El movimiento ocular incluye el movimiento voluntario o involuntario de los ojos. Varios organismos (por ejemplo , primates , roedores , moscas , pájaros , peces , gatos , cangrejos , pulpos ) utilizan los movimientos oculares para fijar, inspeccionar y rastrear objetos visuales de interés. Durante el sueño REM se produce un tipo especial de movimiento ocular, el movimiento ocular rápido .
Los ojos son los órganos visuales del cuerpo humano y se mueven mediante un sistema de seis músculos . La retina , un tipo especializado de tejido que contiene fotorreceptores , detecta la luz. Estas células especializadas convierten la luz en señales electroquímicas . Estas señales viajan a lo largo de las fibras del nervio óptico hasta el cerebro, donde se interpretan como visión en la corteza visual .
Los primates y muchos otros vertebrados utilizan tres tipos de movimientos oculares voluntarios para rastrear objetos de interés: persecución suave , cambios de vergencia [1] y movimientos sacádicos . [2] Este tipo de movimientos parecen ser iniciados por una pequeña región cortical en el lóbulo frontal del cerebro . [3] [4] Esto se corrobora mediante la extirpación del lóbulo frontal. En este caso, los reflejos (como el reflejo de desplazar los ojos hacia una luz en movimiento) están intactos, aunque el control voluntario queda anulado. [5]
Seis músculos extraoculares facilitan el movimiento ocular. Estos músculos surgen del anillo tendinoso común (anillo de Zinn) en la órbita (cavidad del ojo) y se insertan en el globo ocular . Los seis músculos son los músculos rectos lateral , medial , inferior y superior , y los músculos oblicuos inferior y superior . Los músculos, al contraerse, provocan el movimiento del globo ocular, tirando del globo ocular hacia el músculo. Por ejemplo, el recto lateral está en el lado lateral del globo ocular. Cuando se contrae, el globo ocular se mueve de manera que la pupila mira hacia afuera. El recto medial hace que el globo ocular mire hacia adentro; el recto inferior hacia abajo y hacia afuera, y el recto superior hacia arriba y hacia afuera. El músculo oblicuo superior y el músculo oblicuo inferior se insertan en ángulo con el globo ocular. [6] El músculo oblicuo superior mueve el ojo hacia abajo y hacia adentro, mientras que el músculo oblicuo inferior mueve el ojo hacia arriba y hacia afuera.
Tres pares de músculos antagónicos controlan el movimiento ocular: los músculos rectos lateral y medial, los músculos rectos superior e inferior y los músculos oblicuos superior e inferior. Estos músculos son responsables del movimiento del ojo a lo largo de tres ejes diferentes: horizontal, ya sea hacia la nariz (aducción) o alejándose de la nariz (abducción); vertical, ya sea elevación o depresión; y torsionales, movimientos que acercan la parte superior del ojo a la nariz (intorsión) o lo alejan de la nariz (extorsión). El movimiento horizontal está controlado enteramente por los músculos rectos medial y lateral; el músculo recto medial es responsable de la aducción, el músculo recto lateral de la abducción. El movimiento vertical requiere la acción coordinada de los músculos rectos superiores e inferiores, así como de los músculos oblicuos. La contribución relativa de los grupos rectos y oblicuos depende de la posición horizontal del ojo. En la posición principal (mirando al frente), ambos grupos contribuyen al movimiento vertical. La elevación se debe a la acción de los músculos recto superior y oblicuo inferior, mientras que la depresión se debe a la acción de los músculos recto inferior y oblicuo superior. Cuando el ojo está en abducción, los músculos rectos son los principales motores verticales. La elevación se debe a la acción del recto superior y la depresión se debe a la acción del recto inferior. Cuando el ojo está en aducción, los músculos oblicuos son los principales motores verticales. La elevación se debe a la acción del músculo oblicuo inferior, mientras que la depresión se debe a la acción del músculo oblicuo superior. Los músculos oblicuos también son los principales responsables del movimiento de torsión. [ cita necesaria ]
Los músculos están inervados por el nervio motor oculomotor , a excepción del oblicuo superior, que está inervado por el nervio troclear , y el recto lateral, inervado por el nervio abducens . [7]
El cerebro ejerce el control final sobre los movimientos oculares tanto voluntarios como involuntarios. Tres nervios craneales transportan señales desde el cerebro para controlar los músculos extraoculares. Estos son el nervio oculomotor , que controla la mayoría de los músculos, el nervio troclear , que controla el músculo oblicuo superior , y el nervio abductor , que controla el músculo recto lateral .
