1. INTRODUCCIÓN Y CONCEPTO

Se entiende por visión binocular al estado de visión simultánea, con los 2 ojos (videntes), que se produce cando la atención visual se fija en un objeto.

Esto implica 2 características:

- Visión binocular única o FUSIÓN.

Es a la que más atención se le presta clínicamente, no tanto por sus ventajas cuando está presente (la agudeza visual binocular es algo mejor que la agudeza visual monocular), como por sus inconvenientes, más insoportables, cuando está ausente (diplopía, disminución de agudeza visual, supresión, ambliopía…).

El término fusión se usa en 2 sentidos:

Fusión Motora.

Se entiende por tal a los movimientos reflejos de vergencia necesarios para producir y mantener el alineamiento binocular correcto.

Fusión sensorial.

Se entiende por fusión sensorial al proceso por el que se logra la visión binocular única a partir de 2 imágenes retinianas similares, pero DIFERENTES.

 - Percepción binocular de la profundidad (ESTEREÓPSIS).

La visión en profundidad o estereópsis es posible debido a que los 2 ojos “ven” el mundo exterior desde 2 puntos de vista diferentes. Por lo tanto y como se ha indicado, las 2 imágenes retinianas son ligeramente diferentes de un ojo al otro. La diferencia proviene fundamentalmente de la disparidad horizontal de las imágenes retinianas.

La estero-agudeza es muy alta y sensible, siendo una sensación con una calidad perceptual inmediata (igual que el color).

Bueno es recalcar que para la percepción de la profundidad existen varios parámetros que utilizamos:

a. La disparidad retiniana, siendo el más importante.

b. Indicios monoculares entre los que se encuentran:

o   Borrosidad de los objetos.

o   Perspectiva lineal y aérea.

o   Superficies iluminadas y sombras.

o   Gradientes de intensidad de las texturas.

o   Paralaje del movimiento.

 

2. ESPACIO VISUAL

Antes de estudiar la fusión es preciso caracterizar el espacio visual que nos rodea. Para ello veremos primero lo que ocurre en visión monocular y después en binocular.

- En visión monocular: dirección visual óculo-céntrica.

Cuando miramos un objeto con un ojo podemos decir que existe una línea imaginaria que une el objeto con la fóvea, y que dicha línea pasa por el punto nodal del ojo. A esta línea se le denomina “Línea visual principal o eje visual”.

El resto de los objetos situados en el campo visual monocular se localizan en relación al eje visual, pudiendo decirse que, desde cada punto del campo visual, habría una línea visual, que, pasando por el punto nodal del ojo, llegaría hasta la retina. Dicho de otra forma, cada punto de la retina tiene una línea visual particular. Esta línea puede también definirse como los diferentes puntos del campo visual monocular que estimulan a un mismo punto de la retina. Todos los objetos situados en esa línea serán vistos como alineados.

Debido a la separación que existe entre los dos ojos, el sistema de coordenadas óculo-céntrico es diferente para cada ojo.

 

- En visión binocular: dirección visual egocéntrica.

El punto de partida para el estudio de la reestructuración que sufre el sistema de coordenadas desde la visión monocular a la binocular es el concepto de puntos retinianos correspondientes. Se entiende por tales a aquellos puntos de la retina de cada ojo que, cuando son estimulados por separado, parecen tener la misma dirección visual: tienen por tanto la misma dirección visual monocular.

Cuando se utilizan los dos ojos el espacio visual parece ser visto desde un ojo imaginario, ciclópeo, situado entre ambos ojos, de la tal forma que todo el sistema de coordenadas está relacionado con él.

En estas circunstancias, cuando se mira un objeto, los ejes visuales de cada ojo parecen tener la misma dirección visual (Ley de la dirección visual idéntica de Hering). El experimento de Hering demostró que lo que ocurre es “un giro del eje visual de cada ojo para situarse formando un solo eje”. Esta ley se generalizó para todos los puntos retinianos correspondientes. Por tanto, para cada par de líneas visuales correspondientes existe una sola línea visual, binocular, sobre la que aparecen los objetos.

 

3. FUSIÓN: “UNIDAD” DE VISIÓN BINOCULAR

- Concepto de Horóptero.

