Elke paar seconden knipperen we met onze ogen – een eenvoudige, onvrijwillige handeling. Hoewel algemeen wordt aangenomen dat knipperen onze ogen vochtig houdt, heeft een nieuw onderzoek van onderzoekers van de Universiteit van Rochester een complexere rol aan het licht gebracht: knipperen helpt onze hersenen ook om visuele informatie effectiever te verwerken. Gepubliceerd in Proceedings van de Nationale Academie van WetenschappenHet onderzoek werpt licht op hoe dit korte sluiten van onze ogen bijdraagt aan de visuele waarneming.
Mensen brengen ongeveer 3 tot 8 procent van hun wakkere uren door met gesloten ogen vanwege het knipperen. Omdat knipperen ons zicht kortstondig vertroebelt, kun je je afvragen waarom dit zo vaak voorkomt. Traditionele interpretaties hebben de rol ervan bij het behouden van oogvocht en het voorkomen van uitdroging benadrukt.
De frequentie van de flitsen geeft echter de mogelijkheid aan van andere functies dan smering. Onderzoekers Ben Yang, Janice Entui en Michele Rucci probeerden deze potentiële functies te onderzoeken, met name hoe knipperen de visuele verwerking in de hersenen zou kunnen beïnvloeden.
Aan hun onderzoek namen twaalf deelnemers deel, zowel vrouwen als mannen met een gemiddelde leeftijd van 22 jaar, die allemaal een normaal gezichtsvermogen hadden. Deelnemers werden gecompenseerd voor hun tijd en bleven zich niet bewust van de specifieke doelstellingen van het onderzoek om onbevooroordeelde resultaten te garanderen. De onderzoekers voerden het onderzoek uit in een gecontroleerde laboratoriumomgeving, waarbij gebruik werd gemaakt van geavanceerde eye-trackingtechnologie om de oogbewegingen van de deelnemers nauwkeurig te volgen.
Deelnemers kregen de opdracht om visuele stimuli te bekijken die bestonden uit roosterpatronen, dit zijn afwisselende lijnen die variëren in ruimtelijke frequentie. Ruimtelijke frequentie geeft het detailniveau in het model aan, terwijl hogere frequenties fijnere details aangeven. Deze stimuli werden weergegeven op een scherm met hoge resolutie en deelnemers moesten bepalen of de roosters met de klok mee of tegen de klok in waren gekanteld.
Het experimentele ontwerp omvatte twee hoofdvoorwaarden om de effecten van knipperen op de visuele verwerking te isoleren. In de ‘Stimulus-Blink’-conditie werden deelnemers gewaarschuwd voor het knipperen tijdens de presentatie van de visuele stimulus. In de ‘geen knipperstimulus’-conditie kregen ze daarentegen de opdracht om te knipperen voordat de stimulus verscheen. De onderzoekers controleerden de timing en omstandigheden van het knipperen om ervoor te zorgen dat eventuele waargenomen effecten konden worden toegeschreven aan het knipperen zelf en niet aan andere variabelen.
Oogbewegingen werden gevolgd met behulp van een Dual Purkinje Image-eyetracker, die gegevens met hoge resolutie levert over de positie en beweging van de ogen van de deelnemers. Met deze techniek konden de onderzoekers ervoor zorgen dat deelnemers de instructies volgden en dat hun knipperingen en oogbewegingen nauwkeurig werden geregistreerd. Elke experimentele sessie bestond uit meerdere onderzoeken en er werden gegevens verzameld en geanalyseerd om de prestaties tussen de twee omstandigheden te vergelijken.
De onderzoekers ontdekten dat wanneer deelnemers knipperden terwijl de visuele stimulus werd gepresenteerd, hun prestaties bij het bepalen van de roosterrichting aanzienlijk verbeterden in vergelijking met wanneer ze knipperden voordat de stimulus verscheen. Deze verbetering was duidelijk zichtbaar in de nauwkeurigheid van hun reacties en de gevoeligheid voor visuele details, gemeten met de standaard discriminatiegevoeligheidsindex.
De onderzoekers veronderstelden dat deze verbetering te wijten was aan luminantieveranderingen veroorzaakt door knipperen met de ogen. Luminantie verwijst naar de helderheid van een visuele stimulus. Wanneer we knipperen, veroorzaakt het tijdelijk sluiten van onze ogen plotselinge veranderingen in de helderheid. Deze veranderingen kunnen helpen bij het herijken van de visuele informatie die het oog binnenkomt, waardoor de hersenen de visuele input effectiever kunnen verwerken.
“Door de visuele input naar het netvlies te moduleren, wordt door knipperen met de ogen de visuele informatie effectief opnieuw uitgelijnd, wat resulteert in luminantiesignalen die aanzienlijk verschillen van de signalen die we normaal waarnemen als we naar een punt in een scène kijken”, legt Rucci uit, een professor aan de afdeling Hersenen en Hersenen. Cognitieve wetenschappen”. .
Om deze hypothese verder te testen, voerden de onderzoekers een controle-experiment uit waarin ze de effecten van knipperen simuleerden door de visuele stimulus kortstondig donkerder te maken. De prestaties van de deelnemers verbeterden op een vergelijkbare manier als ze op natuurlijke wijze knipperden. Dit ondersteunt het idee dat het veranderen van de helderheid zelf, en niet de fysieke handeling van het knipperen, verantwoordelijk is voor een betere visuele verwerking.
De studie concludeerde dat knipperen tijdens visuele taken het vermogen van de hersenen om visuele informatie te verwerken verbetert door gunstige veranderingen in de luminantie te introduceren. Deze bevindingen suggereren dat knipperen een cruciale rol speelt bij de visuele waarneming, en verder gaat dan alleen het vochtig houden van onze ogen. De bevindingen suggereren ook dat ons visuele systeem is geëvolueerd om deze korte onderbrekingen in het gezichtsvermogen te gebruiken om de gezichtsscherpte en de algehele verwerking te verbeteren.
“We hebben aangetoond dat menselijke waarnemers baat hebben bij knipperende transiënten, zoals je zou verwachten op basis van de informatie die door deze transiënten wordt overgebracht”, zegt Ben Yang, een afgestudeerde student in het laboratorium van Rucci en eerste auteur van het onderzoek. “Dus, in tegenstelling tot wat vaak wordt aangenomen, verbetert het knipperen de visuele verwerking in plaats van het te verstoren, waardoor het verlies aan blootstelling aan stimuli aanzienlijk wordt gecompenseerd.”
de studie, “Knipperen met de ogen als visuele verwerkingsfase“, gepubliceerd op 2 april 2024.
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”