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微小的眼球运动在人类的视力中起重要作用

视觉敏锐度-能够从远处识别字母,数字和物体的能力-对于许多任务来说都是必不可少的,从识别整个房间的朋友到开车等。

微小的眼球运动在人类的视力中起重要作用

以前,研究人员认为视敏度主要由眼睛的光学和视网膜的解剖结构决定。现在,罗切斯特大学的研究人员(包括脑科学和认知科学教授米歇尔·鲁奇(Michele Rucci)以及波士顿大学神经科学研究生,罗切斯特的鲁奇实验室的研究助理贾尼斯·因托伊(Janis Intoy)展示了人类的小眼球运动甚至没有意识到在人类的视力中起重要作用。这项发表在《自然通讯》杂志上的研究可能会导致视力障碍的治疗方法得到改善。

与固定相机拍摄世界的固定照片不同,人眼在不断移动,拍摄新的视觉场景并不断改变对视网膜的视觉输入。

这些注视移动(称为注视眼动)曾经被认为是无关紧要的,因为它们很小。但是,相对于视网膜中的细胞大小,它们在微观水平上较大,并且它们使图像跨许多受体移动。Rucci和他的实验室成员逐渐表明,这些运动对于视觉系统中的过程至关重要。

为了确定注视眼动是否会影响视力,Rucci和Intoy在最常见的视力评估之一:Snellen视力表中研究了这些微小的眼动如何影响人的表现。Snellen视力表由11行印刷体字母组成,其中每行显示的字母数量递增且大小减小。在视力测试期间,要求一个人阅读行中的字母。如果一个人的视力正常--20 / 20视力-她能够从20英尺的距离至少读取到图表上的第8行。

Snellen视力表测试的结果差通常归因于眼睛的光学,结构和/或生理特性的缺陷。很少考虑眼睛运动。然而,Rucci和Intoy发现,注视眼球运动是20/20视力的关键因素。实际上,即使人类不知道如何制作它们,也可以很好地控制这些眼动,并且与不存在或受损的眼动相比,人们可以在Snellen视力表上进一步阅读至少两行。

为了在没有注视眼动的情况下测量视敏度,研究人员通过根据眼动不断更新显示内容来抵消眼动的影响,从而稳定了观察者视网膜上的视力表。也就是说,与正常观看期间不同,当视觉输入随眼球运动而变化时,Intoy和Rucci确保视力表的图像在视网膜上保持静止。这导致视力急剧下降;通常具有20/20视力的观察者现在平均只能阅读Snellen视力表的第6行,即表示20/30视力的行。

“我们发现达到20/20视力不仅是良好的视力和健康的视网膜的结果,而且还包括良好的运动控制,这一水平可以忽略不计,” Rucci说。“视力受损可能源于眼球运动,目前根本没有监测到这一因素。”

由于注视性眼动在视力中起着重要作用,因此医生应仔细考虑并检查视力受损的人(例如近视(近视)和远视(远视))中的这些运动。

Intoy说:“眼睛运动障碍和视力障碍在某些情况下也常常并存。” “例如,在视力障碍如阅读障碍患者中经常发现固定固定控制不佳,而在运动异常如帕金森氏病的患者中经常出现视力障碍。”

这些发现除了揭示了人类高视力视觉的基本机制外,还表明基于动眼神​​经训练和运动康复的方法可能有助于改善视力。这些疗法可能包括让运动障碍患者练习将目光保持在固定物体上,并练习在附近物体之间精确地移动视线。

Intoy说:“涉及固定眼球运动的疗法通常无助于弥补眼睛的光学,结构和生理特征方面的缺陷。” “目前尚不清楚异常眼动是否可能是造成这种缺陷的原因(反之亦然),但是我们的研究表明这确实是可能的。如果以这种方式使眼动和眼的特性相互关联,则治疗方法将涉及在这些情况下,眼球运动可能会有所帮助。”

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