Saccade (Dansk)

Enroll in the Residents and Fellows contest
Enroll in the International Ophthalmologists contest

All contributors:

Assigned editor:

Review:
Assigned status Up to Date

by Bayan Al Othman, MD on December 29, 2020.,

Saccade

Saccades og optagelse: Eksempel på saccades og optagelser, mens du læser en sætning. Vi bevæger ikke vores øjne glat over teksten. Læsning består af frem og tilbage saccades og fikseringer. 2020 2020 American Academy of Ophthalmology

en saccade er en hurtig, konjugeret øjenbevægelse, der skifter centrum af blikket fra den ene del af synsfeltet til den anden., Saccades bruges hovedsageligt til orientering blik mod et objekt af interesse. Saccades kan være vandrette, lodrette eller skrå. De kan være både frivilligt henrettet efter behag (f.skimming en tekst) eller ufrivillig og refleksiv (F. i den hurtige fase af nystagmus eller rapid eye movement sleep). Saccades er hurtige (op til 700/ / s) bevægelser af øjnene, der giver mulighed for hurtig øjenbevægelse mod visuelle, auditive eller taktile stimuli og identifikation af punkter i vores omgivelser for at udføre ønskede opgaver. Indledningen af en saccade tager omkring 200 millisekunder., Saccader siges at være ballistiske, fordi bevægelserne er forudbestemt ved initiering, og saccade-genereringssystemet kan ikke reagere på efterfølgende ændringer i målets position efter saccade-initiering.

de fleste dyr med godt syn viser et mønster af stabile fikseringer spredt mellem hurtige saccader, der skifter retningen af blikket. Der er en anatomisk begrundelse bag saccades, der forklarer, hvorfor mennesker ikke kan få et klart billede af hele synsfeltet ved at fiksere deres øjne på et enkelt punkt., Hos mennesker har den centrale del af nethinden—som kan betragtes som de centrale 10 grader af visuel vinkel—udviklet sig for at muliggøre visualisering af fin rumlig detalje og farve. Fovea centralis, en depression i overfladen af nethinden ved 0 grader excentricitet (midten af synet), er cirka 1,0 mm i diameter og 3 grader af visuelle vinkel. Dette lille område indeholder den højeste tæthed af keglefotoreceptorer., Saccades giver derfor mulighed for hurtige skift i blikket, så det centrale nethinden—det synsområde, der giver mulighed for fine rumlige detaljer og farver—kan vurdere det omgivende miljø. At holde blikket stille under fikseringer er nyttigt for at undgå sløring, hvilket forringer billedet og opstår på grund af den lange responstid for fotoreceptorer.

Parametre

Der er flere termer, der bruges til at karakterisere saccades:

  • Amplitude: størrelsen af saccade, normalt målt i grader eller bueminutter., En højere amplitude betyder, at øjet har rejst en større afstand under saccaden.
  • gevinst: forholdet mellem den faktiske saccadeamplitude divideret med den ønskede saccadeamplitude; normalt bestemt af størrelsen på et måltrin. Gevinster på <1 angiver, at saccaden var for lille eller hypometrisk, og gevinster på >1 angiver, at saccaden var for stor eller hypermetrisk.
  • varighed: den tid, det tager at fuldføre saccade. De fleste saccades er komplette inden for et par titusinder af millisekunder.,
  • hastighed: amplituden af saccaden divideret med varigheden(ofte rapporteret i grader pr.
  • Spidshastighed: den højeste hastighed, der er nået under saccaden.
  • Latency: den tid, der er taget fra udseendet af et mål til begyndelsen af en saccade som reaktion på dette mål.

For normale forsøgspersoner er der et lineært forhold mellem saccadeamplitude og varighed., Der er også en lineær sammenhæng mellem saccade amplitude og hastighed; saccades på 15 grader, har peak hastigheder fra 300-350°/s, der henviser til, at saccades på 35 grader, har peak hastigheder fra 475-525°/s. Den specifikke visuelle tilstand, som om øjnene er lukkede af mængden af lys i rummet, vil også påvirke saccade spidsbelastningsperioder. Saccade nøjagtighed og latens påvirkes ikke af amplituden af saccade.,

klassifikationer

frivillige, endogene saccader er selvstyrede øjenbevægelser, der kan genereres som svar på Kommando; de kan kræve en kompleks volitionel proces med indviklet kortikal behandling. Refleksive saccader, i modsætning til de komplekse volitionelle saccader, er bevægelser af øjnene mod en visuel eller auditiv stimulus. Visuelt guidede saccader fremkaldes ved begyndelsen af en perifer stimulus og kan være frivillig eller refleksiv. Visuelt styrede saccader kræver ofte ikke en kompleks volitionel proces., Saccadeopgaverne nedenfor kan være nyttige under neuropsykologisk forskning.

