Saccade (Svenska)

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 och fixations: exempel på saccades och fixations medan du läser en mening. Vi rör inte våra ögon smidigt över texten. Behandlingen består av fram-och bakåtsackader och fixeringar. © 2020 American Academy of Ophthalmology

en saccade är en snabb, konjugat, ögonrörelse som skiftar centrum av blicken från en del av synfältet till en annan., Saccades används främst för att orientera blicken mot ett föremål av intresse. Saccades kan vara horisontella, vertikala eller sneda. De kan både frivilligt utföras efter vilja (t.ex. skumma en text) eller ofrivillig och reflexiv (t. ex. under den snabba fasen av nystagmus eller snabb ögonrörelse sömn). Saccades är snabba (upp till 700°/s) rörelser i ögonen som möjliggör rask ögonrörelse mot visuella, auditiva eller taktila stimuli och identifiering av punkter i vår omgivning för att utföra önskade uppgifter. Inledningen av en saccade tar cirka 200 millisekunder., Saccades sägs vara ballistiska eftersom rörelserna är förutbestämda vid initiering, och saccade-genereringssystemet kan inte svara på efterföljande förändringar i målets position efter saccade-initiering.

de flesta djur med god syn visar ett mönster av stabila fixeringar som varvas mellan snabba saccades som skiftar blickriktningen. Det finns en anatomisk motivering bakom saccades som förklarar varför människor inte kan få en tydlig bild av hela synfältet genom att fixera ögonen på en enda punkt., Hos människor har den centrala delen av näthinnan—som kan betraktas som de centrala 10 graderna av visuell vinkel—utvecklats för att möjliggöra visualisering av fina rumsliga detaljer och färg. Fovea centralis, en depression i näthinnans yta vid 0 grader excentricitet (syncentrum), är ca 1,0 mm i diameter och 3 grader av visuell vinkel. Detta lilla område innehåller den högsta densiteten hos konfotoreceptorer., Saccades möjliggör därför snabba förändringar i blicken så att den centrala näthinnan—synområdet som möjliggör fina rumsliga detaljer och färger—kan bedöma omgivningen. Att hålla blicken fortfarande under fixeringar är användbart för att undvika oskärpa, vilket försämrar bilden och uppstår på grund av fotoreceptorns långa svarstid.

parametrar

det finns flera termer som används för att karakterisera saccades:

  • Amplitude: storleken på saccade, vanligtvis mätt i grader eller minuter av båge., En högre Amplitud betyder att ögat har rest ett större avstånd under saccade.
  • vinst: förhållandet mellan den faktiska saccade amplituden dividerad med den önskade saccade amplituden; vanligtvis bestäms av storleken på ett målsteg. Vinster av <1 indikerar att saccade var för liten eller hypometrisk och vinster av > 1 indikerar att saccade var för stor eller hypermetrisk.
  • varaktighet: den tid det tar att slutföra saccade. De flesta saccades är komplett inom några tiotals millisekunder.,
  • hastighet: amplituden för saccaden dividerad med varaktigheten (vanligen rapporterad i grader per sekund).
  • topphastighet: den högsta hastigheten som uppnåtts under saccade.
  • latens: den tid som tas från utseendet på ett mål till början av en saccade som svar på det målet.

För normala försökspersoner finns ett linjärt samband mellan saccade amplitud och varaktighet., Det finns också ett linjärt samband mellan saccade amplitud och hastighet. saccades vid 15 grader har topphastigheter från 300-350°/s, medan saccades vid 35 grader har topphastigheter från 475-525°/s.det specifika visuella tillståndet, såsom om ögonen är stängda av mängden ljus i rummet, kommer också att påverka saccade topphastighet. Saccade noggrannhet och latens påverkas inte av saccadens Amplitud.,

klassificeringar

frivilliga, endogena saccades är självstyrda ögonrörelser som kan genereras som svar på kommandot; de kan kräva en komplex volitionell process med invecklad kortikal bearbetning. Reflexiva saccades, till skillnad från de komplexa volitionella saccaderna, är ögonrörelser mot en visuell eller auditiv stimulans. Visuellt guidade saccades framkallas av början av en perifer stimulans och kan vara frivillig eller reflexiv. Visuellt guidade saccades kräver ofta inte en komplex volitionell process., De saccade uppgifterna som anges nedan kan vara användbara under neuropsykologisk forskning.

exogent drivna sensorimotorsaccades

Prosaccades

Prosaccades innebär enkel omdirigering av blicken till en stimulans och vanligtvis genereras för att anpassa fovea med visuella mål av intresse. Dessa är visuellt guidade saccades som inte involverar komplexa volitionella processer.

