Movimiento ocular: Tipos y funciones

Antes de embarcarse en un viaje de Eye tracking, es esencial comprender los diferentes tipos de movimientos oculares y su finalidad. Este conocimiento le ayudará a diseñar eficazmente su estudio de eye tracking, interpretar los datos y extraer conclusiones sólidas sobre los resultados de su estudio. Además, los distintos tipos de movimientos oculares pueden proporcionar información sobre diferentes aspectos de los procesos cognitivos . Por ejemplo, las sacadas pueden revelar información sobre el proceso de toma de decisiones, mientras que la duración de la fijación puede indicar esfuerzo mental (Ryan y Shen, 2020; Spering, 2022). Este artículo le guiará a través de los principales movimientos oculares y su función, acercándole un paso más a la comprensión de las bases del sistema visual.

Principales tipos de movimientos oculares:

• Sacadas

• Fijaciones

• Microsacadas

• Temblores

• Derivas

• Seguimiento suave

• Vergencia

• Reflejo vestíbulo-ocular (Mahanama et al., 2022)

Los movimientos oculares pueden captarse con un Eye tracker . La tecnología Eye tracking se utiliza en diversos campos de aplicación, como la investigación científica, la investigación del consumidor y la experiencia del usuario, la evaluación de habilidades, la Salud, los deportes y los juegos. Obtenga mas informacion sobre las areas de aplicacion del eye tracking .

Fijaciones

La fijación es el periodo en el que los ojos esencialmente dejan de escanear una escena visual y permanecen relativamente quietos. La fijación permite mantener un objeto de interés inmóvil en la fóvea para obtener información visual detallada (Hessels et al., 2018).

Hechos fijos:

• Compuesto por movimientos oculares más lentos y de menor escala (microsacadas, temblores y derivas) que ayudan al ojo a alinearse con el objetivo y evitar el desvanecimiento perceptivo (movimientos oculares de fijación).

• La duración varía entre 50-600 ms.

• La duración mínima necesaria para la ingesta de información depende de la tarea y del estímulo que se utilice (Land & Tatler, 2012; Rayner, 2009).

Sacadas

Las sacadas son movimientos oculares rápidos y balísticos entre fijaciones que llevan un área de la escena visual a la fóvea (Hessels et al., 2018). La visión está altamente suprimida durante las sacadas, lo que permite una percepción continua y estable durante la reorientación sacádica. La percepción humana se guía por secuencias alternas de fijaciones y sacadas (Figura 2).

Hechos sacádicos:

• Ocurrir voluntaria o involuntariamente.

• Binocular y conjugada.

• El tiempo para "planificar" una sacada (latencia) depende de la tarea y varía entre 100-1000 ms.

• La duración media de una sacada es de 20-40 ms.

• La duración de una sacada y su amplitud están linealmente correlacionadas, es decir, los saltos más significativos producen duraciones más largas.

• El punto final de una sacada no puede modificarse cuando el ojo está en movimiento (Land & Tatler, 2012; Rayner, 2009).

Movimientos oculares de fijación: microsacadas, temblores y derivas

Aunque los ojos parecen inmóviles durante las fijaciones, siempre se producen pequeños movimientos oculares de fijación cuando se atiende a un punto fijo. Existen tres movimientos oculares de fijación: temblores, microsacadas y derivas. Los movimientos oculares de fijación están relacionados con diversos procesos cognitivos, por lo que cada vez despiertan más interés entre los psicólogos experimentales y los neurocientíficos (Martinez-Conde et al., 2013).

Microsacada

Una microsacada es un movimiento ocular pequeño, rápido y espasmódico que se produce durante una fijación voluntaria (Martinez-Conde et al., 2004). Las microsacadas transportan la imagen retiniana a lo largo de varios cientos de fotorreceptores, lo que evita el desvanecimiento perceptivo (Martinez-Conde et al., 2000). Contrariamente al concepto común de que las microsacadas son movimientos oculares exclusivamente involuntarios, la investigación muestra que las microsacadas también pueden generarse a demanda (Willeke et al., 2019).

Hechos sobre las microsacadas:

• Suelen producirse a una frecuencia de 1-3 Hz.

• Aproximadamente 25 ms de duración.

• Magnitud en torno a 0,5°, pudiendo llegar hasta 1° (Martínez-Conde et al., 2013).

• Binocular y conjugada.

• Puede indicar la orientación de la atención encubierta (Engbert y Kliegl, 2003).

• Uno de los principales movimientos oculares implicados en la percepción de la rotación ilusoria (CAJA 2) (Otero-Millan et al., 2012).

Temblor

Un temblor, también conocido como nistagmo fisiológico, es un movimiento ocular aperiódico y ondulatorio. Los temblores ayudan a conservar la agudeza visual durante fijaciones prolongadas (Mahanama et al., 2022).

Hechos sobre el temblor:

• Se produce a una frecuencia de 90 Hz.

• La amplitud de aproximadamente el diámetro de un cono foveal.

• El tipo más pequeño de todos los movimientos oculares.

• Difícil de registrar con precisión debido a las amplitudes y frecuencias similares del ruido de un sistema de grabación.

• Movimiento conjugado (Martinez-Conde et al., 2004).

Derivas

Las derivas son movimientos oculares lentos, irregulares y de movimiento suave que se producen durante el intento de fijación. La función de la deriva es mantener una visión estable durante una fijación en ausencia o mala compensación por microsacadas (Martinez-Conde et al., 2004).

Hechos a la deriva:

• Coocurre con temblor.

• Puede ser conjugado y no conjugado.

• Tamaño inferior a 0,13°.

• La velocidad media es de unos 0,5°/seg (Rolfs, 2009).

Movimientos oculares en entornos dinámicos: vergencia, seguimiento suave y reflejo ocular vestibular

Los seres humanos realizan principalmente sacadas y movimientos oculares de fijación cuando miran objetos estáticos con la cabeza relativamente quieta. Sin embargo, en situaciones más dinámicas en las que el observador o el propio objeto se mueven, el repertorio adicional de movimientos oculares está ahí para ayudar a mantener la fóvea alineada con el punto de interés.

Vergence

La vergencia es el movimiento ocular que se produce al seguir un objeto que se mueve en profundidad, ya sea hacia delante o alejándose de nosotros. La vergencia puede desencadenarse por la disparidad binocular, el desenfoque y la percepción de la proximidad de los objetos circundantes (Giesel et al., 2019).

Hechos de Vergence:

• El ojo izquierdo y el derecho se mueven en direcciones opuestas.

• Puede clasificarse en dos tipos de movimientos: el enfoque de lejos a cerca desencadena movimientos convergentes y el enfoque de cerca a lejos desencadena movimientos divergentes (Giesel et al., 2019).

Persecución suave

La persecución suave es un movimiento ocular de eye tracking utilizado para mantener un objeto de interés en movimiento en la fóvea.

Hechos de persecución suave:

• Sólo puede ejecutarse en presencia de un objetivo en movimiento.

• Latencia de 100-125 ms.

• La velocidad ocular suele ser inferior a 30 grados/segundo (sin embargo, algunos individuos pueden suavizar el seguimiento a velocidades de hasta 100 grados/segundo).

• Cuando el objetivo se mueve a una velocidad superior a 30 grados/segundo, el observador empieza a emplear sacadas de recuperación para seguir el ritmo del objetivo (Land y Tatler, 2012).

Reflejo vestibular ocular

El reflejo vestibular ocular es un reflejo para estabilizar la mirada y, por tanto, la visión estable durante el movimiento de la cabeza.

Reflejo vestibular ocular:

• Los ojos se mueven en dirección opuesta a la cabeza.

• La velocidad del ojo es igual a la velocidad de la cabeza (Land & Tatler, 2012).

Los movimientos de los párpados, conocidos como parpadeos, acompañan a los movimientos oculares. Obtenga más información sobre los distintos tipos de movimientos de los párpados y cómo medirlos con un Eye tracker.

Publicaciones citadas

Anderson, J., Barlow, H. B., Gregory, R. L., Land, M. F., & Furneaux, S. (1997). La base de conocimientos del sistema oculomotor . Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences , 352 (1358), 1231-1239.

Bradley, A., Applegate, R. A., Zeffren, B. S., & van Heuven, W. a. J. (1992). Psychophysical measurement of the size and shape of the human foveal avascular zone . Ophthalmic and Physiological Optics , 12 (1), 18-23.

Engbert, R., y Kliegl, R. (2003). Las microsacadas revelan la orientación de la atención encubierta . Vision Research , 43 (9), 1035-1045.

Giesel, M., Yakovleva, A., Bloj, M., Wade, A. R., Norcia, A. M., & Harris, J. M. (2019). Contribuciones relativas a los movimientos oculares de vergencia de dos señales binoculares para el movimiento en profundidad . Informes científicos , 9 (1), artículo 1.

Hessels, R. S., Niehorster, D. C., Nyström, M., Andersson, R., & Hooge, I. T. C. (s.f.). ¿Se confunde el campo de los movimientos oculares con las fijaciones y las sacadas? A survey among 124 researchers . Royal Society Open Science , 5 (8), 180502.

Land, M., y Tatler, B. (2012). Mirar y actuar: Visión y movimientos oculares en el comportamiento natural . Oxford University Press.

Mahanama, B., Jayawardana, Y., Rengarajan, S., Jayawardena, G., Chukoskie, L., Snider, J., & Jayarathna, S. (2022). Eye Movement and Pupil Measures: A Review . Frontiers in Computer Science , 3 .

Martinez-Conde, S., Macknik, S. L., & Hubel, D. H. (2000). Microsaccadic eye movements and firing of single cells in the striate cortex of macaque monkeys . Nature Neuroscience , 3 (3), Artículo 3.

Martinez-Conde, S., Macknik, S. L., & Hubel, D. H. (2004). El papel de los movimientos oculares de fijación en la percepción visual . Nature Reviews Neuroscience , 5 (3), artículo 3.

Martinez-Conde, S., Otero-Millan, J., & Macknik, S. L. (2013). El impacto de las microsacadas en la visión: Hacia una teoría unificada de la función sacádica . Nature Reviews Neuroscience , 14 (2), Artículo 2.

Otero-Millan, J., Macknik, S. L., & Martinez-Conde, S. (2012). Microsaccades and Blinks Trigger Illusory Rotation in the "Rotating Snakes" Illusion . Journal of Neuroscience , 32 (17), 6043-6051.

Rayner, K. (2009). Eye movements and attention in reading, scene perception, and visual search . Quarterly Journal of Experimental Psychology (2006) , 62 (8), 1457-1506.

Rolfs, M. (2009). Microsacadas: Pequeños pasos en un largo camino . Vision Research , 49 (20), 2415-2441.

Ryan, J. D., y Shen, K. (2020). Los ojos son una ventana a la memoria . Current Opinion in Behavioral Sciences , 32 , 1-6.

Spering, M. (2022). Eye Movements as a Window into Decision-Making . Annual Review of Vision Science .

Troncoso, X. G., Macknik, S. L., Otero-Millan, J., & Martinez-Conde, S. (2008). Microsaccades drive illusory motion in the Enigma illusion . Actas de la Academia Nacional de Ciencias , 105 (41), 16033-16038.

Willeke, K. F., Tian, X., Buonocore, A., Bellet, J., Ramírez-Cárdenas, A., & Hafed, Z. M. (2019). Microsacadas guiadas por la memoria . Nature Communications , 10 (1), artículo 1.