Exogenously-drevet sensomotoriske saccades

Prosaccades

Prosaccades inddrage enkle omdirigering af blik til en stimulus, og typisk er genereret til at tilpasse fovea med visuelle mål af interesse. Disse er visuelt styrede saccader, der ikke involverer komplekse volitionelle processer.

Ekspres saccader

Ekspres saccader er meget korte latensreflekslignende øjenbevægelser, der medieres af direkte veje fra nethinden eller den visuelle Corte.til den overlegne colliculus., Disse saccades omgår den mere tidskrævende, omfattende behandling fra frontal Corte., og kan produceres under laboratorieforhold. De opstår, når der indsættes et “hul” mellem udryddelsen af et fikseringspunkt og udseendet af en perifer stimulus.

endogent drevne volitionelle saccadeopgaver

forudsigelige saccader

forudsigelige saccader forekommer, når blik er fikseret på et mål, der bevæger sig midlertidigt eller rumligt forudsigeligt (f.eks. når man følger et hurtigt bevægende objekt med ens øjne).,

Memory-guided saccades

Memory-guided saccades opstår, når øjnene bevæger sig mod et husket punkt med en forudgående visuel stimulus. Implementering af en hukommelsesstyret saccade kræver grundlæggende oculomotorisk kontrol, dorsolateral prefrontal Corte., anterior cingulate og supplerende øjenfelt. Underskud er relateret til frontal funktion.

Antisaccader

Antisaccader er øjenbevægelser, der er et forsætligt skift af blik væk fra en visuel stimulus., Gennemførelsen af en antisaccade kræver top-down inhibering af en refleksiv saccade til målet placering, samt udførelsen af en frivillig eye movement til spejlet placering af målet. Retningsfejl kan derfor knyttes til frontal lobedysfunktioner.

Saccade sekventering

saccade sekventering opstår, når emner genererer saccader til gemte mål i en lært rækkefølge. Fejl kan være knyttet til supplerende øjenfelter, som er vigtige for motorsekvenslæring, eller til frontale øjenfelter, posterior parietal Corte.eller den forreste cingulære Corte..,

Mikrosaccader

Mikrosaccader er saccader, der spænder fra omkring 0.01–0.3.i amplitude og genereres ubevidst under fiksering. De ser ud til at korrigere for fikseringsfejl fra langsomme øjedrift og kan forhindre fading af den visuelle scene, som kan opstå, når billedet stabiliseres på nethinden. Mikrosaccader undertrykkes under opgaver, der kræver fin visuel diskrimination.,

Neuroanatomy

Saccades er i høj grad iværksat af en af de to områder af hjernen: frontal eye fields, et område i frontallappen bare rostral til premotor cortex, og superior colliculus af midbrain. Størstedelen af frivillige saccader udløses af frontale øjenfelter, hvorimod ufrivillige saccader i vid udstrækning initieres af den overlegne colliculus., Frontaløjefelterne og superior colliculi modtager også input fra yderligere kortikale og subkortiske regioner til hjælp til stimulusbehandling og motorstyring.

For visuelt guidede saccades, visuelle oplysninger fra nethinden går gennem synsnerven, chiasm, og skrifter til den laterale geniculate nucleus af thalamus, hvor det er bragt til den primære visuelle cortex af den optiske stråling. Ved den primære visuelle Corte.registreres den visuelle stimulus inden for 100-120 ms efter dens præsentation., Information sendes derefter fra den primære visuelle Corte.til de ekstrastriate kortikale regioner, som er involveret i kortlægning af relevante stimuli i det visuelle rum. Den visuelle Corte.sender også input til superior colliculus, som igen kan starte en saccade ved at aktivere de vandrette og lodrette hjernestammens blikcentre. Områder af den frontale Corte., såsom frontale øjenfelter og supplerende øjenfelter, har også direkte adgang til hjernestammens saccade-genererende kredsløb og er involveret i motorstyring under saccades.,

saccade generation er en kompleks proces, der involverer flere andre hjerneområder. Positionsdata bevæger sig fra den visuelle Corte.til parietale Corte .regioner, såsom den overlegne parietallobe og de parietale øjenfelter. Disse parietale regioner har også direkte forbindelser til den overlegne colliculus, som antyder en rolle i saccade-udløsning. Skader på parietal Corte.øger latensen af prosaccader eller saccader mod en visuel stimulus. Striatum, en del af de basale ganglier, har også vist sig at spille en rolle i refleks saccade generation og hæmning., Cerebellum, især vermis og fastigial kerne, har været impliceret i saccade nøjagtighed. Volitionelle saccader kræver rekruttering af yderligere neurale regioner, såsom de præfrontale og anterior cingulate cortices. saccadens retning kodes af to blikcentre placeret i den retikulære formation, og denne aktivering sker, uanset om saccaden er frivillig eller ufrivillig., Det horisontale blik center (herunder paramedian pontine retikulære formation (PPRF) og den sjette nerve kernen) er placeret i siden af pons og giver mulighed for en koordineret bortførelse og adduktion af øjnene at flytte inden for den vandrette akse. Det lodrette blikcenter eller rostral interstitial kerne er placeret i den rostrale del af den midterste retikulære formation. Aktivering af de vandrette og lodrette blikcentre i koncert giver mulighed for skrå øjenbevægelser, og banerne er specificeret af de relative bidrag fra hvert blikcenter.,