El término horóptero fue introducido por Aquilonius en 1613.

Se llama así al “locus” de los puntos vistos como únicos con ambos ojos. Se basó en la idea de los puntos retinianos correspondientes, a pesar de que en esa época no habían sido descubiertas ni las bases anatómicas (decusación parcial de las fibras ópticas en el quiasma).

Fue en 1818 Vieth el que indicó por primera vez la geometría de los puntos correspondientes. Vieth dijo que los puntos situados en una circunferencia que pasaran por el punto de fijación y los centros ópticos de ambos ojos se verían como únicos: círculo de Vieth-Müller.

Sin embargo, estas predicciones no concuerdan totalmente con la realidad.

El horóptero se refiere pues a una línea situada en el plano de fijación. Si se obtiene el horóptero para diferentes distancias, se observa que no se corresponde con el círculo de Vieth-Müller. A esta discrepancia se la denomina “desviación del horóptero de Hering-Hillebrand”.

A pesar de todos los intentos realizados para demostrar la validez del horóptero, ésta no se ha conseguido totalmente, pues se basa en la teoría de los puntos retinianos correspondientes, lo cual no es totalmente cierto.

 

- Área de Fusión de Panum.

En 1858 Panum demostró que el concepto de horóptero era falso en parte. Ya en 1838 Wheatstone había descubierto que aun estimulando los puntos retinianos no correspondientes se podía obtener fusión.

Panum dijo que cada punto de la retina tiene un pequeño círculo o superficie en la retina del otro ojo, de tal forma que su estimulación conduce a la fusión de los estímulos monoculares.

Por lo tanto, el área de fusión, para un punto dado de fijación, se extiende en una superficie proximal y distalmente al horóptero, para esa distancia de fijación. Más allá o más acá de esos límites, los objetos se ven dobles.

a. Límites del área de fusión de Panum.

Aunque son muy debatidos, puede decirse:

o   La extensión del área de fusión es la misma para las desigualdades verticales y horizontales.

o   En el punto de fijación se extiende unos 15 minutos de arco entre su límite interno, más cercano al observador, y el externo.

o   La extensión aumenta con la excentricidad respecto al punto de fijación.

o   La extensión es posiblemente mayor en la realidad y permite que a pesar de desigualdades en la fijación de uno de los ojos, aún pueda llevarse a cabo la fusión. Esto puede ocurrir en estrabismos de pequeño ángulo y permite una gran plasticidad al sistema.

b. Dirección visual binocular en el área de Panum.

Ya se ha indicado que, al pasar de una visión monocular a la binocular, se produce un cambio de dirección del objeto de direcciones visuales óculo-céntricas a direcciones egocéntricas.

En el área cercana al punto de fijación se produce un cambio en la dirección de las imágenes monoculares, dando lugar a una dirección aproximadamente intermedia entre ambas. El objeto se ve con una dirección intermedia a la que tiene respecto a cada ojo. A este cambio en la dirección se le denomina alotropía.

Este cambio se produce además en toda el área de fusión de Panum, tanto en profundidad como en excentricidad.

 

- Rivalidad y supresión binocular.

Hasta ahora se ha considerado que, aunque con pequeñas diferencias, las imágenes en ambos ojos son similares. En el caso de que las imágenes sean muy diferentes se produce el fenómeno de rivalidad retiniana, según el cual, dominará una imagen a la otra, alternándose en el tiempo. Dicho con otras palabras, se suprimirá una imagen de forma alternante.

 

- Teorías sobre la fusión.

Han variado mucho:

a. Al principio se pensaba que se suprimía un ojo, después el otro y así de forma alternante.

b. También se ha pensado que era un defecto del ojo, el cual no podía percibir la escasa diferencia de las imágenes proyectadas por cada ojo. Existiría una diplopía que estaría por debajo del nivel de agudeza visual binocular.

c. Actualmente se piensa que la imagen percibida binocularmente se forma con porciones de las imágenes enviadas por cada ojo. Habría por lo tanto una supresión local alternante de las imágenes retinianas.

 

 

 4. PERCEPCIÓN ESTEREOSCÓPICA DE LA PROFUNDIDAD

Ya se ha visto que la estereopsis es posible gracias a las desigualdades, fundamentalmente horizontales, de las imágenes retinianas. Las desigualdades verticales no son responsables de la estereopsis. Sin embargo, la dirección de cambio del brillo en los contornos coincidentes tiene que ser la misma para ambos ojos. Si esto es así el umbral estereoscópico depende sólo del nivel de adaptación retiniana a la luz.

-  Agudeza estereoscópica.

Antes de estudiarla es preciso definir el umbral de profundidad: se denomina así a la diferencia mínima en la distancia sagital que puede ser discriminada entre dos objetos en el espacio.

Desde el punto de vista práctico no se utilizan medidas de longitud, sino que para ver la desigualdad binocular o paralaje estereoscópico se mide la diferencia entre los ángulos formados por los objetos en relación con la línea que une los centros nodales de ambos ojos.

Existen dos métodos para hallar el umbral: el método de los estímulos constantes y el método del error promedio.

Se han encontrado umbrales estereoscópicos inferiores a 2 segundos de arco de desigualdad binocular. Se considera normal hasta 40 segundos de arco.

La Agudeza visual estereoscópica se define como la inversa del umbral de profundidad. Por lo tanto, cuanto más pequeño es el umbral, mayor es la estéreo-agudeza.

La agudeza estereoscópica depende de la iluminación retiniana, siguiendo una curva similar a la curva de visión fotópica y escotópica. No obstante, siempre que los detalles del objeto puedan ser vistos por ambos ojos la agudeza estereoscópica se mantiene constante.

Además, aunque la agudeza visual de un ojo sea de 0.3, la estéreo-agudeza permanece constante. Tanto es así que, aunque con un ojo se vea muy borroso, la imagen conserva su estéreo-agudeza y es percibida con los detalles de la imagen más nítida.

- Pruebas para la agudeza estereoscópica.

Existen 2 tipos de pruebas:

a. Instrumentos para evaluar la profundidad real.

Estereóptero de Verhoeff.

Aparato de Howard-Dolman.

b. Instrumentos haploscópicos.

Todos ellos presentan “índices” de dos dimensiones separados para ambos ojos. Pueden usarse:

Diapositivas vectográficas, para pruebas de lejos (sobre los 6 metros) (A.O. Projet O. Chart System.). Para gradaciones del estéreo-umbral cuyo límite oscila entre 240 y 30 segundos de arco.

Tarjetas vectográficas, para pruebas de cerca (sobre 40 cm.). Destacan la estéreo-prueba de Titmus, con un rango entre 1000 y 40 segundos de arco, y la de Wirt, con un rango de umbrales entre 3000 y 14 segundos de arco.

Ésta última es la más adecuada para individuos normales y aquellos que padecen microestrabismo.

 

- Rango espacial de la estéreo-agudeza

De igual forma que dado un punto de fijación en el espacio, existe un área en la cual se realiza la fusión (área de fusión de Panum), el rango en el que se realiza la estereopsis forma una zona curva en el espacio visual casi paralela al plano frontal. Como se observa, esta área de estereopsis es mayor que el área de Panum, lo cual indica que aún con diplopía puede percibirse la profundidad.

Ogle distinguió dos tipos de estereopsis. Para demostrarlo desplazaba un objeto de tal forma que lo alejaba del punto de fijación:

a. Hasta una desigualdad de unos 10 minutos de arco en el punto de fijación, la percepción de la profundidad es precisa. Conforme se aumenta la desigualdad, siempre menor a 10 minutos de arco, proporcionalmente va aumentando la profundidad: estereopsis manifiesta.

b. Si la desigualdad aumenta más de esas cifras, el sentido de profundidad desaparece, aunque se sigue percibiendo si el objeto está por delante o por detrás del punto de fijación: estereopsis cualitativa.

Estos valores cambian con la excentricidad con respecto al punto de fijación en el que se realice la discriminación y así:

a. La estereopsis manifiesta se produce con desigualdades de hasta 10 minutos de arco en el punto de fijación y de 70 minutos de arco a 6º de excentricidad.

b. La estereopsis cualitativa se produce con desigualdades de hasta 15 minutos de arco en el punto de fijación y hasta 2º de arco a 6º de excentricidad.

Estudios posteriores han sugerido valores más altos.

 

- Variación de la estéreo-agudeza con la ubicación espacial.

La estéreo-agudeza, que es máxima en el punto de fijación, disminuye lentamente hasta los 5º de excentricidad, a partir de ese punto disminuye muy rápidamente.

a. Estéreo-agudeza y distancia de observación.

El límite máximo de percepción estereoscópica, definido como la mayor distancia a la que un objeto puede detectarse como más próximo a otro situado en el infinito, es de 500 metros. A partir de esa distancia la estimación de la profundidad de un objeto se realiza por los indicios secundarios.

 b. Estéreo-agudeza y tiempo de exposición.

Al igual que la agudeza visual, la estéreo-agudeza aumenta con el tiempo de exposición de la imagen y no se debe a los movimientos oculares.

Incluso pueden presentarse intermitentemente los estímulos visuales a cada ojo y la estéreo-agudeza persiste, siempre que entre la presentación de un ojo al otro no pasen más de 100 milisegundos, en cuyo caso el estéreo-umbral aumenta rápidamente.

 c. Estéreo-agudeza y tamaño de la imagen retiniana.

Si se produce una aniseiconía mayor al 5% la estéreo-agudeza disminuye. Es por ello que en los afáquicos sin LIO y corrección con gafas, la aniseiconía es mayor al 25%, por lo que resulta intolerable. Con corrección con lentillas la aniseiconía está entre el 4-10% y puede ser soportable para algunas personas.

 

5. BASES FISIOLÓGICAS DE LA VISIÓN BINOCULAR ÚNICA

La mayoría de los estudios se han realizado en gatos y monos, estudiándose la estereopsis local.

La interpretación actual se basa en la teoría de los campos receptores tipo on-off.

Los campos receptores de las células corticales tienen las siguientes características:

-  La decusación parcial de las vías ópticas en el quiasma permite que los puntos correspondientes retinianos se unan en la corteza visual.

-  Las fibras provenientes de cada hemiretina permanecen independientes hasta llegar a la corteza visual.

- Las neuronas de la corteza visual estriada reciben impulsos de cada ojo. Así las neuronas de hemisferio derecho reciben impulsos de la retina temporal del ojo derecho y de la nasal del ojo izquierdo. Dicho de otro modo, las neuronas corticales del área estriada tienen dos campos receptores situados cada uno en un punto correspondiente de las hemiretinas: por tanto, los estímulos efectivos para un campo, lo son también para el otro.

- Las neuronas corticales al descargar, indican un rasgo local del objeto y al mismo tiempo le asignan un valor particular de profundidad. El valor de profundidad dado, es decir la estereopsis local, depende de la desigualdad de los campos receptivos: sólo muy pocas células corticales tienen campos receptivos exactamente correspondientes, en la mayoría existe una ligera desigualdad.

Si fijamos un punto, los campos receptivos de las neuronas corticales están “enfocados” a una distancia determinada (aquella en la que un objeto situado a su nivel estimula por igual a sus dos campos receptivos) distinta para cada una de ellas.

Además, interviene el mecanismo de interacción binocular sobre la descarga de las células corticales, basado en la forma de los campos receptores y en la existencia de dos campos receptores para cada neurona cortical.

Este mismo hecho explica la ausencia de diplopía en el área de Panum (Acción inhibitoria de los campos receptores vecinos).

- Superposición nasotemporal o estereopsis en la línea vertical media.

Con la concepción clásica de la separación de las retinas por una línea rígida vertical que pasa por la foveola, existiría una zona situada entre las líneas visuales principales, que sería vista por un solo ojo, en cuyo caso no podrían hacerse discernimientos de profundidad.

La realidad es todo lo contrario, se trata de una zona muy sensible para la estéreo-agudeza. Y ello por 2 circunstancias:

a. Superposición nasotemporal.

Las células ganglionares de una franja de la foveola, de aproximadamente 1º de ancho, descargan hacia ambas cintillas ópticas.

b. Por la existencia de conexiones a través del cuerpo calloso que intervienen en la estereopsis en la periferia.