Oamenii de știință au descoperit o funcție necunoscută anterior: clipirea

La fiecare câteva secunde, clipim din ochi – o acțiune simplă, involuntară. Deși se înțelege în general că clipirea ne menține ochii umezi, un nou studiu realizat de cercetătorii de la Universitatea din Rochester a dezvăluit un rol mai complex: clipirea ne ajută și creierul să proceseze mai eficient informațiile vizuale. Publicat în Proceedings of the National Academy of SciencesStudiul aruncă lumină asupra modului în care această scurtă închidere a ochilor contribuie la percepția vizuală.

Oamenii petrec aproximativ 3 până la 8% din orele de veghe cu ochii închiși din cauza clipirii. Deoarece clipitul ne întunecă viziunea, ne-am putea întreba de ce apare atât de des. Interpretările tradiționale au evidențiat rolul său în menținerea umidității ochilor și prevenirea uscăciunii.

Cu toate acestea, frecvența clipirilor indică posibilitatea unor funcții suplimentare, altele decât lubrifierea. Cercetătorii Ben Yang, Janice Entui și Michele Rucci au căutat să exploreze aceste funcții potențiale, în special modul în care clipirea ar putea afecta procesarea vizuală a creierului.

Studiul lor a inclus doisprezece participanți, constând din femei și bărbați cu o vârstă medie de 22 de ani, toți având vedere normală. Participanții au fost compensați pentru timpul petrecut și au rămas inconștienți de obiectivele specifice ale studiului pentru a asigura rezultate imparțiale. Cercetătorii au efectuat studiul într-un mediu de laborator controlat, folosind o tehnologie avansată de urmărire a ochilor pentru a monitoriza cu precizie mișcările oculare ale participanților.

Participanții au fost desemnați să vadă stimuli vizuali constând din modele de rețea, care sunt linii alternante care variază în frecvența spațială. Frecvența spațială indică nivelul de detaliu al modelului, frecvențele mai mari indicând detalii mai fine. Acești stimuli au fost afișați pe un ecran de înaltă rezoluție, iar participanții au trebuit să determine dacă grilele erau înclinate în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic.

Designul experimental a inclus două condiții principale pentru a izola efectele clipirii asupra procesării vizuale. În condiția „Stimulus-Blink”, participanții au fost alertați cu privire la clipirea în timpul prezentării stimulului vizual. Spre deosebire de aceasta, în condiția „fără stimuli de clipire”, aceștia au fost indicați să clipească înainte de apariția stimulului. Cercetătorii au controlat momentul și condițiile clipirii pentru a se asigura că orice efecte observate ar putea fi atribuite actului de a clipi în sine și nu altor variabile.

Mișcările ochilor au fost urmărite folosind un sistem de urmărire a ochilor Dual Purkinje Image, care oferă date de înaltă rezoluție despre poziția și mișcarea ochilor participanților. Această tehnică a permis cercetătorilor să se asigure că participanții au urmat instrucțiunile și că clipirile și mișcările ochilor lor au fost înregistrate cu acuratețe. Fiecare sesiune experimentală a constat din mai multe încercări, iar datele au fost colectate și analizate pentru a compara performanța dintre cele două condiții.

Cercetătorii au descoperit că atunci când participanții clipeau în timp ce se prezenta stimulul vizual, performanța lor în determinarea direcției grilajului s-a îmbunătățit semnificativ în comparație cu când clipeau înainte de apariția stimulului. Această îmbunătățire a fost evidentă în acuratețea răspunsurilor lor și în sensibilitatea la detaliile vizuale, care a fost măsurată prin indicele standard de sensibilitate a discriminării.

Cercetătorii au emis ipoteza că această îmbunătățire s-a datorat modificărilor de luminanță cauzate de clipirea ochilor. Luminanța se referă la luminozitatea unui stimul vizual. Când clipim, închiderea temporară a ochilor provoacă schimbări bruște ale luminozității. Aceste modificări pot ajuta la recalibrarea informațiilor vizuale care intră în ochi, ajutând astfel creierul să proceseze mai eficient inputurile vizuale.

„Modulând intrarea vizuală către retină, clipirea ochilor realinează eficient informațiile vizuale, rezultând semnale de luminanță care diferă semnificativ de cele pe care le simțim în mod normal atunci când privim un punct dintr-o scenă”, a explicat Rucci, profesor la Departamentul de creier și Științe cognitive”. .

Pentru a testa această ipoteză în continuare, cercetătorii au efectuat un experiment de control în care au simulat efectele clipirii prin întunecarea scurtă a stimulului vizual. Performanța participanților s-a îmbunătățit într-un mod similar atunci când au clipit natural. Acest lucru susține ideea că schimbarea luminozității în sine, mai degrabă decât actul fizic de a clipi, este responsabilă pentru procesarea vizuală îmbunătățită.

Studiul a concluzionat că clipirea în timpul sarcinilor vizuale îmbunătățește capacitatea creierului de a procesa informațiile vizuale prin introducerea unor modificări benefice în luminanță. Aceste descoperiri sugerează că clipirea joacă un rol crucial în percepția vizuală, dincolo de simpla menținere a ochilor umezi. De asemenea, descoperirile sugerează că sistemul nostru vizual a evoluat pentru a utiliza aceste scurte întreruperi ale vederii pentru a îmbunătăți acuitatea vizuală și procesarea generală.

„Am arătat că observatorii umani beneficiază de clipirea tranzitorii așa cum ar fi de așteptat din informațiile transmise de acești tranzitori”, a spus Ben Yang, un student absolvent în laboratorul lui Rucci și primul autor al studiului. „Astfel, contrar presupunerii comune, clipirea îmbunătățește – mai degrabă decât întrerupe – procesarea vizuală, compensând semnificativ pierderea expunerii la stimuli.”

Studiul, „Clipirea ochilor ca etapă de procesare vizuală„, publicată la 2 aprilie 2024.