόφθαλμες καταγραφές βρέθηκε σημαντικά μειωμένη η ικανότητα προσήλωσης για όλους τους εξεταζόμενους, καθώς οι ελλειπτικές περιοχές εμφάνισαν αύξηση 3-4 φορές σε σχέση με τις αντίστοιχες διόφθαλμες. Το φαινόμενο αυτό έγινε περισσότερο αισθητό για τιμές contrast μικρότερες από 40%. Όλες οι αναλύσεις έγιναν διαχωρίζοντας τους οφθαλμούς των εξεταζομένων σε κυρίαρχο και μη. Στις διόφθαλμες καταγραφές παρατηρήθηκε μειωμένη ικανότητα προσήλωσης του μη κυρίαρχου οφθαλμού σε σχέση με τον κυρίαρχο. Στις αντίστοιχες μονόφθαλμες βρέθηκε μια αλλαγή σε αυτή την συμπεριφορά της ικανότητας προσήλωσης μεταξύ κυρίαρχου και μη οφθαλμού ανάλογα με το ποιος οφθαλμός ήταν καλυμμένος. Ο καλυμμένος οφθαλμός βρέθηκε να είναι λιγότερο ικανός στην διαδικασία της προσήλωσης ανεξάρτητα από το αν ήταν ο κυρίαρχος ή ο μη κυρίαρχος. Συμπεράσματα : Ο κύριος λόγος της αύξησης των ελλειπτικών περιοχών με την πάροδο του χρονικού διαστήματος προσήλωσης είναι πιθανόν η αποφυγή της κόπωσης των φωτοϋποδοχέων αλλά ίσως και η έλλειψη δακρύων με τον χρόνο. Εξετάζοντας την επίδραση του μεγέθους του στόχου προκύπτει το συμπέρασμα ότι η ικανότητα προσήλωσης βελτιώνεται για μικρότερους στόχους μέχρι μια συγκεκριμένη τιμή. Η επίδραση του contrast είναι εμφανής για τιμές χαμηλότερες από 10% πιθανόν γιατί είναι κοντά στην ουδό για το συγκεκριμένο ερέθισμα (~2%). Η ικανότητα προσήλωσης κατά την μονόφθαλμη προσήλωση βρέθηκε και αυτή σημαντικά μειωμένη για τιμές contrast < 10% άλλα με πιο έντονη επίδραση (αυτών των τιμών contrast) σε σχέση με τις αντίστοιχες διόφθαλμες καταγραφές, ίσως λόγω του γεγονότος ότι η ευαισθησία της μονόφθαλμης όρασης είναι σημαντικά μειωμένη σε σχέση με την διόφθαλμη όραση (ουδός ευαισθησίας ~ 4%) οπότε και η επίδραση του contrast αναμένεται να είναι πιο σημαντική για μικρές τιμές του. Είναι πιθανόν επίσης η διαφορά μονόφθαλμης- διόφθαλμης προσήλωσης να οφείλεται σε ενεργοποίηση διαφορετικών φλοιικών περιοχών στην κάθε περίπτωση.
(EL)
PURPOSE: It is known that the static visual field responsible for detecting and perceiving visual stimuli of interest depends on the photoreceptor / ganglion cell distribution on the retina. However the ability of the eyes to move continuously and coordinately expands the way we understand our environment. Eye movements are distinguished in those responsible for the detection of points of interest and those responsible for fixating them. The aim of the present study was to investigate fixational eye movements while attenuating the optical parameters of a fixation spot. Specifically, the effect of contrast and target size in the precision and stability of fixation was studied. Furthermore stability of the fixational system were studied under monocular and binocular conditions. METHODOLOGY: Eye position was recorded using a video based eye tracker (Eyelink II, SR Research) with high spatial resolution (< 0.01ο) and high sampling rate (500 Hz). Nine volunteers were measured, aged 25 35 years, with the best spectacle-corrected vision for distance. The stimulus was a circle of constant luminance in its central half region increasing cosinusoidally in periphery. We used three different target sizes (1, 0.5 and 0.2 deg diameter). The target contrast changed between 100, 40, 10, 4 and 1% and the recording duration was 15 sec. Binocular and monocular recordings were performed, which allowed recording of both eyes. A system calibration was performed prior each recording so that the output results could refer to the exact position of the pupils centre on the display screen. The fixation stability was analysed with the calculation of the Bivariate Ellipse Contour Areas which contained 68% of fixation points on their scatter plots. The fixation ability was expressed in terms of visual areas ( in arcmins2) RESULTS: The fixation duration was found to influence significantly its stability as the elliptic areas of fixational points. Statistical significant differences were found between the first 5 sec and the first 10 sec and between first 5 sec and 15 sec of the recording. The effect of target size was found significant on the size of the elliptic areas. As the target increased in size the elliptic areas increased as well. The ellipse area when the diameter of the target was 1 deg was found smaller than the target area but this reversed in the case of the two smaller targets. Target contrast was also found to affect the fixation stability for values, with this effect being more pronounced for contrast levels < 10% while no statistically-significant difference was found above this. Finally a reduced ability for fixation was found when viewing the target monocularly : elliptic areas were always larger than those of the binocular recordings at all conditions with the effect being more important at lower contrasts (3-4 times increase in fixation area under monocular conditions). When studying the effect of eye dominance (binocular recordings) a reduced ability for fixation was found for the non dominant eye in comparison to the dominant eye. At the corresponding monocular recordings eye dominance did not play a role in fixational ability : the occluded eye showed in all cases higher fixational instability. CONCLUSIONS : It is possible that the increasing area of fixation in the time domain is attributable to retinal fatigue and eye dryness. Considering the effect of target size on fixation, it seems that decreasing size can increase fixational ability up to a level that no further improvement can be made. The effect of target contrast is obvious for values below 10% and this may be due to the sensitivity for this stimulus (~2%C). The target is well detectable for values above 10% and maybe this is the reason why no significant differences were observed. The fixation area was significantly decreased, in comparison to binocular fixation, when fixating monocularly, especially for contrast values below 10%. This could partly be due to the fact that the sensitivity of monocular vision is reduced in comparison with the binocular vision (detection threshold ~4%). However, the 4 times difference reveals that the increased instability when fixating monocularly may arise from the activation of different group of cortical neurons under the two conditions.
(EN)
