Visión binocular - Binocular vision

Principio de visión binocular con horóptero mostrado

En biología , la visión binocular es un tipo de visión en la que un animal tiene dos ojos capaces de mirar en la misma dirección para percibir una única imagen tridimensional de su entorno. El investigador neurológico Manfred Fahle ha declarado seis ventajas específicas de tener dos ojos en lugar de uno solo:

  1. Le da a una criatura un "ojo de repuesto" en caso de que uno esté dañado.
  2. Proporciona un campo de visión más amplio . Por ejemplo, los seres humanos tienen un campo de visión horizontal máximo de aproximadamente 190 grados con dos ojos, aproximadamente 120 grados de los cuales forman el campo de visión binocular (visto por ambos ojos) flanqueado por dos campos unioculares (visto por un solo ojo) de aproximadamente 40 grados.
  3. Puede producir estereopsis en la que la disparidad binocular (o paralaje ) proporcionada por las diferentes posiciones de los dos ojos en la cabeza proporciona una percepción precisa de la profundidad . Esto también permite que una criatura rompa el camuflaje de otra criatura.
  4. Permite que los ángulos de las líneas de visión de los ojos, en relación entre sí ( vergencia ), y las líneas en relación con un objeto en particular ( ángulo de mirada ) se determinen a partir de las imágenes de los dos ojos. Estas propiedades son necesarias para la tercera ventaja.
  5. Permite que una criatura vea más o todo un objeto detrás de un obstáculo. Esta ventaja fue señalada por Leonardo da Vinci , quien señaló que una columna vertical más cercana a los ojos que un objeto al que está mirando una criatura podría bloquear parte del objeto del ojo izquierdo, pero esa parte del objeto podría ser visible para el ojo izquierdo. Ojo derecho.
  6. Se da suma binocular en el que se mejora la capacidad de detectar objetos débiles.

Otros fenómenos de la visión binocular incluyen discriminación utrocular (la capacidad de saber cuál de los dos ojos ha sido estimulado por la luz), dominio del ojo (el hábito de usar un ojo al apuntar algo, incluso si ambos ojos están abiertos), alelotropía (el promedio de la dirección visual de los objetos vistos por cada ojo cuando ambos ojos están abiertos), fusión binocular o unicidad de la visión (ver un objeto con ambos ojos a pesar de que cada ojo tiene su propia imagen del objeto) y rivalidad binocular (ver la imagen de un ojo alternando aleatoriamente con el otro cuando cada ojo ve imágenes que son tan diferentes que no se pueden fusionar).

La visión binocular ayuda con las habilidades de desempeño, como agarrar, agarrar y locomoción. También permite que los humanos pasen por encima y alrededor de los obstáculos a mayor velocidad y con más seguridad. Los optometristas y ortoptistas son profesionales del cuidado de la vista que solucionan problemas de visión binocular.

Etimología

El término binocular proviene de dos raíces latinas , bini para doble y oculus para ojo.

Campo de visión y movimientos oculares.

El campo de visión de una paloma comparado con el de un búho.

Algunos animales, por lo general, pero no siempre, animales de presa , tienen los dos ojos colocados en lados opuestos de la cabeza para brindar el campo de visión más amplio posible . Los ejemplos incluyen conejos , búfalos y antílopes . En tales animales, los ojos a menudo se mueven de forma independiente para aumentar el campo de visión. Incluso sin mover los ojos, algunas aves tienen un campo de visión de 360 ​​grados.

Algunos otros animales, por lo general, pero no siempre, los animales depredadores , tienen sus dos ojos colocados en la parte frontal de la cabeza, lo que permite la visión binocular y reduce su campo de visión a favor de la estereopsis . Sin embargo, los ojos que miran hacia el frente son un rasgo muy evolucionado en los vertebrados, y solo existen tres grupos de vertebrados con ojos verdaderamente orientados hacia adelante: primates , mamíferos carnívoros y aves de presa .

Algunos animales depredadores, particularmente los grandes como los cachalotes y las orcas , tienen los dos ojos colocados en lados opuestos de la cabeza, aunque es posible que tengan algún campo visual binocular. Otros animales que no son necesariamente depredadores, como los murciélagos frugívoros y varios primates, también tienen ojos que miran hacia adelante. Suelen ser animales que necesitan una fina percepción / discriminación de profundidad; por ejemplo, la visión binocular mejora la capacidad de recoger una fruta elegida o de encontrar y agarrar una rama en particular.

La dirección de un punto en relación con la cabeza (el ángulo entre la posición recta y la posición aparente del punto, desde el egocentro) se llama dirección visual o versión . El ángulo entre la línea de visión de los dos ojos cuando se fija un punto se llama disparidad absoluta, paralaje binocular o demanda de vergencia (generalmente solo vergencia). La relación entre la posición de los dos ojos, la versión y la vergencia se describe mediante la ley de dirección visual de Hering .

En los animales con ojos que miran hacia adelante, los ojos generalmente se mueven juntos.

La grulla coronada gris , un animal que tiene ojos colocados lateralmente que también pueden mirar hacia adelante.

Los movimientos oculares son conjuntivos (en la misma dirección), movimientos oculares de versión, generalmente descritos por su tipo: movimientos sacádicos o búsqueda suave (también nistagmo y reflejo vestíbulo-ocular ). O son disyuntivos (en dirección opuesta), movimientos oculares de vergencia. La relación entre la versión y los movimientos oculares de vergencia en los seres humanos (y en la mayoría de los animales) se describe mediante la ley de inervación igual de Hering .

Algunos animales utilizan las dos estrategias anteriores. Un estornino , por ejemplo, tiene ojos colocados lateralmente para cubrir un amplio campo de visión, pero también puede moverlos juntos para apuntar hacia el frente para que sus campos se superpongan dando estereopsis. Un ejemplo notable es el camaleón , cuyos ojos parecen como si estuvieran montados en torretas , cada uno moviéndose independientemente del otro, arriba o abajo, izquierda o derecha. Sin embargo, el camaleón puede enfocar ambos ojos en un solo objeto cuando está cazando, mostrando vergencia y estereopsis.

Suma binocular

La suma binocular es el proceso por el cual el umbral de detección de un estímulo es más bajo con dos ojos que con uno. Existen varios tipos de posibilidades al comparar el rendimiento binocular con el monocular. La suma binocular neuronal ocurre cuando la respuesta binocular es mayor que la suma de probabilidad. La suma de probabilidades asume una completa independencia entre los ojos y predice una proporción que varía entre el 9 y el 25%. La inhibición binocular ocurre cuando el rendimiento binocular es menor que el rendimiento monocular. Esto sugiere que un ojo débil afecta a un ojo bueno y causa una visión combinada general. La suma máxima binocular ocurre cuando las sensibilidades monoculares son iguales. Las sensibilidades monoculares desiguales disminuyen la suma binocular. Hay sensibilidades desiguales de los trastornos de la visión, como cataratas unilaterales y ambliopía. Otros factores que pueden afectar la suma binocular incluyen la frecuencia espacial, los puntos retinianos estimulados y la separación temporal.

Interacción binocular

Aparte de la suma binocular, los dos ojos pueden influirse entre sí de al menos tres formas.

  • Diámetro pupilar . La luz que entra en un ojo afecta el diámetro de las pupilas en ambos ojos. Uno puede ver esto fácilmente mirando el ojo de un amigo mientras él o ella cierra el otro: cuando el otro ojo está abierto, la pupila del primer ojo es pequeña; cuando el otro ojo está cerrado, la pupila del primer ojo es grande.
  • Alojamiento y convergencia . La acomodación es el estado de enfoque del ojo. Si un ojo está abierto y el otro cerrado, y uno se enfoca en algo cercano, la acomodación del ojo cerrado será la misma que la del ojo abierto. Además, el ojo cerrado tenderá a converger para apuntar al objeto. La acomodación y la convergencia están unidas por un reflejo, de modo que una evoca a la otra.
  • Transferencia interocular . El estado de adaptación de un ojo puede tener un pequeño efecto sobre el estado de adaptación a la luz del otro. Los efectos secundarios inducidos a través de un ojo se pueden medir a través del otro.

Unicidad de visión

Una vez que los campos de visión se superponen, existe la posibilidad de confusión entre la imagen del ojo izquierdo y derecho del mismo objeto. Esto se puede abordar de dos formas: una imagen puede suprimirse , de modo que solo se vea la otra, o las dos imágenes pueden fusionarse. Si se ven dos imágenes de un solo objeto, esto se conoce como visión doble o diplopía .

La fusión de imágenes (comúnmente conocida como 'fusión binocular') ocurre solo en un pequeño volumen de espacio visual alrededor de donde se fijan los ojos. A través del punto de fijación en el plano horizontal hay una línea curva en la que los objetos caen sobre los puntos retinianos correspondientes en los dos ojos. Esta línea se llama horóptero horizontal empírico . También hay un horóptero vertical empírico , que se inclina efectivamente lejos de los ojos por encima del punto de fijación y hacia los ojos por debajo del punto de fijación. Los horópteros horizontales y verticales marcan el centro del volumen de la unicidad de la visión. Dentro de este volumen delgado y curvo, los objetos más cercanos y más lejanos que los horópteros se ven como únicos. El volumen se conoce como área de fusión de Panum (presumiblemente se llama área porque Panum lo midió solo en el plano horizontal). Fuera del área de fusión de Panum (volumen), se produce visión doble.