Además del movimiento de los músculos, numerosas áreas del cerebro contribuyen al movimiento ocular involuntario y voluntario. Estos incluyen proporcionar la percepción consciente de la visión , así como áreas que facilitan el seguimiento .
El movimiento ocular se puede clasificar según dos sistemas:
El movimiento de vergencia o convergencia es el movimiento de ambos ojos para asegurarse de que la imagen del objeto que se mira caiga en el lugar correspondiente de ambas retinas. Este tipo de movimiento ayuda en la percepción profunda de los objetos [11]
El movimiento de persecución o persecución suave es el movimiento que realizan los ojos mientras siguen el movimiento de un objeto, de modo que su imagen en movimiento pueda permanecer mantenida en la fóvea . [11]
Los ojos nunca están completamente en reposo: realizan frecuentes movimientos oculares de fijación incluso cuando están fijos en un punto. El motivo de este movimiento está relacionado con los fotorreceptores y las células ganglionares. Parece que un estímulo visual constante puede hacer que los fotorreceptores o las células ganglionares dejen de responder; por el contrario, un estímulo cambiante no lo hará. Así, el movimiento ocular cambia constantemente los estímulos que inciden sobre los fotorreceptores y las células ganglionares, haciendo que la imagen sea más clara. [11]
Las sacadas son el movimiento rápido de los ojos que se utiliza mientras se escanea una escena visual. En nuestra impresión subjetiva, los ojos no se mueven suavemente por la página impresa durante la lectura. En cambio, realizan movimientos cortos y rápidos llamados sacádicas. [12] Durante cada sacada, los ojos se mueven lo más rápido que pueden y la velocidad no se puede controlar conscientemente entre las fijaciones. [11] Cada movimiento equivale a unos minutos de arco, a intervalos regulares de tres a cuatro por segundo. Uno de los principales usos de las sacudidas es escanear un área mayor con la fóvea del ojo de alta resolución. [13] Una investigación realizada por la Universidad de Australia del Sur en asociación con la Universidad de Stuttgart ha revelado la relación entre el momento ocular y los rasgos de personalidad que la IA puede leer. [14]
El sistema visual del cerebro es demasiado lento para procesar esa información si las imágenes se deslizan por la retina a más de unos pocos grados por segundo. [15] Por lo tanto, para poder ver mientras nos movemos, el cerebro debe compensar el movimiento de la cabeza girando los ojos. Otra especialización del sistema visual en muchos animales vertebrados es el desarrollo de una pequeña zona de la retina con una agudeza visual muy alta . Esta área se llama fóvea y cubre aproximadamente 2 grados del ángulo visual en las personas. Para obtener una visión clara del mundo, el cerebro debe girar los ojos de modo que la imagen del objeto que mira caiga en la fóvea. Por tanto, el movimiento ocular es muy importante para la percepción visual y cualquier fallo puede provocar graves discapacidades visuales. Para ver una demostración rápida de este hecho, pruebe el siguiente experimento: levante la mano, aproximadamente a un pie (30 cm) delante de la nariz. Mantenga la cabeza quieta y agite la mano de un lado a otro, lentamente al principio y luego cada vez más rápido. Al principio podrás ver tus dedos con bastante claridad. Pero a medida que la frecuencia de agitación pasa aproximadamente 1 Hz , los dedos se vuelven borrosos. Ahora, mantenga la mano quieta y sacuda la cabeza (arriba y abajo o izquierda y derecha). No importa qué tan rápido sacudas la cabeza, la imagen de tus dedos permanece clara. Esto demuestra que el cerebro puede mover los ojos en sentido opuesto al movimiento de la cabeza mucho mejor que seguir o perseguir el movimiento de una mano. Cuando su sistema de seguimiento no logra seguir el ritmo de la mano en movimiento, las imágenes se deslizan en la retina y ve una mano borrosa. [ cita necesaria ]
El cerebro debe apuntar ambos ojos con suficiente precisión para que el objeto de la mirada caiga en los puntos correspondientes de las dos retinas para evitar la percepción de visión doble . En la mayoría de los vertebrados (humanos, mamíferos, reptiles, aves), el movimiento de las diferentes partes del cuerpo está controlado por músculos estriados que actúan alrededor de las articulaciones. El movimiento del ojo es ligeramente diferente en el sentido de que los ojos no están unidos rígidamente a nada, sino que se mantienen en la órbita mediante seis músculos extraoculares .
Al leer, el ojo se mueve continuamente a lo largo de una línea de texto, pero realiza movimientos rápidos y cortos (sacadas) entremezclados con paradas breves (fijaciones). Existe una variabilidad considerable en las fijaciones (el punto al que salta un movimiento sacádico) y movimientos sacádicos entre lectores e incluso para la misma persona que lee un solo pasaje de texto.
El movimiento ocular en la lectura musical es el escaneo de una partitura musical por parte de los ojos de un músico. Esto suele ocurrir cuando se lee la música durante la interpretación, aunque a veces los músicos escanean la música en silencio para estudiarla y, a veces, interpretan de memoria sin partitura. Al principio, el movimiento ocular en la lectura musical puede parecer similar al de la lectura lingüística, ya que en ambas actividades los ojos se mueven sobre la página en fijaciones y movimientos sacádicos, captando y procesando significados codificados. Sin embargo, la música no es lingüística e implica una restricción de tiempo estricta y continua en una salida que se genera mediante un flujo continuo de instrucciones codificadas. [ cita necesaria ]
El movimiento ocular en la visualización de escenas se refiere al procesamiento visual de la información presentada en las escenas. Un aspecto central de los estudios en esta área es la división de los movimientos oculares en movimientos rápidos de los ojos ( sacadas ) y la concentración de los ojos en un punto (fijaciones). Varios factores pueden influir en el movimiento ocular al ver una escena, incluida la tarea y el conocimiento del espectador (factores de arriba hacia abajo) y las propiedades de la imagen que se está viendo (factores de abajo hacia arriba). Por lo general, cuando se les presenta una escena, los espectadores demuestran duraciones de fijación cortas y amplitudes sacádicas largas en las primeras fases de visualización de una imagen. A esto le siguen fijaciones más largas y movimientos sacádicos más cortos en las últimas fases del procesamiento de visualización de la escena. [16] También se ha descubierto que el comportamiento de los movimientos oculares al ver una escena difiere con los niveles de desarrollo cognitivo : se cree que la duración de la fijación se acorta y las amplitudes sacádicas se alargan con el aumento de la edad. [17]
El lugar donde se fijan los movimientos oculares se ve afectado por factores tanto de abajo hacia arriba como de arriba hacia abajo. Incluso un vistazo inicial a una escena influye en los movimientos oculares posteriores. [18] En factores ascendentes, el contraste local o la prominencia de las características en una imagen, [19] como un gran contraste en la luminancia [20] o una mayor densidad de bordes, [21] pueden afectar la guía de los movimientos oculares. . Sin embargo, los factores de arriba hacia abajo de las escenas tienen un mayor impacto en dónde se fijan los ojos. Las áreas que contienen características más significativas, [22] o áreas donde el color ayuda a discriminar los objetos, pueden influir en los movimientos oculares. [23] Las imágenes relacionadas con imágenes anteriores mostradas también pueden tener efecto. [24] Los movimientos oculares también pueden guiarse hacia objetos cuando se escuchan verbalmente al mismo tiempo que se ven. [25] Transculturalmente, se ha descubierto que los occidentales tienen una inclinación a concentrarse en los objetos focales de una escena, mientras que los asiáticos orientales prestan más atención a la información contextual. [26]
Las duraciones promedio de fijación duran aproximadamente 330 ms, aunque existe una gran variabilidad en esta aproximación. [27] Esta variabilidad se debe principalmente a las propiedades de una imagen y a la tarea que se lleva a cabo, lo que afecta tanto el procesamiento ascendente como el descendente. Se ha descubierto que el enmascaramiento de una imagen [28] y otras degradaciones, como una disminución de la luminancia , durante las fijaciones (factores que afectan el procesamiento ascendente), aumentan la duración de las fijaciones. [29] Sin embargo, una mejora de la imagen con estos factores también aumenta la duración de la fijación. [30] Se ha descubierto que los factores que afectan el procesamiento de arriba hacia abajo (por ejemplo, el desenfoque ) aumentan y disminuyen la duración de la fijación. [31]
Se pueden utilizar los siguientes términos para describir el movimiento ocular:
