Микроскопические движения глаз жизненно важны для зрения

Острота зрения — способность различать буквы, цифры и предметы на расстоянии — важна для многих задач, от распознавания друга по комнате до вождения автомобиля.

Ранее исследователи предполагали, что острота зрения в первую очередь определяется оптикой глаза и анатомией сетчатки. Теперь исследователи из Университета Рочестера, в том числе Микеле Руччи, профессор мозга и когнитивных наук, и Дженис Интой, аспирант-невролог из Бостонского университета и ассистент-исследователь в лаборатории Роччи в Рочестере, показывают, что маленькие движения глаз у людей отсутствуют. Я даже не знаю, как заставить играть большую роль в остроте зрения человека. Исследование, опубликованное в журнале Связи природы, может привести к улучшению лечения и терапии для нарушения зрения,

В отличие от стационарной камеры, которая делает фиксированную фотографию мира, человеческие глаза постоянно движутся, вводят новые фрагменты визуальной сцены и постоянно меняют визуальный ввод на сетчатку.

«Люди, как правило, не осознают, что их глаза всегда находятся в движении, даже когда они пытаются сохранять постоянный взгляд на точку», — говорит Интой.

Эти сдвиги взгляда, известные как фиксация движений глаз, когда-то считались несущественными, потому что они такие маленькие. Но на микроскопическом уровне они велики по сравнению с размером клеток в сетчатке и сдвигают изображение по многим рецепторам. Руччи и члены его лаборатории постепенно показали, что эти движения имеют решающее значение для процессов в зрительной системе.

Чтобы определить, влияют ли фиксационные движения глаз на остроту зрения, Руччи и Интой изучили, как эти крошечные движения глаз влияют на работоспособность человека, на одной из самых распространенных оценок остроты зрения: диаграмме глаз Снеллена. Глазная диаграмма Снеллена состоит из 11 строк печатных букв, в каждой из которых отображается все большее количество букв уменьшающегося размера. Во время проверки зрения человека просят прочитать буквы в строках. Если у человека нормальная острота зрения — зрение 20/20 — он может читать по крайней мере до восьмой строки таблицы с расстояния 20 футов.

Неудовлетворительные результаты теста глазной диаграммы Снеллена обычно связаны с дефектами оптических, структурных и / или физиологических свойств глаза; движения глаз рассматриваются редко. Rucci и Intoy обнаружили, однако, что фиксационные движения глаз являются ключевыми факторами зрения 20/20. На самом деле, даже если люди не знают о том, как их делать, эти движения глаз точно контролируются и могут позволить людям прочитать по крайней мере две строки на графике глаз Снеллена по сравнению с тем, когда движения глаз отсутствуют или нарушены.

Чтобы измерить остроту зрения при отсутствии фиксационных движений глаз, исследователи стабилизировали глазную диаграмму на сетчатках наблюдателей, постоянно обновляя изображение в соответствии с движениями глаз, противодействуя эффектам движений. То есть, в отличие от обычного просмотра, когда визуальный ввод изменяется при движениях глаза, Интой и Руччи обеспечили, чтобы изображение на глазной карте оставалось неподвижным на сетчатке. Это привело к резкому снижению остроты зрения; Наблюдатели, которые обычно имели зрение 20/20, теперь в среднем могли читать только примерно на шестой строке графика глаза Снеллена, до линии, обозначающей зрение 20/30.

«Мы обнаружили, что достижение видения 20/20 — это не только результат хорошей оптики и здоровой сетчатки, но и точного моторного контроля до уровня, который ускользает от сознания», — говорит Руччи. «Нарушение остроты зрения может быть вызвано движениями глаз, и этот фактор в настоящее время вообще не контролируется».

Из-за большой роли, которую фиксированные движения глаз играют в остроте зрения, врачи должны тщательно рассмотреть и изучить эти движения у людей с нарушением остроты зрения, таких как близорукость (близорукость) и дальнозоркость (дальнозоркость).

«глаза движение расстройства и нарушения зрения часто сосуществуют и в некоторых условиях, — говорит Интой. — Например, плохой фиксационный контроль часто обнаруживается у пациентов с нарушениями зрения, такими как дислексия, и нарушения зрения часто присутствуют у пациентов с двигательными нарушениями, такими как болезнь Паркинсона ».

Эти данные позволяют не только пролить новый свет на фундаментальные механизмы, связанные со зрением с высокой остротой зрения у людей, но и помочь улучшить методы, основанные на глазодвигательной тренировке и моторной реабилитации. Острота зрения, Эти методы лечения могут включать в себя то, что пациенты с двигательными расстройствами должны практиковать взгляд на неподвижных объектах и ​​практиковать точное переключение своего взгляда между соседними объектами.

«Терапия, включающая фиксацию движений глаз, как правило, не поможет компенсировать дефицит оптики, структуры и физиологических особенностей глаза», — говорит Интой. «В настоящее время неясно, могут ли аномальные движения глаз быть причиной такого дефицита (или наоборот), но наше исследование сейчас показывает, что это действительно возможно. Если движения глаз и свойства глаза взаимосвязаны таким образом, то методы лечения, включающие движения глаз могут быть полезны в этих случаях. »