Suma binocular

La suma binocular se refiere a la mejora del rendimiento visual de la visión binocular en comparación con la visión monocular . El beneficio más importante de la visión binocular es la estereopsis o percepción de profundidad; sin embargo, la suma binocular también ofrece algunas ventajas sutiles. Al combinar la información recibida en cada ojo, la suma binocular puede mejorar la agudeza visual, la sensibilidad al contraste, la percepción del parpadeo y la percepción del brillo. ^[1] Aunque la suma binocular generalmente mejora la visión binocular, puede empeorar la visión binocular en relación con la visión monocular en determinadas condiciones. La suma binocular disminuye con la edad y cuando hay grandes diferencias interoculares. ^[2]

Mejoras visuales

Algunas de las formas en que la suma binocular mejora el rendimiento visual binocular son

• Percepción de la luminosidad. La luminosidad percibida binocularmente es mayor que la que percibe cada ojo individual. Esto ayuda a detectar luces tenues y también hace que la pupila se reduzca, lo que mejora el enfoque.
• Percepción de parpadeo. La suma binocular puede aumentar la tasa crítica de fusión de parpadeo (CFF), que es la tasa de parpadeo más alta perceptible antes de que la imagen parezca continua. La CFF aumenta cuando ambos ojos ven el mismo parpadeo y disminuye cuando el parpadeo de un ojo está desfasado con respecto al otro. La suma binocular también aumenta el brillo percibido del parpadeo cuando ambas entradas están en fase.
• Sensibilidad al contraste.
• Agudeza visual.

Una medida práctica de binocularidad es la relación de suma binocular BSR, que es la relación entre la sensibilidad al contraste binocular y la sensibilidad al contraste del ojo mejor. ^[3]

${\displaystyle BSR=CS_{binocular}/CS_{better\ eye}}$

Modelos para el brillo binocular

Se podría esperar que las señales de cada ojo se sumen y que el brillo percibido con dos ojos sea el doble que el de un solo ojo. Sin embargo, el brillo percibido con dos ojos es apenas un poco mayor que el de un solo ojo. Si un ojo ve una escena brillante, el brillo percibido en realidad disminuirá si el otro ojo ve una luz tenue. Este fenómeno contraintuitivo se conoce como paradoja de Fechner. Se han propuesto varios modelos diferentes para explicar cómo se combinan las señales de cada ojo.

El renombrado físico Erwin Schrödinger , conocido por sus contribuciones a la teoría cuántica, tenía una fascinación por la psicología y exploró temas relacionados con la percepción del color. Schrödinger (1926) ^[4] propuso una ecuación para la combinación de brillo y contraste binocular donde cada entrada monocular se pondera por la relación entre la intensidad de la señal de ese ojo y la suma de la señal de ambos ojos. Las entradas y son señales de flujo de brillo monocular. Esta ecuación puede considerarse como la suma de las longitudes de dos vectores. ^[5] ${\displaystyle f_{l}}$ ${\displaystyle f_{l}}$

${\displaystyle B=f_{l}{\frac {f_{l}}{f_{l}+f_{r}}}+f_{r}{\frac {f_{r}}{f_{l}+f_{r}}}={\frac {f_{l}^{2}+f_{r}^{2}}{f_{l}+f_{r}}}}$

MacLeod (1972) ^[6] amplió el trabajo de Schrödinger al proponer la siguiente fórmula para la intensidad de la señal de una señal neuronal en términos de ruido interno , diferencia de luminancia a lo largo del contorno y diferencia de luminancia umbral . ${\displaystyle f}$ ${\displaystyle f_{0}}$ ${\displaystyle l}$ ${\displaystyle l_{0}}$

${\displaystyle f={\begin{cases}f_{0}+\log {({\frac {l}{l_{0}}})},&{\text{if }}l\geq l_{0}\\f_{0}&{\text{if }}l<l_{0}\\\end{cases}}}$

Proceso

Aún no se sabe con exactitud cómo se lleva a cabo este proceso en el cerebro y sigue siendo un área activa de investigación. El mecanismo se puede explicar mediante una combinación de suma de probabilidades, suma neuronal y efectos debidos a las diferencias binoculares y monoculares en el tamaño de las pupilas, la acomodación, la fijación y la rivalidad. La suma de probabilidades proviene del principio de que hay una mayor probabilidad de detectar un estímulo visual con dos ojos que con uno.

Hay cinco resultados posibles cuando se suman los estímulos de entrada. Estos son:

• Facilitación binocular. La suma es más del doble de la de una sola entrada.
• Suma binocular completa. La suma es exactamente el doble de la de una sola entrada.
• Suma binocular parcial. La suma es mayor que la de una sola entrada, pero menos del doble.
• No se realiza la suma binocular. La suma es la misma que la de una entrada única.
• Inhibición binocular. La suma es menor que la de una sola entrada.

Fusión binocular

Se utilizan tanto mecanismos de fusión motora como de fusión sensorial para combinar las dos imágenes en una única imagen percibida. La fusión motora describe los movimientos oculares de vergencia que hacen girar los ojos sobre el eje vertical. La fusión sensorial es el proceso psicológico del sistema visual que crea una única imagen percibida por el cerebro.

Véase también

• Disparidad binocular
• Rivalidad binocular
• Visor binocular

Referencias

1. Fundamentos de la visión binocular: una perspectiva clínica por Scott B. Steinman, Barbara A. Steinman, Ralph Philip Garzia 2000 ISBN  0-8385-2670-5 páginas 153-160 [1]
2. "Carga funcional del estrabismo: disminución de la suma binocular y de la inhibición binocular" por Pineles SL, Velez FG, Isenberg SJ, Fenoglio Z, Birch E, Nusinowitz S y Demer JL. JAMA Ophthalmol. 2013;131(11):1413-1419 [2]
3. Visión binocular normal: teoría, investigación y aspectos prácticos por David Stidwill, Robert Fletcher 2010 ISBN 1-4051-9250-X páginas 29-35 [3] 
4. "Lehre von der strahlenden Energie", Mueller-Pouillets Lehrbuch der Physik und Meteorologie, Vol 2, Parte 1 (1926) (Umbrales de diferencias de color).
5. Visión binocular normal: teoría, investigación y aspectos prácticos por David Stidwill, Robert Fletcher 2010 ISBN 1-4051-9250-X páginas 29-35 [4] 
6. MacLeod, DIA (1972). La ecuación de Schrödinger en la combinación de brillo binocular. Perception, 1, 321–324.