Express saccades

Express saccades är mycket korta latensreflexliknande ögonrörelser som förmedlas av direkta vägar från näthinnan eller synbarken till överlägsen colliculus., Dessa saccades kringgår den mer tidskrävande, omfattande bearbetningen från frontal cortex och kan produceras under laboratorieförhållanden. De uppstår när ett” gap ” sätts in mellan utrotningen av en fixeringspunkt och utseendet på en perifer stimulans.

endogent-driven volitional saccade-uppgifter

prediktiva saccades

prediktiva saccades uppstår när blicken är fixerad på ett mål som rör sig på ett temporalt eller rumsligt prediktivt sätt (till exempel när man följer Ett snabbrörligt objekt med ens ögon).,

Minnesstyrda saccades

Minnesstyrda saccades uppstår när ögonen rör sig mot en ihågkommen punkt med en tidigare visuell stimulans. Genomförandet av en minnesstyrd saccade kräver grundläggande oculomotor kontroll, dorsolateral prefrontal cortex, anterior cingulate och kompletterande ögonfält. Underskott är relaterade till frontalfunktion.

Antisaccades

Antisaccades är ögonrörelser som är en avsiktlig förskjutning av blicken bort från en visuell stimulans., Genomförandet av en antisaccade kräver uppifrån och ner inhibering av en reflexiv saccade till målplatsen, liksom utförandet av en frivillig ögonrörelse till målets spegelplats. Riktningsfel kan därför kopplas till störningar i frontalloben.

Saccade sekvensering

Saccade sekvensering inträffar när försökspersoner genererar saccades till memorerade mål i en lärd ordning. Fel kan kopplas till kompletterande ögonfält, som är viktiga för motorsequenceinlärning, eller till de främre ögonfälten, bakre parietal cortex eller den främre cingulate cortex.,

Microsaccades

Microsaccades är saccades som sträcker sig från ca 0.01°-0.3° i amplitud och genereras omedvetet under fixering. De verkar korrigera för fixeringsfel från långsamma ögondrifter och kan förhindra blekning av den visuella scenen, vilket kan uppstå när bilden stabiliseras på näthinnan. Microsaccades undertrycks under uppgifter som kräver fin visuell diskriminering.,

neuroanatomi

Saccades initieras i stor utsträckning av en av två hjärnregioner: de främre ögonfälten, en region av frontalloben bara rostral till premotor cortex och den överlägsna colliculusen i midbrain. Majoriteten av frivilliga saccades utlöses av de främre ögonfälten, medan ofrivilliga saccades till stor del initieras av den överlägsna colliculus., De främre ögonfälten och överlägsen colliculi får också ingångar från ytterligare kortikala och subkortiska regioner för att hjälpa till vid stimulansbehandling och motorstyrning.

för visuellt guidade saccades passerar visuell information från näthinnan genom de optiska nerverna, chiasmen och vägarna till thalamusens laterala genikulära kärna, där den förs till den primära visuella cortexen genom de optiska strålningarna. Vid den primära visuella cortexen registreras den visuella stimulansen inom 100-120 ms efter presentationen., Information skickas sedan från den primära visuella cortexen till de extrastriate kortikala regionerna, som är involverade i kartläggning av relevanta stimuli i visuellt utrymme. Den visuella cortex skickar också ingångar till den överlägsna colliculus, som i sin tur kan initiera en saccade genom att aktivera de horisontella och vertikala hjärnstammen blickcentra. Områden av frontal cortex, såsom främre ögonfält och kompletterande ögonfält, har också direkt tillgång till brainstem saccade-generating circuitry och är involverade i motorstyrning under saccades.,

Saccade generation är en komplex process som involverar flera andra hjärnregioner. Positionsdata färdas från den visuella cortex till parietala cortex regioner som den överlägsna parietala loben och parietala ögonfälten. Dessa parietala regioner har också direkta förbindelser till den överlägsna colliculus, vilket tyder på en roll i saccade-utlösande. Skador på parietal cortex ökar latensen av prosaccades eller saccades mot en visuell stimulans. Striatum, en del av de basala ganglierna, har också visat sig spela en roll i reflex saccade generation och inhibering., Cerebellum, särskilt vermis och fastigial kärna, har varit inblandad i saccade noggrannhet. Volitional saccades kräver rekrytering av ytterligare neurala regioner som prefrontala och främre cingulatkortices.

saccade-riktningen kodas av två ögoncentraler som ligger i retikulärbildningen, och denna aktivering sker om saccade är frivillig eller ofrivillig., Det horisontella blickcentret (inklusive paramedian pontine retikulär bildning (PPRF) och den sjätte nervkärnan) ligger i pons mittlinje och möjliggör samordnad bortförande och adduktion av ögonen för att flytta inom den horisontella axeln. Det vertikala blickcentret, eller rostral interstitiell kärna, ligger i den rostrala delen av midbrain retikulära bildningen. Aktivering av de horisontella och vertikala blickcentra i konsert möjliggör sneda ögonrörelser, och banorna specificeras av de relativa bidragen från varje blickcenter.,

horisontella saccades

Efter aktivering, projects the horizontal gaze center, eller PPRF, till abducens nucleus på samma sida av hjärnan. Abducens nucleus har två typer av neuroner: en lägre motorneuron som direkt innerverar den laterala rectus muskeln på samma sida, och internuclear neuroner som skickar sina fibrer över mittlinjen och gå med i en fiberkanal som kallas den mediala longitudinella fasciculus (MLF). Syftet med MLF är att samordna ögonrörelser under horisontell blick., Neuronerna från MLF avslutas sedan i den del av den oculomotoriska kärnan som innehåller lägre motorneuroner innerverar den mediala rectus muskeln. Därför aktiverar en saccade initierad i vänstra främre ögonfältet vänster överlägsen colliculus, vilket kommer att orsaka nedströmsaktivering av den högra bortförande kärnan och vänster oculomotor kärna, vilket möjliggör horisontella rörelser hos båda ögonen till höger.

frontalögonfältet projicerar också direkt till den kontralaterala PPRF., De främre ögonfälten och överlägsen colliculus tros komplettera varandra, så att skador på en struktur fortfarande tillåter produktion av horisontella saccades. Skador på båda strukturerna ger emellertid ett dramatiskt underskott i förmågan att bilda saccades.,

förenklad väg av neuroner i en frivillig horisontell saccade:

frontal eye field → superior colliculus → PPRF → abducens nucleus → MLF → oculomotor nucleus

  • Obs: abducens nucleus och oculomotor nucleus innehåller också lägre motorneuroner som direkt innerverar laterala rectus och mediala rectus muskler, respektive. Ytterligare kortikala och subkortiska regioner är också involverade i stimulansbehandling och motorstyrning.,

vertikala saccades

den vertikala blicken center, eller rostral interstitiell kärna, skickar sina axoner bilateralt till trochlear och oculomotor kärnor. De trochleära kärnorna aktiverar sedan de överlägsna sneda musklerna, och de oculomotoriska kärnorna styr de underlägsna sneda, underlägsna rectus och överlägsen rectus muskler. Det vertikala blickcentret säkerställer att överlägsna och sämre extraokulära muskler verkar synergistiskt för att producera konjugerade rörelser i ögonen.,

förenklad väg av neuroner i en frivillig vertikal saccade:

frontalögonfält → överlägsen colliculus → rostral interstitiell kärna → trochleära och oculomotoriska kärnor → motsvarande muskler

  • Obs: trochlearkärnan innehåller lägre motorneuroner som direkt innerverar den överlägsna sneda muskeln och den oculomotoriska kärnan innehåller lägre motorneuroner som direkt innervar de underlägsna sneda, överlägsen och sämre rectus muskler. Ytterligare kortikala och subkortiska regioner är också involverade i stimulansbehandling och motorstyrning.,

neurofysiologi

de överlägsna colliculus-och frontalögonfälten tros initiera saccades eftersom aktivering av vissa platser på dessa platser ger ögonrörelser i en viss riktning och avstånd som är oberoende av ögonens ursprungliga position i omloppsbana.

lägre motoriska neuroner i oculomotor, abducens och trochlear nuclei fire under en saccade, och varaktigheten av neuronal aktivitet motsvarar amplituden för en saccadisk ögonrörelse., Med varje saccade når dessa neuroner en ny baslinjenivå av urladdning som är korrelerad med ögonpositionen i banan. Denna stadiga baseline bränning håller ögat i sin nya position.

undersökning av saccades

horisontella och vertikala saccades bör undersökas oberoende, eftersom separata störningar kan påverka varje typ av saccade. Termsarasab et al. förutsatt en användbar ram för att undersöka de enskilda komponenterna i saccades:

  1. Saccade initiation:genererar ögonen snabbt saccades efter kommandon?,
  2. rörelseomfång och konjugering av saccades: visar ögonen en begränsning i rörelseomfånget? Rör ögonen ihop i samma takt?
  3. hastighet av saccades:rör ögonen för långsamt?
  4. noggrannhet av saccades: rör ögonen noggrant till det nya målet? Är de hypometriska (för små) eller hypermetriska (för stora)? Finns det en korrigering av saccade till målet, och är denna korrigering korrekt?
  5. Saccadic intrång eller oscillationer: visar ögonen fyrkantiga våg jerks, makrosaccadic oscillationer eller okulär fladder/opsoclonus?, Uppstår intrång eller oscillationer när patienter fixerar blicken eller under smidig strävan?

Obs: Square wave jerks är en liten sacccade från och tillbaka till mittlinjen med ett intersaccadic intervall mellan rörelser. Macrosaccadic svängningar består av back-to-back saccades med en intersaccadic intervall mellan rörelser som befinner sig i ett crescendo-decrescendo mönster om mittlinjen. Opsoclonus är en typ av saccadic intrusion / oscillation med spontana back-to-back saccades i alla banor utan ett intersaccadiskt intervall., Okulär fladder avser endast en liknande rörelse i horisontell riktning. Det finns ingen funktionell eller klinisk skillnad mellan opsoklonus och fladder. Saccadic intrång är spontana oönskade saccades under okulär fixering, och de provoceras ofta av blickskift.

störningar med nedsatt saccadic ögonrörelser

det finns ett antal läkemedel, lesioner och störningar som kan försämra saccadic ögonrörelser.

rörelsestörningar

Parkinsons sjukdom: kliniska ögonavvikelser är subtila, men hypometriska horisontella och / eller vertikala saccades kan ibland ses.,

flera systematrofi: patienter kan visa fyrkantiga våg jerks och saccadic dysmetria.

Progressiv Supranukleär Pares: Square wave jerks är vanliga. Patienter har långsamma vertikala saccades tidigt i kursen, och detta föregår oftalmoplegi.

Opsoclonus-myoklonus ataxi syndrom: Opsoclonus är en diagnostisk funktion.

Huntingtons sjukdom: det huvudsakliga okulära fyndet är försämring av saccade-initiering. oculomotor fynd är en tidig diagnostisk ledtråd. Patienter kan också ha saccadic avmattning och en försämring i antisaccade-uppgiften.,

Spinocerebellär ataxi: Saccades är viktiga diagnostiska ledtrådar i vissa typer av SCA, eftersom saktning av saccades på horisontell blick är ett kännetecken för SCA2. Makrosackadiska svängningar ses i Spinocerebellär ataxi med saccadic intrusions (SCASI).

Friedreich ataxia: framträdande fixeringsinstabilitet kan orsaka makrosaccadiska svängningar eller kontinuerliga kvadratiska vågstötar.

Oculomotor apraxi: fördröjd start av saccades på grund av nedsatt högre kortikal kontroll. Patienter kan använda huvudet stötar eller ögon blinkar för att generera saccades.,

Ataxia-telangiectasia: Hypometriska saccades, alternerande skev avvikelse och kvadratiska vågstötar kan ses.

neuropsykiatriska störningar

ADHD: studier har visat en konsekvent minskning av förmågan att undertrycka oönskade saccades, vilket tyder på en nedsatt funktion av områden som dorsolateral prefrontal cortex.

Autism: ett förhöjt antal antisackadefel har konsekvent rapporterats, vilket kan bero på störningar i frontalkortikala områden.,

schizofreni i barndomen: det finns ett ökat antal förutseende saccades och påträngande saccades under smidiga ögonrörelser.

Alzheimers sjukdom: vissa studier har visat att patienter kan ha hypometriska saccades, långvariga saccade latenser, reducerade topphastigheter och en försämring av antisaccade-uppgiften.

andra överväganden

den höga noggrannheten hos saccades hos normala patienter är ett resultat av kontinuerlig anpassning., Saccade anpassning innebär att man utvärderar noggrannheten hos tidigare saccades och därefter korrigerar motorkommandona för nästa saccades. Saccades är ballistiska och kan därför inte korrigeras under flygning, så en adaptiv process är nödvändig för att ge en högre grad av noggrannhet. Dessutom orsakar utveckling och åldrande förändring i många komponenter i det oculomotoriska systemet, såsom ögonmusklerna, kranialnerver och centrala vägar. Saccade anpassning är medvetslös och förbättras över upprepade försök. Denna process är användbar för att korrigera saccade felaktigheter över tiden.,

Saccadic masking

visuell information under saccades anses vara ”maskerad” eller dold från vår uppfattning. Saccadic maskering, eller” saccadic utelämnande”, förklarar varför vi inte uppfattar en utsmetad bild eller störande känsla av rörelse under varje saccade. Detta fenomen beror på en helt visuell process och innebär undertryckande av den magnocellulära vägen, som är involverad i att bära information om rörelse vid höga hastigheter., Undertryckande av denna väg resulterar i en kraftigt minskad känslighet för rörelse under saccades.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *