微小眼球運動と眼球ドリフト 視線固定 または視覚的固定とは、 視線 を一点に維持することです。動物は、眼 の解剖学的構造 に中心窩 があれば、視覚的固定を示すことができます。中心窩は通常、網膜 の中心に位置し、最も鮮明な視覚が得られる点です。これまでに固定眼球運動が確認されている種には、ヒト、霊長類、ネコ、ウサギ、カメ、サンショウウオ、フクロウなどがあります。通常の眼球運動は、 サッケード と視覚的固定が交互に繰り返されますが、注目すべき例外は滑動追跡 であり、これは獲物を狩るために発達したと思われる別の神経基盤 によって制御されています。「固定」という用語は、焦点の時間と空間上の点(光学 用語では焦点 )または固定する行為を指すために使用できます。固定行為における固定とは、2つのサッケードの間の点であり、その間、眼は比較的静止しており、事実上すべての視覚入力が発生します。網膜の揺れがない状態、つまり網膜安定化 と呼ばれる実験室条件下では、知覚は急速に消え去る傾向がある。 [ 1 ] [ 2 ] 視認性を維持するために、神経系は 固視眼球運動 と呼ばれる手順を実行し、脳 の初期視覚野のニューロンを継続的に刺激して、 一時的な 刺激 に反応させる。固視眼球運動には、微小サッケード、眼球ドリフト、眼球微小振戦の 3 つのカテゴリーがある。振幅が小さい場合、特にドリフトと振戦の間で、カテゴリー間の境界が不明瞭になる。[ 3 ] [ 4 ]
微小サッケード この画像に描かれた線は、人がこの顔を見ている間の眼球のサッケード運動とマイクロサッケード運動を表しています。人の目が女性の目に集中しているとき、不随意のマイクロサッケード運動は一定ではありませんが、随意のサッケード運動は、どの時点でも顔の周囲を一周します。 マイクロサッケードは「フリック」とも呼ばれ、サッケード の一種です。マイクロサッケードは、注視眼球運動の中で最も大きく、最も速いものです。一般的なサッケードと同様に、マイクロサッケードは通常両眼性で、両眼で振幅と方向が同程度の共役運動です。しかし、マイクロサッケードの定義は研究によって異なり、共通の定義は確立されていません。[ 7 ]
1960年代、科学者たちは、マイクロサッケードとサッケードを区別するために、マイクロサッケードの最大振幅を12分角とすべきだと提唱した。 [ 8 ] しかし、その後の研究では、マイクロサッケードはこの値を超える可能性があることが示されている。[ 9 ] 最近の研究では、マイクロサッケードを分類するために最大2°の閾値を使用し、定義を1桁拡大している。サッケード振幅の分布は単峰性 であり、マイクロサッケードとサッケードを区別するための経験的な閾値はない。Polettiらは、持続的注視の振幅に基づく閾値を使用することを提案し、30分角または0.5度をカットオフ値としている。[ 7 ]
マイクロサッケードとサッケードを区別するもう1つの方法は、サッケードが発生する際の被験者の意図によるものです。この定義によれば、通常のサッケードは、自由視や視覚探索などの非注視作業中に、眼の能動的かつ意図的な探索中に発生します。マイクロサッケードは、「意図的な注視中に自発的に発生する不随意サッケード」と定義されます。この定義の主観性は批判を受けています。[ 10 ]
医療用途 神経科学者の中には、マイクロサッケードは視覚知覚、注意、認知の多くの特徴と密接に関連しているため、神経疾患や眼科疾患において潜在的に重要であると考える人もいます。[ 15 ] マイクロサッケードの目的を探る研究は1990年代に始まりました。[ 15 ] 非侵襲的な眼球運動記録装置の開発、サルにおける単一ニューロン活動の記録、動的行動の分析における計算処理能力の使用により、マイクロサッケード研究は進歩しました。[ 11 ] 今日、マイクロサッケードの研究への関心が高まっています。マイクロサッケードの研究には、マイクロサッケードの知覚効果の調査、マイクロサッケードが誘発する神経応答の記録、マイクロサッケードの眼球運動生成の背後にあるメカニズムの追跡が含まれます。視覚研究実験でよく見られるように、注視が明示的に強制されない場合、マイクロサッケードは関心のある近くの場所に正確に視線を移動させることが示されています。[ 16 ] この行動は、中心窩内の不均一な視覚を補償する。[ 17 ]
いくつかの研究では、 ADHD の診断方法としてマイクロサッケードの使用が示唆されている。[ 18 ] [ 19 ] ADHDと診断されたが薬物治療を受けていない成人は、瞬きが多く、マイクロサッケードが多くなる傾向がある。[ 19 ] [ 20 ] マイクロサッケードは、進行性核上性麻痺 、アルツハイマー病 、自閉症スペクトラム 障害、急性低酸素症、その他の疾患の診断尺度としても研究されている。[ 20 ]
眼球ドリフト 眼球ドリフトは、対象物に固定されたときに、より滑らかでゆっくりとした、眼球が移動する動きを特徴とする、固定眼球運動です。眼球ドリフトの正確な動きは、しばしばブラウン運動 と比較されます。ブラウン運動とは、流体中に懸濁された粒子が、その流体を構成する原子や分子との衝突の結果としてランダムに動く運動です。この動きは、ランダムでしばしば不規則な方向の変化を特徴とするランダムウォークと比較することもできます。 [ 21 ] 眼球ドリフトは、サッカード間の固定中に絶えず発生します。眼球ドリフトの周波数は通常、眼球の微小振戦の周波数よりも低いですが(0~40 Hzに対し40~100 Hz)、眼球ドリフトと眼球の微小振戦を区別することは困難です。実際、微小振戦は、ドリフト運動の根底にあるブラウン運動を反映している可能性があります。[ 22 ] サッカード間の眼球運動の解像度は技術的に困難です。[ 6 ]
ブラウン運動
眼球の微小振戦 眼球微小振戦(OMT)は、40~100 Hzの周波数で発生する、小さく、速く、同期した眼の振動ですが、 健康な人の平均では、通常 90 Hz 前後で発生します。その特徴は、高周波で、わずか数秒 角という極めて小さな振幅です。眼球微小振戦の機能は議論の余地があり、完全には解明されていませんが、細かいディテールの知覚を可能にする高空間周波数 の処理に役割を果たしているようです。[ 26 ] [ 30 ] [ 31 ] 研究によると、眼球微小振戦は、個人の意識レベルを判定するツールとして有望であり、[ 32 ] パーキンソン病 [ 33 ] や多発性硬化症 [ 34 ] などの変性疾患の進行を判定するツールとしても有望です。
眼球微動のトレース図(バースト部分は下線付き)
医療用途 これらの微細な事象を観察するために、いくつかの記録方法が開発されてきましたが、最も成功しているのは圧電ひずみゲージ法 です。これは、眼球に接触するラテックスプローブを介して眼球の動きを圧電ひずみゲージに変換します。この方法は研究環境で使用されています。この技術のより実用的な応用が、麻酔の深度を監視するために臨床環境で使用するために開発されています。[ 37 ] これらの方法が利用可能であるにもかかわらず、振戦は他の固視眼球運動よりも測定が難しく、その結果、振戦運動の医学的応用を扱った研究はまれです。[ 20 ] しかしながら、いくつかの研究は、振戦運動がパーキンソン病 [ 33 ] や多発性硬化症 [ 34 ] などの変性疾患の進行を評価するのに役立つ可能性があることを指摘しています。
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