Badanie widzenia obuocznego jest przeprowadzane przez okulistów, optometrystów i ortoptystów zarówno u dzieci – w celu oceny prawidłowości rozwoju widzenia – jak i u dorosłych, zwłaszcza gdy wykonują oni takie czynności jak np. prowadzenie pojazdów, prace na wysokości czy obsługa maszyn. Mając świadomość znaczenia, jak istotna to kwestia, postanowiłem poświęcić kilka artykułów przedstawieniu istoty widzenia obuocznego i lepszemu zrozumieniu przebiegu jego badania.
Widzenie obuoczne polega na połączeniu wrażeń docierających do mózgu jednocześnie z prawego i lewego oka we wspólny obraz o większej zawartości informacyjnej niż przy postrzeganiu jednoocznym. Ten skoordynowany proces łączenia wrażeń nazywamy fuzją. Zwiększona zawartość informacyjna widzenia obuocznego jest rezultatem poszerzonego (w stosunku do widzenia jednoocznego) pola widzenia i stereopsji, czyli trójwymiarowego widzenia przestrzennego.
Ryc. 1. Schemat ogólny budowy mózgowia: a – półkula mózgu, b – ciało modzelowate (spoidło wielkie), c – międzymózgowie, d – śródmózgowie, e – móżdżek, f – most, g – rdzeń przedłużony, h – rdzeń kręgowy.
Fuzja zachodzi w mózgu, a więc sprawność działania układu wzrokowego zależy nie tylko od miarowego czy skorygowanego do miarowości układu optycznego oczu i prawidłowo działających siatkówek, lecz także od stanu drogi wzrokowej i ośrodków wzrokowych mózgu.
Ryc. 2. Przekrój poziomy gałki ocznej: a – rogówka, b – biegun przedni gałki ocznej, c – komora przednia, d – tęczówka, e – soczewka, f – obwódka rzęskowa, g – ciało rzęskowe, h – przyczep mięśnia prostego bocznego, i – twardówka, j – naczyniówka, k – siatkówka, l – dołek plamki żółtej, m – biegun tylny gałki ocznej, n – nerw wzrokowy, o – oś optyczna, p – tarcza nerwu wzrokowego, r – ciało szkliste, s – przyczep mięśnia prostego przyśrodkowego, w – oś wzrokowa (oś widzenia).
Mózgowie tworzą mózg właściwy, rdzeń przedłużony i móżdżek. Mózg właściwy składa się z kolei z dwóch półkul mózgu osadzonych na pniu mózgu, który tworzą śródmózgowie, most i rdzeń przedłużony. Półkule mózgu są połączone ciałem modzelowatym zawierającym włókna spoidłowe.
Włókna (aksony) wszystkich komórek zwojowych siatkówki zbiegają się ku tarczy nerwu wzrokowego (nerwu II), tu otrzymują osłonkę mielinową i razem tworzą nerw wzrokowy.
Po opuszczeniu gałki ocznej i oczodołu nerwy wzrokowe z prawego i lewego oka wchodzą do jamy czaszki i częściowo łączą się, tworząc skrzyżowanie nerwów wzrokowych i wychodzące z niego pasma wzrokowe. Trzeba jednak pamiętać, że o ile włókna pochodzące z nosowych części siatkówki przechodzą na przeciwną stronę, o tyle włókna ze skroniowych części siatkówki nie krzyżują się. Dlatego przyjmujemy, że prawe pasmo wzrokowe zawiera włókna pochodzące z prawej części siatkówki, a lewe pasmo wzrokowe – włókna pochodzące z lewej części siatkówki.
Jak już powiedziano, za skrzyżowaniem nerwów wzrokowych włókna nerwowe z obu oczu tworzą pasma wzrokowe. Kierują się one do trzech celów, czyli trzech regionów podkorowych mózgu:
- ciała kolankowatego bocznego, przetwarzającego informację wzrokową,
- pola przedpokrywowego śródmózgowia, które kontroluje odruch źreniczny na światło,
- wzgórka górnego, kontrolującego ruchy gałek ocznych.
