Contribución óptica y neural en la función visual en adaptación mesópica y fotópica

Abstract

Se estudia la contribución relativa de los factores ópticos y neurales en la sensibilidad al contraste para iluminación mesópica y fotópica. Las MTFs se determinaron a partir de imágenes de doble paso en un grupo de siete sujetos jóvenes con visión normal y el cálculo de la función de transferencia neural (NTF) se realizó mediante un modelo que incluye el ruido fotónico, el ruido neural y la inhibición lateral. Para analizar los cambios en la sensibilidad visual debidos a la iluminación, se calcularon las áreas bajo las curvas (AUC) de MTF, NTF y FSC para siete niveles de iluminación (0,005, 0,025, 0,5, 5, 35, 320 y 950 cd/m2). Además, se determinaron las relaciones de Strehl, las frecuencias de corte de la MTF y de la FSC. La NTFAUC en función de la luminancia muestra una pendiente pronunciada en el rango mesópico y luego se aplana hacia la luminancia máxima medida en el rango fotópico, mientras que el MTFAUC muestra pequeñas variaciones en el mesópico y experimenta un aumento sostenido en el fotópico. En el rango mesópico, las frecuencias de corte de las MTF están por encima de las frecuencias de corte de CSF, sugiriendo que la respuesta óptica está limitada por el procesamiento neural, aunque en el rango fotópico ambas curvas siguen creciendo hasta alcanzar una respuesta coincidente que indicaría que en ese rango la respuesta neuronal da cuenta de la alta resolución espacial proporcionada por la óptica del ojo.

We study the relative contribution of optical and neural factors on contrast sensitivity for mesopic to photopic lighting. MTFs were determined from double-pass images on a group of seven young normal vision subjects and the calculation of the neural transfer function (NTF) was performed by mean of a model that includes the photon noise, the neural noise and the lateral inhibition. In order to analyze the changes in visual sensitivity resulting from lighting, the areas under the curves (AUC) of both the MTFs, NTFs and CSFs were computed for seven lighting levels (0.005, 0.025, 0.5, 5, 35, 320, and 950 cd/m2). Besides, Strehl ratio, MTF cut-off frequency and CSF cut-off frequency were determined. The NTFAUC as a function of luminance shown the steepest slope in the mesopic range and then flattening towards the maximum measured luminance for the photopic range, while the MTFAUC shows small variations in the mesopic and undergoes a sustained increase in the photopic. The variation of MTF and CSF cut-off frequencies shown that, for the mesopic range, the MTF cut-off frequencies are above to the CSF cut-off frequencies suggesting the optical response is limited by the neural processing but, in the photopic range, both curves continue to grow reaching a coincident response suggesting the neural response account for the high spatial resolution provides by the optics of the eye.