Dominio de los ojos

Artículo principal: dominancia ocular

Cuando cada ojo tiene su propia imagen de los objetos, resulta imposible alinear las imágenes fuera del área de fusión de Panum con una imagen dentro del área. Esto sucede cuando uno tiene que señalar un objeto distante con el dedo. Cuando uno mira la yema del dedo, es único pero hay dos imágenes del objeto distante. Cuando uno mira el objeto distante, es único, pero hay dos imágenes de la yema del dedo. Para apuntar con éxito, una de las imágenes dobles debe tener prioridad y la otra debe ignorarse o suprimirse (lo que se denomina "dominio del ojo"). Es más probable que el ojo que puede moverse más rápido hacia el objeto y permanecer fijo en él se denomine ojo dominante .

Estereopsis

Artículo principal: Stereopsis

La superposición de la visión se produce debido a la posición de los ojos en la cabeza (los ojos se encuentran en la parte frontal de la cabeza, no a los lados). Esta superposición permite que cada ojo vea objetos con un punto de vista ligeramente diferente. Como resultado de esta superposición de visión, la visión binocular proporciona profundidad. Stereopsis (de estereo- que significa "sólido" o "tridimensional", y opsis que significa "apariencia" o "vista") es la impresión de profundidad que se percibe cuando alguien con visión binocular normal ve una escena con ambos ojos. La visualización binocular de una escena crea dos imágenes ligeramente diferentes de la escena en los dos ojos debido a las diferentes posiciones de los ojos en la cabeza. Estas diferencias, denominadas disparidad binocular, proporcionan información que el cerebro puede utilizar para calcular la profundidad en la escena visual, proporcionando un medio importante de percepción de la profundidad. Hay dos aspectos de la estereopsis : la naturaleza de la información del estímulo que especifica la estereopsis y la naturaleza de los procesos cerebrales responsables de registrar esa información. La distancia entre los dos ojos en un adulto es casi siempre de 6.5 cm y esa es la misma distancia en el desplazamiento de una imagen cuando se ve con un solo ojo. La disparidad retiniana es la separación entre los objetos vistos por el ojo izquierdo y el ojo derecho y ayuda a proporcionar una percepción de profundidad. La disparidad retiniana proporciona una profundidad relativa entre dos objetos, pero no una profundidad exacta o absoluta. Cuanto más cerca estén los objetos entre sí, la disparidad retiniana será pequeña. Si los objetos están más lejos unos de otros, entonces la disparidad retiniana será mayor. Cuando los objetos están a distancias iguales, los dos ojos ven los objetos como iguales y no hay disparidad.

Alelotropia

Debido a que los ojos están en diferentes posiciones en la cabeza, cualquier objeto que esté alejado de la fijación y fuera del plano del horóptero tiene una dirección visual diferente en cada ojo. Sin embargo, cuando las dos imágenes monoculares del objeto se fusionan, creando una imagen ciclópea , el objeto tiene una nueva dirección visual, esencialmente el promedio de las dos direcciones visuales monoculares. A esto se le llama alelotropía. El origen de la nueva dirección visual es un punto aproximadamente entre los dos ojos, el llamado ojo ciclópeo . La posición del ojo ciclópeo no suele estar exactamente centrada entre los ojos, pero tiende a estar más cerca del ojo dominante.

Rivalidad binocular

Artículo principal: rivalidad binocular

Cuando se muestran imágenes muy diferentes en las mismas regiones retinianas de los dos ojos, la percepción se asienta en uno durante unos momentos, luego en el otro, luego en el primero, y así sucesivamente, durante el tiempo que uno quiera mirar. Esta alternancia de percepción entre las imágenes de los dos ojos se denomina rivalidad binocular . Los seres humanos tienen una capacidad limitada para procesar una imagen por completo a la vez. Por eso ocurre la rivalidad binocular. Varios factores pueden influir en la duración de la mirada en una de las dos imágenes. Estos factores incluyen contexto, aumento de contraste, movimiento, frecuencia espacial e imágenes invertidas. Estudios recientes incluso han demostrado que las expresiones faciales pueden provocar una mayor atención a una imagen en particular. Cuando se presenta una expresión facial emocional en un ojo y una expresión neutra en el otro ojo, el rostro emocional domina al rostro neutro e incluso hace que no se vea el rostro neutro.

Trastornos

Para mantener la estereopsis y la unicidad de la visión, los ojos deben apuntar con precisión. La posición de cada ojo en su órbita está controlada por seis músculos extraoculares . Las ligeras diferencias en la longitud o la posición de inserción o la fuerza de los mismos músculos en los dos ojos pueden provocar una tendencia a que un ojo se desvíe del otro a una posición diferente en su órbita, especialmente cuando uno está cansado. Esto se conoce como foria. Una forma de revelarlo es con la prueba de cubrir-descubrir . Para hacer esta prueba, mire a los ojos de una persona cooperativa. Cubra un ojo de esa persona con una tarjeta. Haga que la persona mire la punta de su dedo. Mueva el dedo alrededor; esto es para romper el reflejo que normalmente mantiene un ojo cubierto en la posición correcta de vergencia. Mantenga su dedo firme y luego destape el ojo de la persona. Mira el ojo descubierto. Es posible que vea que pasa rápidamente de estar con los ojos cerrados o bizcos a su posición correcta. Si el ojo descubierto se movió de afuera hacia adentro, la persona tiene esoforia . Si se movió de adentro hacia afuera, la persona tiene exoforia . Si el ojo no se movió en absoluto, la persona tiene ortoforia . La mayoría de las personas tienen cierta cantidad de exoforia o esoforia; es bastante normal. Si el ojo descubierto también se movió verticalmente, la persona tiene hiperforia (si el ojo se movió de abajo hacia arriba) o hipoforia (si el ojo se movió de arriba hacia abajo). Tales forias verticales son bastante raras. También es posible que el ojo cubierto gire en su órbita, tal condición se conoce como cicloforia . Son más raras que las forias verticales. La prueba de cobertura también se puede utilizar para determinar la dirección de la desviación en cicloforias.

La prueba de cubrir-descubrir también se puede utilizar para trastornos más problemáticos de la visión binocular, las tropias . En la parte de portada de la prueba, el examinador mira el primer ojo mientras cubre el segundo. Si el ojo se mueve de adentro hacia afuera, la persona tiene exotropía . Si se movió de afuera hacia adentro, la persona tiene endotropía . Las personas con exotropía o endotropía tienen los ojos cerrados o bizcos, respectivamente. Estas son formas de estrabismo que pueden ir acompañadas de ambliopía . Existen numerosas definiciones de ambliopía. Una definición que incorpora todos estos define la ambliopía como una afección unilateral en la que la visión es peor que 20/20 en ausencia de anomalías estructurales o patológicas obvias, pero con una o más de las siguientes afecciones que ocurren antes de los seis años: ambliogénica anisometropía , constante esotropía o exotropía unilateral, isometropia bilateral ambliogénicos, unilateral o bilateral ambliogénicos astigmatismo , degradación de la imagen. Cuando el ojo cubierto es el ojo no ambliope, el ojo ambliope de repente se convierte en el único medio de vista de la persona. El estrabismo se revela por el movimiento de ese ojo para fijarse en el dedo del examinador. También hay tropias verticales ( hipertropia e hipotropia ) y ciclotropias .

Las anomalías de la visión binocular incluyen: diplopía (visión doble), confusión visual (la percepción de dos imágenes diferentes superpuestas en el mismo espacio), supresión (donde el cerebro ignora todo o parte del campo visual de un ojo), horror fusionis (una evasión activa de fusión por desalineación ocular) y correspondencia retiniana anómala (donde el cerebro asocia la fóvea de un ojo con un área extrafoveal del otro ojo).

Las anomalías de la visión binocular se encuentran entre los trastornos visuales más comunes. Por lo general, se asocian con síntomas como dolores de cabeza, astenopía , dolor ocular, visión borrosa y diplopía ocasional. Aproximadamente el 20% de los pacientes que acuden a las clínicas de optometría tendrán anomalías en la visión binocular. La forma más eficaz de diagnosticar anomalías de la visión es con la prueba del punto cercano de convergencia. Durante la prueba de NPC, se lleva un objetivo, como un dedo, hacia la cara hasta que el examinador nota que un ojo se ha vuelto hacia afuera y / o la persona ha experimentado diplopía o visión doble.

Hasta cierto punto, las disparidades binoculares se pueden compensar mediante ajustes del sistema visual. Sin embargo, si los defectos de la visión binocular son demasiado grandes, por ejemplo, si requieren que el sistema visual se adapte a desviaciones horizontales, verticales, torsionales o aniseikónicas demasiado grandes, los ojos tienden a evitar la visión binocular, lo que finalmente causa o empeora una condición de estrabismo .

Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos