Vision-open

Zur Messung von Augenbewegungen von Menschen oder Tieren werden verschiedene Verfahren eingesetzt,

• Kontaktlinsen-Magnetspule (scleral search coil)
• Dual Purkinje eye tracker
• Limbus tracker
• Cornea reflex
• Pupillenposition.

Ziel der Meßverfahren ist die exakte Bestimmung der Lage der optischen Abbildung relativ zu einem festen Bezugssystem auf der Netzhaut im Auge. Die Angabe erfolgt üblicherweise in horizontalen und vertikalen Winkel, da das Auge im wesentlichen in 2 Freiheitsgraden relativ zum Kopf bewegt wird. Der dritte mögliche Rotationsfreiheitsgrad wird empirisch durch Listings Gesetz bestimmt. Allen Verfahren außer der Kontaktlinsenspule ist gemeinsam, daß ein Abgleich der tatsächlichen Blickrichtung konkreter Probanden mit den Meßwerten erfolgen muß (Eichung).

Zur Eichung werden den Probanden mehrere Fixationsziele im Meßbereich vorgegeben, die möglichst genau zu fixieren sind. Aus diesen Messungen werden die notwendigen Eichparameter mittels statistischer Verfahren berechnet. Um die notwendige Genauigkeit der Fixation sicherzustellen, werden verschiedene Methoden der Präsentation der Fixationsziele verwendet; außerdem kann die Mitwirkung des Probanden unterschiedlich sein, entweder rein reflexartig oder durch Mitwirkung des Probanden nach Instruktion durch Versuchsleiter oder durch aktive Bestätigung der Zeitpunkte optimaler Fixation.

Diese Verfahren können nicht wirksam validiert werden, weil die Anweisung, genau zu fixieren, zu unbestimmt ist. Der Bereich scharfen Sehens geht zwischen einem Durchmesser von 5° (ganze Sehgrube fovea) bis zum innersten Bereich des optimalen Kontrasts kontinuierlich über, ohne daß dies bewußt wird. Angaben über die Reproduzierbarkeit der Messungen gehen daher von einer Unschärfe von einem halben Grad aus, welche durch Meßwiederholungen bestimmt werden kann (Reliabilität). Warum der einzelne Meßwert von seinem Mittelwert abweicht, ist weitgehend unbekannt, es kann sich sowohl um eine zufällige Streuung um einen festen (richtigen) Wert oder um eine zeitliche Variabilität der Lage des Optimalsehens innerhalb der Fovea handeln, die von Prozessen in der Verarbeitung der Seheindrücke im Gehirn bestimmt ist. Ein weiterer Nachteil, den Grad der Sehschärfe der Eichung zugrundezulegen, besteht darin, daß eine optimale Eichung nur bei Personen mit ausgezeichneter Sehschärfe, Brille oder Kontaktlinse möglich ist.

Eine valide Eichprozedur muß sich an festen Landmarken auf der Netzhaut orientieren. Dies sind neben der örtlich unterschiedlichen Sehschärfe z.B. Blutgefäße auf der Netzhaut (Laserscanning-Ophthalmologie), die Lage der Lutea macula (Maxwell-Fleck oder Haidinger-Büschel). Die Erfindung besteht darin, eine oder mehrere Arten physiologisch bedingter partieller Blindheit (Skotom) im Auge zu nutzen, nämlich die Papille (blinder Fleck), an dem keine Lichtrezeptoren vorhanden sind oder die Zonen, an denen bestimmte Rezeptoren nicht vorhanden sind. In der Foveola centralis (Durchmesser 1,7°) fehlen die für das Dämmerungssehen verantwortlichen Stäbchen, während in einem noch engeren Bereich von etwa 25 Winkelminuten Durchmesser keine Rezeptoren für die Farbe blau vorhanden sind.

Da die Papille etwa 15° seitlich von der Fovea liegt, ist die Nutzung für die Validierung der Augenbewegungsmessung auf Situationen beschränkt, in denen Bilder getrennt für beide Augen an der bei valider Eichung erwarteten Stelle projiziert werden können. Eine Sichtbarkeit eines so erzeugten Objekts wäre ein sicheres Indiz für Nichtvalidität.

Falls es gelingt, die Lage des Blau-Skotoms subjektiv erfahrbar zu machen, wäre eine ideale Landmarke im Auge gefunden, die 1. ausreichend eng und scharf begrenzt ist, und 2. in optimaler Lage zur Sehaufgabe liegt. Nach Untersuchungen von Magnussen et al. kann das Blauskotom sichtbar gemacht werden, indem Flimmern geeigneter Frequenz und Wellenlänge die Adaptation und Auffüllung des Seheindrucks, die unter gewöhnlichen Sehbedingungen stattfindet, ausschaltet. Die Erkennbarkeit des Skotoms bleibt über einige Sekunden erhalten, so daß Probanden die Möglichkeit haben, die Übereinstimmung von externem Sehziel und der durch das Skotom gegebenen Landmarke valide anzuzeigen. Die erreichbare Genauigkeit dürfte bei etwa 5 Winkelminuten liegen.

Das zur Konditionierung benötigte Flimmern kann entweder auf einem Farbmonitor oder mit Hilfe zusätzlicher blauer Leuchtmittel, beispielsweise blauer Leuchtdioden, erzeugt werden.