Z trzech podkorowych regionów mózgu tylko jeden – ciało kolankowate boczne – przetwarza informację, która ostatecznie skutkuje percepcją wzrokową.
Analiza budowy komórkowej umożliwiła wyodrębnienie w korze mózgu obszarów – nazywanych polami – różniących się nie tylko budową, ale również funkcją. Brodmann wyodrębnił 50 pól korowych i przypisał im kolejne numery. Pierwszorzędowy ośrodek wzrokowy, czyli pole prążkowane, oznaczone jest jako pole 17 Brodmanna. Do pierwszorzędowego ośrodka wzrokowego przylega pole wzrokowo-ruchowe
(pole 18 Brodmanna) oraz pole wzrokowo-psychiczne, zwane polem asocjacyjnym – pole 19 Brodmanna. Przyjmuje się, że pole 18 Brodmanna bierze udział m.in. we współruchu akomodacyjno-konwergencyjnym (akomodacja, konwergencja, zwężenie źrenic),
a pole 19 Brodmanna odpowiada
za integrację wrażeń wzrokowych.
Dla zrozumienia podstaw prawidłowego widzenia obuocznego i jego zaburzeń niezbędne jest poznanie poniżej przedstawionych określeń.
Ryc. 3. Schemat mózgu z zaznaczoną drogą wzrokową: a – gałka oczna, b – nerw wzrokowy, c – skrzyżowania wzrokowe, d – pasmo wzrokowe, e – ciało kolankowate boczne, f – promienistość wzrokowa, g – pierwszorzędowy ośrodek wzrokowy (pole 17 Brodmanna), h – pole wzrokowo-ruchowe (pole 18 Brodmanna), i – pole wzrokowo-psychiczne (pole 19 Brodmanna), j – płat potyliczny, k – płat ciemieniowy, l – ciało modzelowate, m – płat czołowy.
Wartość kierunkowa
Przyjmujemy, że każde miejsce siatkówki posiada własne wrażenie kierunku. Przez wartość kierunkową danego miejsca siatkówki należy rozumieć wrażenie kierunku rzutowane w przestrzeń przedmiotową i mierzone jako kąt względem centrum pola widzenia. Jeżeli to miejsce siatkówki zostanie pobudzone przez utworzony na nim obraz, to w określonym miejscu pola widzenia będzie postrzegany odpowiedni przedmiot.
W warunkach prawidłowych dołeczek plamki posiada wartość kierunkową „na wprost”, czyli 0o, ponieważ w nim tworzy się obraz punktu fiksacji – punktu, na który w danym momencie patrzy oko.
Wykazano doświadczalnie, że wartość kierunkowa miejsca siatkówki jest przekazywana do przynależnego temu miejscu neuronu w ośrodku wzrokowym. Jeśli zamiast pobudzać określone miejsce siatkówki światłem, zaczniemy pobudzać przynależne mu miejsce kory wzrokowej bodźcem elektrycznym (za pomocą odpowiedniej elektrody), postrzegany będzie błysk światła w określonym miejscu pola widzenia.
Pola receptorowe i korespondujące miejsca siatkówek
W modelu wyjaśniającym podstawy widzenia obuocznego przyjmuje się, że komórce nerwowej (neuronowi) w ośrodku wzrokowym jest przyporządkowany obszar wzajemnie połączonych komórek nerwowych w jednej z obu siatkówek. Ten obszar nazywany jest polem receptorowym i jemu odpowiada „element obrazowy” w korze wzrokowej mózgu.
Ryc. 4. Schemat drogi wzrokowej: a – nerw wzrokowy, b – skrzyżowanie nerwów wzrokowych, c – pasmo wzrokowe, d – ciało kolankowate boczne, e – promienistość wzrokowa, f – pierwszorzędowy ośrodek wzrokowy, A – obuoczna część dwuocznego pola widzenia.
Pomiędzy polami receptorowymi siatkówek oczu istnieją połączenia zlokalizowane w mózgu, umożliwiające prawidłowe widzenie obuoczne.
Korespondujące miejsca siatkówek są to pola receptorowe siatkówki w obu oczach, które w widzeniu obuocznym posiadają równe wartości kierunkowe. Mają one połączenia z odpowiednimi – współpracującymi w widzeniu obuocznym – neuronami w ośrodku wzrokowym. Dzięki temu obrazy, które zostały utworzone na korespondujących miejscach siatkówek, łączą się automatycznie w jedno obuoczne wrażenie wzrokowe, o ile są one wystarczająco równe.
Warunkiem optymalnej współpracy korespondujących miejsc siatkówek jest równość utworzonych na nich obrazów.
Wielkość pól receptorowych (a więc także ich zagęszczenie) nie jest na siatkówce jednakowe. W jej centralnej części zagęszczenie pól receptorowych jest większe, a ich wielkość mniejsza, natomiast na obwodzie siatkówki obserwujemy zależność odwrotną.
Ponieważ każde pole receptorowe posiada własną wartość kierunkową, liczba wartości kierunkowych jest w centrum siatkówki znacznie wyższa niż na jej obwodzie.
Oczywiście, środki dołeczków plamek posiadają równe wartości kierunkowe (0o, czyli „prosto”).
Ryc. 5. Kąt konwergencji K pomiędzy osiami widzenia przecinającymi się w punkcie fiksacji P.
W warunkach prawidłowych każde pole receptorowe siatkówki koresponduje z odpowiadającym mu polem receptorowym siatkówki drugiego oka, a jednoczesne pobudzenie korespondujących pól umożliwia mózgową lokalizację przedmiotu w przestrzeni.
Natomiast przedmiot, którego obraz zostaje utworzony na niekorespondujących miejscach siatkówek, jest lokalizowany w przestrzeni w dwóch różnych kierunkach i jest widziany podwójnie.
Ortoforia
Ortoforia to idealne ustawienie oczu, przy którym osie widzenia przecinają się w punkcie fiksacji, a przy patrzeniu w dal są równoległe. Zbieżność ustawienia osi widzenia przy obserwacji obuocznej określa kąt K, zwany konwergencją.
Wartość konwergencji K jest zwykle wyrażana w dioptriach pryzmatycznych, dlatego:
gdzie: PD – odległość pomiędzy środkami obrotu gałek ocznych [cm],
Sp – odległość punktu fiksacji P od prostej łączącej środki obrotu oczu [m].
Jeżeli punkt fiksacji P zbliża się do obserwatora, to wzrasta akomodacja i konwergencja. Pomiędzy akomodacją AP i konwergencją K zachodzi więc zależność, którą w przybliżeniu można przyjąć za wprost proporcjonalną – im większa akomodacja, tym większa konwergencja (i na odwrót).
W warunkach prawidłowych przy patrzeniu w dal osie widzenia obu oczu są równoległe, a więc K = 0. Wtedy oczy miarowe lub odpowiednio skorygowane nie akomodują (A = 0). Natomiast przy zbliżaniu obserwowanego punktu P akomodacja AP i konwergencja K rosną.
Pomiędzy akomodacją AP a odległością Sp punktu fiksacji P zachodzi zależność:
gdzie: R – refrakcja oka.
Dla oka miarowego lub skorygowanego należy przyjąć R=0 i wtedy:
Przykład
Dla PD = 64 mm = 6,4 cm i Sp = 200 cm = 2 m, Ap = 0,50 dpt,
K = 3,2 pdpt
Dla PD = 64 mm = 6,4 cm i Sp = 100 cm = 1 m, Ap = 1,00 dpt,
K = 6,4 pdpt
Dla PD = 64 mm = 6,4 cm i Sp = 50 cm = 0,5 m, Ap = 2,00 dpt, K = 12,8 pdpt
Dla PD = 64 mm = 6,4 cm i Sp = 40 cm = 0,4 m, Ap = 2,50 dpt,
K = 16 pdpt
Przybliżoną zależność pomiędzy akomodacją i konwergencją można przedstawić jako linię prostą (ryc. 6). Dla większych wartości rozstawu źrenic PD nachylenie tej linii jest mniejsze, a dla mniejszych – większe.
W rzeczywistości zależność między akomodacją a konwergencją nie jest ściśle liniowa (ryc. 7). Ponadto AP = 
określa wielkość bodźca do akomodacji, a nie akomodację.
Rzeczywista akomodacja może bowiem różnić się od bodźca do akomodacji.
Zależność między bodźcem do akomodacji i pożądaną konwergencją po raz pierwszy przedstawił Donders, stąd wykres ten nazywany jest krzywą Dondersa.
Według Maddoxa wielkość kąta konwergencji K zależy od:
– spoczynkowego (tonicznego) naprężenia mięśni zewnętrznych oka (przy patrzeniu w dal),
– napięcia akomodacji,
– świadomości bliskości punktu fiksacji,
– fuzji.
Z tego powodu zwykle mówi się o czterech składowych decydujących o wypadkowej wartości kąta konwergencji do bliży:
– konwergencji tonicznej,
– konwergencji akomodacyjnej,
– konwergencji psychologicznej,
– konwergencji fuzyjnej.
W warunkach prawidłowych, czyli w ortoforii, równoległe ustawienie osi widzenia przy patrzeniu w dal zapewnia konwergencja toniczna. Przy zbliżaniu punktu fiksacji do obserwatora potrzebny jest – dla prawidłowego ustawienia osi widzenia – coraz większy udział konwergencji akomodacyjnej.
Stosunek konwergencji akomodacyjnej K (AC) do akomodacji A nazywany jest ułamkiem AC/A lub ACA. Jak widać z krzywej Dondersa:
Oznacza to, że każdej dioptrii akomodacji odpowiada 6 pdpt konwergencji.
Zależność między akomodacją a konwergencją można zmieniać, stosując soczewki sferyczne lub pryzmaty, przy czym:
– soczewki dodatnie hamują akomodację, natomiast soczewki ujemne ją pobudzają;
– pryzmaty ustawione bazami do skroni pobudzają konwergencję, a ustawione bazami do nosa hamują ją.
Konwergencja fuzyjna jest jednym z mechanizmów działających w układzie wzrokowym, który reguluje ustawienie osi widzenia mające zapewnić pojedyncze widzenie obuoczne.
W kolejnym odcinku tego cyklu zajmę się m.in. stopniami widzenia obuocznego, horopterem, obszarami Panuma i dwojeniem fizjologicznym. Już dziś serdecznie zapraszam Państwa do lektury.
Ryc. 6. Zależność pomiędzy akomodacją a konwergencją.
Ryc. 7. Zależność pomiędzy akomodacją a konwergencją.
dr n. med. Andrzej Styszyński
okulista, ekspert Krajowej Rzemieślniczej Izby Optycznej
Ryc. 2. Przekrój poziomy gałki ocznej: a – rogówka, b – biegun przedni gałki ocznej, c – komora przednia, d – tęczówka, e – soczewka, f – obwódka rzęskowa, g – ciało rzęskowe, h – przyczep mięśnia prostego bocznego, i – twardówka,
j – naczyniówka, k – siatkówka, l – dołek plamki żółtej, m – biegun tylny gałki ocznej, n – nerw wzrokowy,
o – oś optyczna, p – tarcza nerwu wzrokowego, r – ciało szkliste, s – przyczep mięśnia prostego przyśrodkowego,
w – oś wzrokowa (oś widzenia).
