Contribución óptica y neural en la función visual en adaptación mesópica y fotópica
R. Sánchez, L. Calderari, L. Issolio
Descargar artículo
Información básica
Volumen
V56 - N2 / 2023 Especial: Óptica y Fotónica en Argentina
Referencia
51139
DOI
http://dx.doi.org/10.7149/OPA.56.2.51139
Idioma
Spanish
Etiquetas
Adaptación a la luz, sensibilidad al contraste, calidad óptica
Resumen
Se estudia la contribución relativa de los factores ópticos y neurales en la sensibilidad al contraste para iluminación mesópica y fotópica. Las MTFs se determinaron a partir de imágenes de doble paso en un grupo de siete sujetos jóvenes con visión normal y el cálculo de la función de transferencia neural(NTF) se realizó mediante un modelo que incluye el ruido fotónico, el ruido neural y la inhibición lateral. Para analizar los cambios en la sensibilidad visual debidos a la iluminación, se calcularon las áreas bajo las curvas (AUC) de MTF, NTF y FSC para siete niveles de iluminación (0,005, 0,025, 0,5, 5,35, 320 y 950 cd/m2). Además, se determinaron las relaciones de Strehl, las frecuencias de corte de la MTF y de la FSC. La NTFAUC en función de la luminancia muestra una pendiente pronunciada en el rango mesópico y luego se aplana hacia la luminancia máxima medida en el rango fotópico, mientras que el MTFAUC muestra pequeñas variaciones en el mesópico y experimenta un aumento sostenido en el fotópico. En el rango mesópico, las frecuencias de corte de las MTF están por encima de las frecuencias de corte de CSF, sugiriendo que la respuesta óptica está limitada por el procesamiento neural, aunque en el rango fotópico ambas curvas siguen creciendo hasta alcanzar una respuesta coincidente que indicaría que en ese rango la respuesta neuronal da cuenta de la alta resolución espacial proporcionada por la óptica del ojo.
Referencias
A. Stockman, L. T. Sharpe, “Into the twilight zone: the complexities of mesopic vision and luminous efficiency,” Ophthalmic Physiol Opt. 26(III), 225-239 (2006).
W. A. Rushton, G. H. Henry, “Bleaching and regeneration of cone pigments in man,” Vision Res. 8(VI), 617-631 (1968).
F. Díaz-Doutón, A. Benito, J. Pujol, M. Arjona, J. L. Güell, P. Artal, “Comparison of the retinal image quality with a Hartmann-Shack wavefront sensor and a double-pass instrument,” Invest Ophthalmol Vis Sci. 47(IV), 1710-1716 (2006).
P. Barrionuevo, E. Colombo, D. Corregidor, M. Jaén, L. Issolio, “Evaluation of the intraocular diffusion through brightness reduction by glare using ectopic diffusers to simulate cataracts,” Optica Applicata 40(I), 63-75 (2010).
J. Santamaría, P. Artal, J. Bescós, “Determination of the point-spread function of human eyes using a hybrid optical-digital method,” J Opt Soc Am A. 4(VI), 1109-1114 (1987).
P. Artal, “Image formation in the living human eye,” Annu Rev Vis Sci. 24(I), 1-17 (2015).
R. Shapley, C. Enroth-Cugell, “Chapter 9 Visual adaptation and retinal gain controls,” Progress in Retinal Research 3, 263-346 (1984).
J. L. Gardner, E. P. Merriam, J. A. Movshon, D. J. Heeger, “Maps of visual space in human occipital cortex are retinotopic, not spatiotopic,” J Neurosci. 28(XV), 3988-3999 (2008).
D. B. Elliott, “Contrast sensitivity decline with ageing: a neural or optical phenomenon?,” Ophthalmic Physiol Opt. 7(IV), 415-419 (1987).
M. E. Sloane, C. Owsley, C. A. Jackson, “Aging and luminance-adaptation effects on spatial contrast sensitivity,” J Opt Soc Am A. 5(XII), 2181-2190 (1988).
M. E. Sloane, C. Owsley, S. L. Alvarez, “Aging, senile miosis and spatial contrast sensitivity at low luminance,” Vision Res. 28(XI), 1235-1246 (1988).
D. Elliott, D. Whitaker, D. MacVeigh, “Neural contribution to spatiotemporal contrast sensitivity decline in healthy ageing eyes,” Vision Res. 30(IV), 541-547 (1990).
K. B. Burton, C. Owsley, M. E. Sloane, “Aging and neural spatial contrast sensitivity: photopic vision,” Vision Res. 33(VII), 939-946 (1993).
S. Pardhan, J. Gilchrist, D. B. Elliott, G. K. Beh, “A comparison of sampling efficiency and internal noise level in young and old subjects,” Vision Res. 36(XI), 1641-1648 (1996).
G. D. Hastings, J. D. Marsack, L. N. Thibos, R. A. Applegate, “Combining optical and neural components in physiological visual image quality metrics as functions of luminance and age,” J Vis. 20(VII), 1-20 (2020).
R. F. Sánchez, C. E. García-Guerra, J. A. Martínez-Roda, A. G. de Paul, L. A. Issolio, J. Pujol, “Implementation of the frequency scatter index in clinical commercially available double-pass systems,” Curr Eye Res. 47(III), 391-398 (2022).
P. Artal, I. Iglesias, N. López-Gil, D. G. Green, “Double-pass measurements of the retinal-image quality with unequal entrance and exit pupil sizes and the reversibility of the eye's optical system,” J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis. 12(X), 2358-2366 (1995).
J. A. Martínez-Roda, M. Vilaseca, J. C. Ondategui, M. Aguirre M, J. Pujol, “Effects of aging on optical quality and visual function,” Clin Exp Optom. 99(VI), 518-525 (2016).
P. G. J. Barten, “Contrast sensitivity of the human eye and its effects on image quality,” Institute for Perception Research, Eindhoven (1999).
F. W. Campbell, D. G. Green, “Optical and retinal factors affecting visual resolution,” J Physiol. 181(III), 576-593 (1965).
W. S. Stiles, B. H. Crawford, “The luminous efficiency of rays entering the eye pupil at different points,” Proceedings of the Royal Society (London) B 112, 428-450 (1933).
N. López-Gil, P. Artal, “Comparison of double-pass estimates of the retinal image quality obtained with green and near infrared light,” J. Opt. Soc. Am. A 14(V), 961-971 (1997).
J. A. Martínez-Roda, C. E. García-Guerra, F. Diaz-Doutón, J. Pujol, A. Salvador, M. Vilaseca, “Quantification of forward scattering based on the analysis of double-pass images in the frequency domain,” Acta Ophthalmol. 97(VII), 1019-1026 (2019).
K. Purpura, E. Kaplan, R. M. Shapley, “Background light and the contrast gain of primate P and M retinal ganglion cells,” Proc Natl Acad Sci USA 85(XII), 4534-4537 (1988).
D. Cao, B. B. Lee, H. Sun, “Combination of rod and cone inputs in parasol ganglion cells of the magnocellular pathway,” J Vis. 10(XI), 1-22 (2010).
F. L. van Nes, J. J. Koenderink, H. Nas, M. A. Bouman, “Spatiotemporal modulation transfer in the human eye,” J Opt Soc Am. 57(IX), 1082-1088 (1967).
J. Rovamo, J. Mustonen, R. Näsänen, “Modelling contrast sensitivity as a function of retinal illuminance and grating area,” Vision Res. 34(X), 1301-1314 (1994).
R. Xu, H. Wang, L. N. Thibos, A. Bradley, “Interaction of aberrations, diffraction, and quantal fluctuations determine the impact of pupil size on visual quality,” J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis. 34(IV), 481-492 (2017).
A. Watson, A. Ahumada, “Predicting visual acuity from wavefront aberrations,” J Vis. 8(IV), 17,1-19 (2008).
D. A. Atchison, G. Smith, N. Efron, “The effect of pupil size on visual acuity in uncorrected and corrected myopia,” Am J Optom Physiolog Opt. 56(V), 315–323 (1979).
T. T. Berendschot, P. J. DeLint, D. van Norren, “Fundus reflectance-historical and present ideas,” Prog Retin Eye Res. 22(II), 171-200 (2003).