Test dell'acuità del movimento per la misurazione dell'acuità del campo visivo con forme definite dal movimento

La maggior parte degli esami visivi disponibili sono diretti ad esaminare le caratteristiche elaborate dalla visione centrale, basandosi sull’input derivante dalla retina centrale¹. La retina centrale ha la popolazione di cono-fotorecettori più densa per la massima acuità visiva e manca di fotorecettori a bastoncello, che dominano la retina periferica². La presenza di fotorecettori densamente impacchettati si riflette anche in una maggiore densità di cellule ganglionari, il che significa che un numero maggiore di assoni è diretto al nervo ottico e, infine, alla corteccia visiva. Al di fuori della fovea verso la periferia, i bastoncelli sono più numerosi del fotorecettore³ del cono. Con i corpi più larghi dei bastoncelli e il mosaico più rado di fotorecettori, la retina periferica risponde principalmente alla visione notturna e alla consapevolezza del movimento⁴.

Classicamente, si credeva che l’elaborazione visiva, a seconda della stimolazione della parte centrale del campo visivo, fosse dedicata all’analisi fine di oggetti stazionari e la sua parte periferica fosse specializzata nel rilevare il movimento e portare gli oggetti alla visione centrale foveale, dove viene ulteriormente analizzato ^5,6. Tuttavia, ora abbiamo prove emergenti che mostrano che a livello corticale, l’analisi fine della via stazionaria non è completamente separata da quella sensibile al movimento ^6,7,8. Il test simultaneo della forma e della percezione del movimento viene eseguito classicamente utilizzando reticoli mobili⁹ e modelli di vetro¹⁰ e anche il movimento ad anelli concentrici¹¹. Il nostro obiettivo è quello di introdurre un test che si avvicini alla vita normale delle persone con disabilità visiva, che possa ridurre le loro frustrazioni e dare speranza mostrando loro esplicitamente che alcune caratteristiche della loro elaborazione visiva potrebbero ancora essere preservate e persino rafforzate. Il test di acuità del movimento proposto basato su kinematogrammi a punti casuali (RDK) combina l’analisi della percezione del movimento e della forma e verifica contemporaneamente il funzionamento della percezione del movimento e della forma. All’interno del test di acuità del movimento, ci sono molte possibilità di caratteristiche psicofisiche da testare, come diverse velocità, direzioni e contrasti degli RDK. Modificando i parametri, possiamo manipolare la forza della stimolazione, sia specifica per l’elaborazione centrale che periferica. Ad esempio, il rilevamento di oggetti in rapido movimento è una caratteristica ben descritta specifica dell’elaborazione visiva periferica¹², mentre l’elaborazione degli scuri sullo sfondo chiaro è preferenzialmente elaborata dalla visione centrale¹³. Questo test è stato inizialmente eseguito su pazienti con degenerazione retinica dei fotorecettori, specificamente localizzati all’interno della retina centrale o periferica¹⁴. La retinite pigmentosa (RP) si manifesta con danno periferico e prevale in ~1/5000 pazienti in tutto il mondo¹⁵. La malattia di Stargardt (STGD), con una prevalenza di ~1/10000, è la causa più comune di degenerazione maculare giovanile (MD)¹⁶. Il danno ai fotorecettori della retina centrale, come nella degenerazione maculare o nella retinite pigmentosa della retina periferica, provoca corrispondenti perdite di campo visivo. Tali perdite di campo visivo si riflettono nelle menomazioni delle caratteristiche specifiche di determinate regioni del sistema visivo¹⁷. È importante sottolineare che sono colpite anche le regioni del sistema visivo che ricevono input da parti non interessate della retina. In precedenza è stato dimostrato in modelli animali di degenerazione maculare¹⁸ che dopo un danno binoculare alla retina centrale, non solo l’acuità è aggravata, ma la percezione del movimento, una caratteristica caratteristica dell’elaborazione periferica, è rafforzata. Il test di acuità del movimento qui descritto fornisce una visione importante per la pianificazione delle procedure di riabilitazione visiva. Una visione completa dell’interazione tra parti centrali e periferiche del campo visivo ha un ruolo cruciale nella comprensione di come le funzioni perse potrebbero essere rilevate dai pezzi di ricambio del sistema visivo e come questo processo possa essere supportato da procedure di riabilitazione dell’allenamento visivo. In linea, la conoscenza di come la degenerazione retinica regionale influenzi l’elaborazione visiva, specialmente al di là delle sue parti danneggiate, rimane ancora incompleta. I test ottici si basano sulle misurazioni delle caratteristiche della forma stazionaria. Ad esempio, le misurazioni dell’acuità visiva si basano su stimoli stazionari, lettere (grafici di Snellen), grafici a reticolo o grafici dell’acuità del nonio.

Allo scopo di ampliare la comprensione delle dinamiche tra visione centrale e periferica negli occhi sani e negli occhi che hanno funzioni visive centrali/periferiche compromesse, è stato introdotto un test dell’acuità basato sul movimento che misura simultaneamente la forma e la percezione del movimento. Il test di acuità del movimento si basa sul rilevamento di forme posizionate centralmente in contrasto negativo o positivo (punti scuri o chiari), un’ellisse e un cerchio con superfici corrispondenti, costruiti da kinematogrammi a punti casuali (RDK) e separati dallo stesso sfondo RDK per velocità, coerenza o direzione. L’acuità viene misurata come la differenza minima percepita tra le dimensioni del cerchio e dell’ellisse e i risultati sono dati in gradi visivi in cui il soggetto si ferma a percepire la differenza. Inoltre, per verificare se il contrasto di luminanza influenza l’acuità del movimento misurata, gli stimoli possono essere presentati in negativo (punti neri su sfondo bianco) o in contrasto positivo (punti bianchi su sfondo nero). Tutte le informazioni disponibili sull’elaborazione del contrasto positivo (tipo ON) e del contrasto negativo (tipo OFF) nel sistema visivo provengono dalla stimolazione stazionaria del campo visivo centrale^19,20. Ma come l’elaborazione periferica dei segnali di movimento dipenda dal contrasto rimane abbastanza sconosciuto^14,21. È stato stabilito solo che la sensibilità alle alte velocità è specifica per l’elaborazione periferica, mentre l’elaborazione del movimento centrale impegna basse velocità a frequenze spaziali più elevate presentate in contrasto positivo (tipo ON)¹². Le versioni a contrasto positivo e negativo degli stimoli di movimento-acuità, così come la capacità di modificare la velocità dei punti, così come la coerenza o la direzione, sono cruciali per una descrizione più dettagliata dell’intero campo visivo. Inoltre, viene proposto un restringimento meccanico del campo visivo a 10 gradi centrali utilizzando occhiali con lenti sostituite con lenti opache con fori posizionati centralmente. Questo sistema di restringimento facilmente replicabile, adatto ai protocolli fMRI e TMS, consente ulteriori indagini sulle funzioni dell’input visivo periferico e su come le periferie visive influenzano l’acuità misurata centralmente. Un sistema simile è stato inizialmente convalidato in studi precedenti¹⁴, in cui è stato riscontrato che i test di acuità del movimento in contrasto negativo e in movimento veloce, attivando fortemente le periferie visive, sono i più difficili per tutti i partecipanti. Per i pazienti con malattia di Stargardt, erano ingestibili. È importante sottolineare che l’attenuazione della stimolazione visiva periferica, diminuendo la velocità degli RDK, migliora le soglie di acuità in tutti i soggetti testati. In conclusione, proponiamo il compito con la misurazione dell’acuità del movimento basata sulla semplice discriminazione della forma. Pertanto, i risultati sono semplici e facili da capire anche per i pazienti e i loro caregiver. Il test di acuità del movimento qui presentato è rivolto anche agli utenti al di fuori del mondo accademico. Il compito è facile da spiegare a un’ampia gamma di età e gruppi di pazienti.