Forschende aus Basel, Bonn und Paris entschlüsseln die überraschende Rolle kleinster unwillkürlicher Augenbewegungen. Eigentlich müssten diese Fixationsbewegungen das Sehen verschlechtern. Tatsächlich helfen sie, feine Details klarer zu erkennen. Die Ergebnisse wurden jetzt im Fachjournal „PNAS“ veröffentlicht.
Forschende des Instituts für Molekulare und Klinische Ophthalmologie Basel (IOB) haben gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen der École Normale Supérieure in Paris sowie des Universitätsklinikums Bonn (UKB) und der Universität Bonn entdeckt, wie diese mikroskopisch kleinen Augenbewegungen unsere Sehschärfe verbessern statt verschlechtern. Sie kombinierten dabei theoretische Modelle mit Experimenten am Menschen. Mithilfe modernster Eyetracking-Technologie und Computermodellen konnte das Team zeigen, dass diese Bewegungen unserer Netzhaut dabei helfen, visuelle Informationen effektiver zu verarbeiten.
Paradoxes Phänomen
„Es ist ein faszinierendes Paradox“, sagt Prof. Rava Azeredo da Silveira, einer der leitenden Forschenden dieser Studie. „Diese ständigen, winzigen Bewegungen unserer Augen scheinen zwar unser Sehen weniger präzise zu machen, aber tatsächlich optimieren sie die Art und Weise, wie unsere Netzhaut visuelle Informationen verarbeitet. Wir haben festgestellt, dass Menschen diese Bewegungen von Natur aus in einem nahezu perfekten Bereich halten, der die Sehschärfe verbessert.“
Gleichgewicht zwischen Bewegung und Stabilität
„Wir konnten zeigen, dass diese Bewegungen helfen, indem sie die Informationen in unseren Sehrezeptoren ‘auffrischen’ und dabei ein optimales Gleichgewicht zwischen Bewegung und Stabilität aufrechterhalten“, sagt Co-Studienleiter Dr. Wolf Harmening, Leiter des AOVision-Labors an der Klinik für Augenheilkunde am UKB und Mitglied des Transdisziplinären Forschungsbereichs (TRA) „Life & Health“ der Universität Bonn. „Zudem stellten wir fest, dass sich die Bewegungen im Experiment an die Größe des Objekts anpassen.“ Diese Erkenntnisse könnten wichtige Auswirkungen auf das Verständnis der visuellen Verarbeitung und die Entwicklung neuer Behandlungsmöglichkeiten für Sehstörungen haben.
Bisher unerreichte Präzision
Die Studie wurde mit einem hochentwickelten adaptiven optischen Scanning-Laser-Ophthalmoskop durchgeführt, mit dem die Forschenden diese minimalen Augenbewegungen mit bisher unerreichter Präzision verfolgen konnten, während die Teilnehmenden Sehaufgaben ausführten. Die Forschenden kombinierten dann theoretische Modelle mit empirischen Daten, um einen Zusammenhang zwischen Augenbewegungen, neuronaler Verarbeitung in der Netzhaut und menschlichem Verhalten herzustellen
Publikation: Nghiem T-A E, Reiniger JL, Dufour O, Harmening WM, da Silveira RA (2025). Fixational Eye Movements as Active Sensation for High Visual Acuity; PNAS; DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2416266122
Quelle: UKB-Pressemitteilung vom 11.02.25
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