vandrette saccader

efter aktivering projicerer det vandrette blikcenter eller PPRF til abducens-kernen på samme side af hjernen. Abducens kernen har to typer af neuroner: en lavere motor neuron, der direkte innerverer den laterale rectus muskel på samme side, og internuclear neuroner, der sender deres fibre på tværs af midterlinjen og deltage i en fiber-tarmkanalen kaldes den mediale langsgående fasciculus (MLF). Formålet med MLF er at koordinere øjenbevægelser under vandret blik., Neuronerne fra MLF afsluttes derefter i den del af den oculomotoriske kerne, der indeholder lavere motoriske neuroner, der inderverer den mediale rektusmuskel. Derfor aktiverer en saccade, der er initieret i det venstre frontale øjenfelt, den venstre overlegne colliculus, hvilket vil forårsage nedstrøms aktivering af den højre abducens-kerne og venstre oculomotoriske kerne, hvilket tillader vandrette bevægelser af begge øjne til højre.

det frontale øjenfelt projicerer også direkte til den kontralaterale PPRF., Frontaløjefelterne og superior colliculus menes at supplere hinanden, så skader på en struktur stadig giver mulighed for produktion af vandrette saccader. Skader på begge strukturer frembringer imidlertid et dramatisk underskud i evnen til at danne saccader.,

Forenklet forløb af neuroner i en frivillig horisontale saccade:

frontal eye felt → superior colliculus → PPRF → abducens kernen → MLF → oculomotor kernen

  • Bemærk: abducens kernen og oculomotor kernen indeholder også lavere motor neuroner, der direkte innervate tværgående rectus og mediale rectus muskler, hhv. Yderligere kortikale og subkortiske regioner er også involveret i stimulusbehandling og motorisk kontrol.,

lodrette saccader

det lodrette blikcenter eller rostral interstitiel kerne sender sine a .oner bilateralt til de trochleære og oculomotoriske kerner. Trochlear kerner, så aktiverer den overlegne skrå muskler, og oculomotor kerner kontrol ringere oblique, rectus inferior og superior rectus muskler. Det lodrette blikcenter sikrer, at overlegne og underordnede ekstraokulære muskler virker synergistisk for at producere konjugerede bevægelser af øjnene.,

Forenklet forløb af neuroner i en frivillig lodret saccade:

frontal eye felt → superior colliculus → rostral interstitiel kernen → trochlear og oculomotor kerner → tilsvarende muskler

  • Bemærk: trochlear kernen indeholder lavere motor neuroner, der direkte innervate superior-skrå muskler, og oculomotor kernen indeholder lavere motor neuroner, der direkte innervate ringere oblique, rectus superior og inferior rectus muskler. Yderligere kortikale og subkortiske regioner er også involveret i stimulusbehandling og motorisk kontrol.,

Neurofysiologi

superior colliculus og frontal eye fields er tænkt til at indlede saccades, da aktivering af særlige steder i disse steder, producerer øje med bevægelser i en bestemt retning og afstand, der er uafhængig af den oprindelige position i øjnene i kredsløb. under en saccade, og varigheden af neuronal aktivitet svarer til amplituden af en saccadisk øjenbevægelse., Med hver saccade når disse neuroner et nyt baseline niveau af udledning, der er korreleret med øjets position i kredsløbet. Denne stabile baseline fyring holder øjet i sin nye position.

undersøgelse af saccader

vandrette og lodrette saccader bør undersøges uafhængigt, da separate lidelser kan påvirke hver type saccade. Termsarasab et al. forudsat en nyttig ramme til at undersøge de enkelte komponenter i saccades:

  1. saccade initiation: genererer øjnene straks saccades efter kommandoer?,
  2. bevægelsesområde og konjugering af saccades: viser øjnene en begrænsning i bevægelsesområdet? Bevæger øjnene sig sammen i samme hastighed?
  3. hastighed på saccades: bevæger øjnene sig for langsomt?
  4. nøjagtighed af saccades: bevæger øjnene nøjagtigt til det nye mål? Er de hypometriske (for små) eller hypermetriske (for store)? Er der en korrektion af saccade til målet, og er denne korrektion nøjagtig?
  5. Saccadiske indtrængen eller svingninger: viser øjnene firkantbølger, makroaccadiske svingninger eller okulær fladder/opsoclonus?, Forekommer indtrængen eller svingninger, når patienter fikserer deres blik eller under glat forfølgelse?

