Øjenbevægelser er hjernens spejl

Transkript

1 Øjenbevægelser er hjernens spejl Inge Wilms, Lektor PhD Institut for Psykologi Københavns Universitet IBOS- Syn & Hjerne, d. 6-7 september 2017 Cromwell hotel Korsør 05/09/ Agenda Øjet og øjenbevægelser Det neurale fundament Hvad er eye tracking? Hvad kan det brugestil? Hvorfor er det interessant? Udstyr hvorer vi i dag med teknologien Hvorer vi med diagnostik 1

2 Synet Øjet 3 4 Formålet med øjenbevægelser At orientere øjnene således at vi ser det væsentlige skarpest muligt dvs. placerer og holder synsindtryk i fovea At holde synsindtrykket stille på retina ved at kompensere for kropslige bevægelser At undgå stillestående synsindtryk fra at fade ud perceptuelt 2

3 5 Øjenbevægelser Seks neurale kontrol systemer sørger for at positionere vores blik, så synsindtryk rammer og holdes i fovea 2 hovedgrupper af bevægelse Frivillige (voluntære) Refleksive Hvad kan man ellers justere synsretning med? Hovedet (vende, dreje, op og ned) Overkroppen (vende, bukke) Hele kroppen (vende, dreje, op og ned) 6 Sakkadebevægelser Trinvis flytning af øjet for at flytte synsobjekt fra periferi til fovea De hurtigste bevægelser vi har (fra 5 ms) Gennemsnitlig aktivitet 170 bevægelser/minut Visuelle indtryk undertrykkes under sakkadebevægelsen Mikrosakkader sørger for at synsceller i øjet stimuleres konstant Særlig betydning for: Læsning Objektgenkendelse, ansigtsgenkendelse (Raynar, Eye movements in reading and information processing - 20 years of research) 3

4 7 Øjenbevægelser er kontekstafhængige Yarbus mønstre 2. Bestem rigdom 3. Bestem alder 4. Gæt foregående aktivitet 5. Husk beklædning 1. Frit 6. Husk position 7. Tid siden sidste besøg (A. L. Yarbus, Eye Movements and Vision. New York: Plenum Press, 1967.) 8 Fixationsbevægelser Fixationsbevægelser sørger for at holde objektet i fovea efter endt saccade Der findes tre typer af fixationsbevægelser Mikrosaccader Mikrositren Flydende Mikrositren er meget små og hurtige bevægelser, som stimulerer synscellerne, så synsindstryk ikke gråer ud (Eden et al., 1994) 4

5 9 Vergensbevægelser Langsomme disjunkte bevægelser, som sikrer at hvert øje er justeret ind på objektet Sikrer at vi kan fokusere på objekter i dybden ved at bevæge hvert øje i forskellig retning Bevægelse tager ca. 500 ms Vigtig for afstandsbedømmelse, 3D syn (Eden et al., 1994) 10 Vestibulær kompensation Sikre at øjnene flytter sig i forhold til kropsbevægelser: Hovedet Overkroppen Hele kroppen Holde billedet i ro Lille test: - Luk venstre øje. - Tryk forsigtigt på højre side af højre øjenlåg med halvåbent øje. - Bemærk at nu flytter verden sig. Hvorfor? (Raynar, Eye movements in reading and information processing - 20 years of research) 5

6 11 Smooth pursuit bevægelser Følgebevægelser Konstant bevægelser, der langsomt roterer øjnene for at kompensere for et objekt i bevægelse Anses ikke for at være voluntære, men kræver et moving target Hvis vi voluntært flytter øjnene uden at følge et target sker det ved brug af sakkader Kan ikke følge med, hvis target flytter sig hurtigere end 30 grader/s Problem ved brug af Maples oculomotor test (Kraulitz, 2004, Robinson, 1965, Fuchs 1967, Lisberger, 1987) 12 Øjenbevægelsernes anatomi (Kandel, 2013, Principles of Neuroscience, side 562) 6

7 13 Øjenbevægelser på neuralt niveau Hjernestammen Kontrollerer bevægelsens amplitude (hvor lang skal b være) Kontrollerer bevægelsens retning (hvor) Paramedian pontine reticular formation (PPRF) styrer horizontal blikcentrum Rostral interstitial nucleus (imlf) styrer det vertikale blikcenter Niculei kontrol af okkulomotor musklerne Superior culliculus (SC) Forbinder med PPRF and imlf og udsteder motorkommandoer for at få flyttet øjet til en ønsket position Genererer sakkader Posterior parietal cortex Visual guidance til SC modulated by visual attention Frontal eye fields input til SC for selektion og produktion af voluntære sakkader Suppression af refleksive sakkader Substantia nigra Regulerer SC, inhibitorisk kontrol af uønskede sakkader (Kandel, 2013, Principles of Neuroscience, side 562) 14 Øjenbevægelser anatomi - sakkader Figur 1. Et snit gennem hjernens midtlinje. Superior culliculus er markeret ved den sorte cirkel øverst på hjernestammen. ( 7

8 Klinisk praksis Maples test ved brug af Wolff wand Problermene: Ensartet testning Ensartet hastighed Tolkning af bevægelser Move your eyes for reading Test af smooth pursuit og sakkade bevægelser vha eye tracking 8

9 Sakkade Paradigme 2 Voluntær skift X O Flyt øjnene fra X-O og tilbage igen så hurtigt du kan i 10 sekunder 05/09/ Task 2: Switch your eyes as fast as you can between two targets in 10 seconds Children Adults

10 05/09/ Conjugacy of the eyes 05/09/ Smooth pursuit cirkelbevægelse ved 3 hastigheder - kontrolbarn 10

11 05/09/ /09/

12 05/09/ /09/

13 05/09/ Smooth pursuit lille rektangel 05/09/ Smooth pursuit stor rektangel 13

14 05/09/ Smooth pursuit cirkelbevægelse ved 3 hastigheder Cerebral parese barn 28 Tak for denne gang 14