Bemærk: Firkantbølger er en lille saccade væk fra og tilbage til midtlinjen med et intersaccadisk interval mellem bevægelser. Macrosaccadic svingninger består af back-to-back saccades med en intersaccadic interval mellem bevægelser, der svinger i et crescendo-decrescendo mønster omkring midterlinjen. Opsoclonus er en type saccadisk indtrængen / svingning med spontane back-to-back saccader i alle baner uden et intersaccadisk interval., Okulær fladder refererer kun til en lignende bevægelse i vandret retning. Der er ingen funktionel eller klinisk forskel mellem opsoclonus og flutter. Saccadiske indtrængen er spontane uønskede saccader under okulær fiksering, og de fremkaldes ofte af blikskift.

lidelser med nedsat saccadiske øjenbevægelser

Der er en række lægemidler, læsioner og lidelser, der kan forringe saccadiske øjenbevægelser.

bevægelsesforstyrrelser

Parkinsons sygdom: kliniske øjenabnormiteter er subtile, men hypometriske vandrette og / eller lodrette saccader kan undertiden ses.,

Multiple systematrofi: patienter kan vise firkantbølgestykker og saccadisk dysmetria.

progressiv supranuklear parese: Firkantbølgestykker er almindelige. Patienter har langsomme lodrette saccader tidligt i løbet, og dette går forud for oftalmoplegi.

Opsoclonus-myoclonus Ata syndromeia syndrom: Opsoclonus er en diagnostisk funktion.

Huntington disease: det vigtigste okulære fund er svækkelse af saccade-initiering. oculomotoriske fund er en tidlig diagnostisk ledetråd. Patienter kan også have saccadisk afmatning og en svækkelse i antiaccadeopgaven.,

Spinocerebellar ataksi: Saccader er vigtige diagnostiske spor i visse typer SCA, da afmatning af saccader på vandret blik er et kendetegn klinisk træk ved SCA2. Makroaccadiske svingninger ses ved spinocerebellar ataksi med saccadiske indtrængen (SCASI).

Friedreich Ata .ia: fremtrædende fikseringsstabilitet kan forårsage makroaccadiske svingninger eller kontinuerlige firkantbølger. Oculomotor APRA .ia: forsinket initiering af saccader på grund af nedsat højere kortikal kontrol. Patienter kan anvende Hovedstød eller øjenblinker for at generere saccader.,ata .ia-telangiectasia: Hypometriske saccader, skiftevis skæv afvigelse og firkantbølge jerks kan ses.

Neuropsykiatriske lidelser

ADHD: Undersøgelser har vist en konsekvent reduktion i evnen til at undertrykke uønskede saccades, hvilket tyder på, at en nedsat funktion af de områder, som dorsolateral prefrontal cortex.

autisme: der er konsekvent rapporteret om et forhøjet antal antiaccadefejl, hvilket kan skyldes forstyrrelser i frontale kortikale områder.,

Ski .ofreni i barndommen: der er et øget antal forventende saccader og påtrængende saccader under glatte forfølgelsesøjebevægelser.

Al .heimers sygdom: nogle undersøgelser har vist, at patienter kan have hypometriske saccader, langvarige saccadeforsinkelser, reducerede tophastigheder og en svækkelse i antisaccadeopgaven.

andre overvejelser

den høje nøjagtighed af saccades hos normale patienter er et resultat af kontinuerlig tilpasning., Saccade-tilpasning involverer evaluering af nøjagtigheden af tidligere saccades og efterfølgende korrektion af motorkommandoerne for de næste saccades. Saccader er ballistiske og kan derfor ikke korrigeres under flyvning, så en adaptiv proces er nødvendig for at give en større grad af nøjagtighed. Derudover forårsager udvikling og aldring ændringer i adskillige komponenter i det oculomotoriske system, såsom øjenmuskler, kraniale nerver og centrale veje. Saccade tilpasning er bevidstløs og forbedrer i løbet af gentagne forsøg. Denne proces er nyttig til at korrigere saccade unøjagtigheder over tid.,

Saccadic maskering

Visuelle oplysninger, der er under saccades anses for at være “maskeret”, eller skjult fra vores opfattelse. Saccadisk maskering, eller “saccadisk udeladelse”, forklarer, hvorfor vi ikke opfatter et udtværet billede eller forstyrrende bevægelsesfølelse under hver saccade. Dette fænomen skyldes en helt visuel proces og involverer undertrykkelse af den magnocellulære vej, som er involveret i at bære information om bevægelse ved høje hastigheder., Undertrykkelse af denne vej resulterer i en stærkt formindsket følsomhed for bevægelse under saccades.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *