תנועות עיניים

תנועות עיניים הן היכולת של העין לבצע תנועה לכיוונים שונים, על ידי השרירים החוץ-עיניים (Extrinsic muscles). תנועה של גלגל העין מתבצעת על ידי פעולה של שישה שרירים המחוברים לגלגל העין עצמו. שרירים אלו פועלים כדי להזיז את העין ל-6 מנחים עיקריים: העין זזה מדיאלית לכיוון האף על ידי שריר ה-Medial rectus. העין זזה הצידה (הסתכלות לצד, שלא לכיוון האף) על ידי שריר ה-Lateral rectus. שריר ה-Inferior oblique פועל להרמת גלגל העין כאשר היא מסתכלת מדיאלית. שריר ה-Superior oblique פועל להורדת גלגל העין או להסתכלות מטה כאשר היא מסתכלת מדיאלית. שריר ה-Superior rectus מעלה את העין כאשר היא פונה הצידה. שריר ה-inferior rectus מוריד את העין כאשר היא פונה הצידה (לטרלית). בתנאי חושך או בהיעדר נקודת ייחוס, יכולה להיגרם אשליית תנועה (Autokinetic effect) לעצם נח, (בדרך כלל נק' אור במקום חשוך), וזאת בשל תנועת הסקאדות של העיניים. ישנן כמה סוגי תנועות עיניים, ואינן קשורות לכיוון עצמו של תנועת העיניים. saccade(אנ') - סקאדה. תנועה מהירה בקפיצות, בעיקר כדי לשנות מבט, ולהתביית על עצם. כ-200 מילי שניות זהו זמן התגובה לתכנון ולאתחול סקאדה, וכ-80-100 מילי שניות משך הסקאדה עצמה, ומתרחשת כ-4-5 פעמים בשנייה. תנועה סקאדית מאפיינת למשל קריאת ספר. micro saccade(אנ') - מיקרו סקאדה. תנועה שאורכה פחות מ-20 arcmin(אנ'). הסקאדות הן רצוניות, ותפקידן לשים את הפוביה (fovea(אנ')) מול עצם עליו אנו מעוניינים להתמקד. Saccadic main sequence - סקאדות מאופיינות כתנועות בליסטיות, היינו, ככל שהעצם אליו צריך להביט נמצא במרחק יותר גדול, שיא המהירות הזוויתית להגיע לשם, תהיה יותר גדולה. drift(אנ') - תנועה לא רצונית, המתרחשת במקביל לתנועות העיניים האחרות, מעין סחף מאוד קטן (מבחינת אורך) של העין לכיוון רנדומלי. Smooth pursuit(אנ') - מתרחשת כאשר יש עצם בתנועה שרוצים לעקוב אחריו, וניתן לצפות מה יהיה כיוון ומהירות תנועתו. זוהי תנועה הדורשת קשב, כיוון שנדרש מהמח עצם עם מהירות וכיוון עליו יוכל לעקוב. Vestibular Ocular Reflex(אנ') - רפלקס של תנועה משלימה לתנועות האחרות כשמזיזים את הראש, והעיניים עוקבות אחרי עצם קבוע. תנועה זו מערבת את מערכת שיווי המשקל ותנועות הראש. Opto Kinetic Nystagmus(אנ') - תנועת עזר לסקאדה ולמעקב, כאשר העצם הנעקב יוצא משדה הראייה, אז העין חוזרת להיכן שראתה אותו לראשונה. Vergence system(אנ') - תנועות עיניים הקשורות להתמקדות לעצם הקרוב לפנים, המתרחק או מתקרב מאיתנו. בניגוד לסוגי התנועות מעלה, בתנועה זו כל עין זזה בנפרד לכיוון אחר, אבל ביחד. סקאדות ו-smooth pursuit, נשלטות במח על ידי ה-Posterior parietal cortex, שבין השאר אחראי על אינטגרציה בין חושית של המיפוי, ועל הפניית תנועות עיניים למושא הקשב. כמו כן על תכנון הסקאדות אחראי ה-Frontal eye fields. בדומה לשרירים אחרים בגוף, שרירי העין נשלטים על ידי מערכת העצבים המרכזית, דרך מסלולים עצביים השייכים למערכת המוטורית. הפקודות המוטוריות שיורדות מקליפת המוח עוברות דרך גזע המוח, ומגיעות לשרירי העיניים דרך שלושה מעצבי הגולגולת - עצבים מס' IV, III ו-VI. עצב מס' III, "העצב מניע העיניים" (Nervus oculomotorius), אחראי על עצבוב שריר ה- medial rectus, superior & inferior rectus ושריר ה- inferior oblique, וכן הוא מעצבב את שריר ה- Levator palpebrae, המעלה את העפעפיים. עצב זה מספר גם סיבים פאראסימפתטיים אשר אחראים לכיווץ האישון. שיתוק העצב השלישי, אם כן, יביא לתמונה קלינית שבה המטופל לא מסוגל להזיז את העין הפגועה לקרבת לאף, להעלותה או להורידה אלא רק מעט להזיזה הצידה. כמו כן תהיה צניחת עפעף והאישון לא יגיב לאור (לא יתכווץ). סיבות לפגיעה בעצב השלישי כוללות מצבים כגון בעיה באספקת הדם (ווסקולפתיה), טראומה, או מפרצת. בכחמישית עד רבע מן המקרים הסיבה לפגיעה בעצב אינה ידועה. הפגיעה יכולה להתרחש באזורים שונים בהם עובר העצב: כך למשל, פגיעה בגזע המוח תאופיין בחלק מן המקרים בהמיפלגיה (שיתוק) של צד הגוף הנגדי ואטקסיה של צד הגוף הנגדי. פגיעות בעצב השלישי יכולות להתרחש גם באזור התת-עכבישי, בארובת העין או בסינוס הקברנוסי. עצב מס' IV, "עצב הסליל" (Nervus trochlearis), אחראי על עצבוב ה-superior oblique ופגיעה בעצב זה תביא לחוסר יכולת של המטופל להוריד מבט (כשגלגל העין פונה לאף). פגיעה מבודדת בעצב זה נגרמת לרוב כתוצאה מטראומה. עצב מס' VI, "העצב המצדיד" (Nervus abducens), אחראי על עצבוב ה-Lateral rectus, פגיעה בעצב זה תביא לחוסר יכולת של המטופל להזיז את העין הפגועה הצידה. אצל אנשים מבוגרים, פגיעה בעצב זה נגרמת לרוב כתוצאה ממחלה כגון סוכרת או ממחלת כלי דם, אולם יש לשלול גם מצבים הקשורים לארתריטיס. בכל מקרה, לעיתים יש לבצע הדמיה לבסיס הגולגולת על מנת לשלול תהליכים גידוליים אשר יכולים להביא לשיתוק של עצב זה. אם השיתוק לא מלווה בכאבים, ותוצאות הבדיקות הן נורמליות, וכן לא נצפה שיש לחץ תוך-גולגולתי גבוה, ניתן לעקוב באופן שמרני אחר החולים. במקרים בהם השיתוק מלווה בכאב, ניתן לטפל בחולים באמצעות פרדניזון הניתן למשך 5 ימים, אשר מביא להקלה משמעותית בכאבים. הגרעינים של העצב השלישי והרביעי ממוקמים בחלק הגבי של המוח האמצעי, קדמית לתעלת המוח, בעוד שגרעין העצב השישי ממוקם בפונס. נגעים באזורים אלו מביאים לבעיות שונות בשדה הראייה, שלעיתים ניתן להבדילם מנגעים בעצב עצמו: גרעין העצב השלישי: בעוד שפגיעה בעצב השלישי המעצבב שרירי עין אחת בלבד תביא לפגיעה באותה העין, הרי שגרעין העצב השלישי מכיל סיבים משותפים לשתי העיניים עבור השריר המרים את העפעפיים. כמו כן, מכיל גרעין העצב השלישי עצבוב של שריר ה-superior rectus מהעין הנגדית. מכאן, שחוסר יכולת להרים את גלגל העין הנגדית למעלה, יחד עם חוסר יכולת להרים את העפעפיים בשתי העיניים, יכוון לפגיעה בגרעין העצב השלישי. גרעין העצב הרביעי: בשונה מפגיעה בגרעין העצב השלישי, המתאפיינת בתמונה קלינית שונה מול פגיעה בעצב השלישי עצמו, במקרה של פגיעה בגרעין העצב הרביעי לא ניתן להבדיל אל מול פגיעה בעצב הרביעי עצמו, והתמונה הקלינית זהה. גרעין העצב השישי: פגיעה בגרעין העצב השישי, מלבד הפגיעה בשריר ה-Lateral rectus, מביאה גם לחולשה בצד הפנים, לחולשה בהסתכלות קדימה ואף לירידה ברמת ההכרה. הסיבה לכך היא שגרעין העצב השישי ממוקם ליד מסילות עצביות הקשורות לעצב הפנים, אזור ה-Pontine lateral gaze center, וכן אזור הקרוי reticular activating system אשר אחראי בין היתר על מצב ההכרה. שליטה סופר-נוקלארית על תנועות העיניים מאפשרת לשתי העיניים לפעול יחד כדי ליצור תנועה מתואמת. לדוגמה: כאשר אנו רוצים להתבונן ימינה, עין ימין שלנו פונה הצידה לצד ימין, כלומר פעולה זו מתבצעת על ידי שריר ה-lateral rectus הימני. עין שמאל גם היא מתבוננת ימינה, כלומר פונה לכיוון האף, ופעולה זו מתבצעת על ידי שריר ה-medial rectus השמאלי. מכאן, שיש שני שרירים שונים הפועלים לצורך הסטת המבט לאותו הצד. על מנת לתאם את פעולת שני השרירים הללו, יש צורך במערכת אשר תפקח על תנועות מתואמות של העיניים. שריר ה-medial rectus השמאלי, כאמור, מעוצבב על ידי עצב שלוש (oculomotor), בעוד ששריר ה-lateral rectus הימני, מעוצבב על ידי עצב שש (abducens). על מנת ששתי העיניים יסתכלו לאותו הכיוון, יש צורך בכך שיהיה תיאום של פעולת שני העצבים הללו, על מנת ששתי העיניים יפנו לאותו הצד. פעולה זו מתבצעת באזור הקרוי - paramedian pontine reticular formation (או בראשי תיבות - PPRF). אזור זה אחראי למעשה על תנועת עיניים מתואמת לצדדים דרך הקשר שלו הן לעצב השישי האיפסילטרלי והן לעצב השלישי הקונטרה-לטרלי. אזור זה ממוקם בגזע המוח, ספציפית בפונס ובמוח האמצעי, ומקבל מידע עצבי מקליפת המוח. אזור זה קרוב לגרעין העצב השישי. פגיעה ב-PPRF באזור הימני, אם כן, תביא לחוסר יכולת להסתכל לכיוון שדה הראייה הימני, ולהפך. במילים אחרות, פגיעה באזור גזע המוח תביא לסטיית מבט לכיוון הנגדי מכיוון הפגיעה עצמו. אזור ה-PPRF מקבל גם מידע מקליפת המוח, מהאונה המצחית בצד הנגדי (כך למשל, PPRF ימני מקבל מידע מהאונה המצחית השמאלית). מידע זה שולט על תנועות עיניים מהירות, הנקראות גם "סקאדות" (Saccades). כמו כן, אזור ה-PPRF מקבל מידע מאונה פאריאטו-אוקסיפיטלית של אותו הצד, השולטת על תנועות עיניים איטיות (pursuits). נגע באונה המצחית, למשל, עלול להביא לכך שתהיה סטיית מבט אל הצד הפגוע עצמו: נגע באונה מצחית שמאלית תביא לסטיית מבט לכיוון שמאל (זאת, בשונה מנגע ב-PPRF שמאלי, המאופיין בסטיית מבט לכיוון ימין). בשונה מכך, פרכוס באונה המצחית יביא לסטיית מבט לצד הנגדי מהצד בו חל הפרכוס. כאשר פעילות של אחד מששת השרירים נפגעת, העין אינה יכולה לנוע בכיוון של השריר שנפגע- בעיה זו קרויה אופתלמופלגיה. כתוצאה מכך העין סוטה לכיוון ההפוך מכיוון השריר הפועל עליה בגלל פעולתם של השרירים האחרים שנותרים ללא פגיעה. במקרים אלו, האדם עלול להתלונן על ראייה כפולה (דיפלופיה) מאחר שהעיניים אינן מתואמות בראייתן ושדה הראייה הנופל על הרשתית באזורים שונים יוצר אשליה של ראייה כפולה. ניתן לאבחן בעיות בתנועות העיניים על ידי בדיקת המטופל כאשר הוא מסתכל לשישה כיוונים עיקריים. אצל מטופלים שאינם בהכרה, ניתן להעריך תנועות עיניים על ידי ביצוע "מבחן קלורי"- מבחן בו "מגרים" את עור התוף על ידי מים חמים או קרים (אם אין פתולוגיות בעור התוף). מטופלים השרויים בקומה, ללא פגיעה בגזע המוח, יגיבו למים קרים באופן בו תנועת העיניים תהיה לכיוון האוזן אליה טופטפו המים הקרים. טפטוף מים קרים לשתי האוזניים בו זמנית, יביא לסטיית מבט למטה, ואילו טפטוף מים חמים לשתי האוזניים יביא לתזוזת עיניים למעלה. חוסר תגובה של העיניים לטסט קלורי יכול להצביע על נגע בגזע המוח או בצרבלום, מחלה באיבר שיווי המשקל שבאוזן הפנימית, או הרעלה הנגרמת על ידי תרופות הרדמה. חולשת שרירי עיניים, או ocular palsy, יכולה לנבוע מפגיעה בשריר עצמו, בעצב, או בחיבור שבין העצב לשריר. פגיעה בעצב שלוש תביא לצניחת העפעף וסטיית העין לצד הלטרלי, היות ששריר ה-lateral rectus אינו מעוצבב על ידי עצב זה ולכן גורם לסטיית המבט לכיוונו. המטופל יתלונן על "ראייה כפולה" שהוא מסתכל לכל הכיוונים, למעט לכיוון הצד של העין הפגועה. שיתוק של עצב ארבע (trochlear palsy) אשר מעצבב את שריר ה-superior oblique, יביא לכך שהעין הפגועה מורמת מעט יותר מהעין שאיננה פגועה במבט קדימה, כאשר מידת הרמת העין גבוהה יותר לעומת העין הבריאה, ככל שהמבט פונה לכיוון האף (אדוקציה) ולהפך. המטופל מתלונן על ראייה כפולה כאשר הוא מסתכל למטה כשעיניו מופנות לכיוון האף. מטופלים אלו יתלוננו, למשל, על קושי לרדת במדרגות בגלל ראייה כפולה. שיתוק של העצב השישי (abducens palsy) גורמת לשיתוק של שריר ה-lateral rectus- כלומר חוסר יכולת להזיז את העין הפגועה לצד הלטרלי. המטופל יתלונן על ראייה כפולה כאשר יתבקש להזיז את העיניים לכיוון הלטרלי של העין הפגועה. אופתלמופלגיה אינטר-נוקלארית: (נקרא גם INO) בעיה זו נובעת כתוצאה מנגע המערב את ה- medial longitudinal fasciculus. מערכת עצבית זו מקשרת בין העצב השישי לעצב השלישי, ואחראית על תנועת עיניים מתואמת. INO שמאלי יביא לתמונה קלינית שבה המטופל מתבקש להסתכל לצד ימין, כאשר עין שמאל לא מסוגלת להסתכל לצד ימין אולם עין ימין כן מסוגלת לעשות כן. בנוסף קיים ניסטגמוס בעין ימין כדרך לפצות על חוסר התגובה של עין שמאל. INO ימני יביא לתמונה הנגדית, שבה המטופל מתבקש להסתכל לצד שמאל, כאשר עין שמאל מגיבה בהתאם ומבצעת ניסטגמוס כפיצוי, בעוד עין ימין לא מצליחה להסתכל לכיוון השמאלי. הסיבות ל- INO קשורות לרוב לנגעים בגזע המוח, המקום בו עוברת מסילה עצבית זו. הסיבה הנפוצה יותר, בעיקר אצל מטופלים צעירים או מטופלים אשר שתי העיניים סובלות מ- INO, היא טרשת נפוצה. אצל מטופלים מבוגרים יותר, או כאלו הסובלים מ- INO בעין אחת בלבד, יש לשקול אופציות נוספות כגון מחלה ווסקולרית. שתי אבחנות אלו מכסות בקירוב כ־80% מהמקרים שבהם יש INO. סיבות נדירות יותר כוללות אנצפליטיס בגזע המוח, גידולים בגזע המוח, אנצפלופתיה על שם ורניקה, הרעלת תרופות הרדמה ועוד. תסמונת One and a half: תסמונת זו נובעת מנגע בפונס, המערב הן את המסילה העצבית הנקראת medial longitudinal fasciculus, והן אזור הקרוי paramedian reticular formation (PPRF). תסמונת זו משלבת את הפגיעה הנגרמת ב-INO יחד עם חוסר יכולת להסתכל לכיוון האזור בו הנגע קיים. לדוגמה: נניח וקיים נגע בגזע המוח השמאלי, אשר מערב שני אזורים אלו. כאשר אותו אדם יתבקש להסתכל ימינה, עין ימין תזוז ימינה, אולם עין שמאל תישאר מקובעת במקום ללא יכולת לזוז ימינה, וזאת כתוצאה מפגיעה ב-medial longitudinal fasciculus השמאלי (פגיעת INO שמאלית). כאשר אותו אדם יתבקש להסתכל שמאלה, שתי העיניים יוותרו מקובעות במבט קדימה ולא יוכלו להסתכל לכיוון השמאלי, זאת מאחר שמרכז הראייה השמאלי נפגע ואיננו מאוקטב, ועל כן אין עצבוב של השרירים הפועלים להזזת העיניים שמאלה. תסמונת זו קרויה one and a half היות שקיים שיתוק דו צדדי של שתי העיניים בכיוון אחד (הכיוון בו ממוקם הנגע) ושיתוק חד צדדי (חצי) לכיוון השני. תסמונת דוויין: זוהי תסמונת מולדת, אשר מופיעה אצל אחוז קטן מהאוכלוסייה, זוהי לא פזילה, אך מחלה שנובעת מחוסר תפקוד או התכווצות יתרה של אחד או של שתיים משרירי העין בעת השהייה של העובר בבטן ההריונית. אנשים הסובלים ממנה אינם יכולים לראות בשדה ראייה תקין ומלא בלי לסובב את הראש, הם צריכים לסובב את הראש על מנת להסתכל לצדדים של העין הלוקה בתסמונת זו. יש אנשים שאצלם מחלה זו היא בשלבים קיצוניים אשר מחייבים ניתוח על שרירי העין וכך ניתן להתקן את ההשלכה של המחלה בכך שהאנשים הלוקים בה באופן קיצוני יותר מחזיקים את הראש נטוי לצד, מלבד הניתוח ניתן לשים עדשת צלינדר בעדשות המשקפיים והיא מייצבת את הנטייה של הראש. חקר תנועות עיניים ומדידתם (אנ') ובייחוד תנועות עיניים מהירות REM (אנ') הוא תחום מדעי ממנו מסיקים מסקנות רבות בתחום הפסיכולוגיה הקוגניטיבית - חקר ההבנה הנפשית, כמו בדיקת קשב ותשומת הלב, זמן עד המצמוץ כזמן הנדרש עד להבנה ומעקב אחרי המקום אליו מביט אדם בשעת קריאה או בתגובה לגירויים קוליים וחזותיים שונים. הניסויים משמשים גם בחקר התפתחות האדם וגם התפתחות בעלי חיים, ומגלה מתי לראשונה תינוקות מגיבים לסביבתם: למראות, לקולות, לשפה ועוד. ניתן למדוד פרמטרים שונים עבור כל עין בנפרד: גודל אישון, כיוון תנועה מעלה / מטה, כיוון הראש. כנגזרת של הזמן מחושבת מהירות התנועה. הדרך העיקרית לעקוב אחר תנועות עיניים היא שימוש במצלמה. לעיתים מדובר במכשיר ייעודי למעקב עיניים, כשהוא מבוסס בדרך כלל על הארה ב-LED תת-אדום וצילום איכותי. ישנם גם פתרונות פשוטים יותר, המתבססים על מצלמות מחשב או טלפון נייד. פתרון נוסף, שכיח הרבה פחות הוא Coil system / Scleral Coil (אנ') - מעקב בעזרת סליל מתכתי ששמים כמו עדשה על העין. הנבדק יושב בתוך "כלוב" מגנטי. תנועה של העין תיצור זרם, המחושב לכדי שלושת צירי התנועה. מלבד שימוש רפואי ומחקרי למדידות, חוקרים תנועות עיניים בניתוח שיווקי ופרסומי (איפה אנשים מסתכלים כשנכנסים לחנות, באתר אינטרנט, מודעה וכדומה), וגם בתעשיית ה-gaming. מעקב אחר תנועות עיניים משמש גם בצרכים צבאיים, למשל בקסדת טייסים מתוצרת אלביט מערכות. בהתאם לאופי השימוש ולתובנות הרצויות, האמצעים נבדלים בניידות (משקפיים, התקן שולחני, התקן USB, עדשות), ובתדירות בה הם מודדים את תנועות העיניים. בעבר נדרש ציוד מעבדתי יקר לביצוע ניסויים מסוג זה, אך כיום עם פיתוח והפצת משקפי מציאות מדומה, מצלמות דיגיטליות, ותוכנות עיבוד אות תמונה, אפשר לבצע ניסויים מסוגים אלו כמעט בכל מקום, וביתר קלות. תיאום עין-יד מדיה וקבצים בנושא תנועות עיניים בוויקישיתוף עיניים - תנועות, דף שער בספרייה הלאומית https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10991/ https://www.britannica.com/science/saccade ראה תמונה osapublishing.org/josa/abstract.cfm?uri=josa-46-11-987 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4861686/ https://www.nature.com/articles/eye2014284 https://link.springer.com/article/10.1007/s00221-007-0967-3 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567423110090064 https://medium.com/@kushankpoddar1/why-is-eye-tracking-important-for-market-research-2120d02e1c5c https://theconversation.com/how-eye-tracking-gives-players-a-new-experience-in-video-games-54595 https://www.thomasnet.com/insights/eye-tracking-technology-takes-jet-pilots-to-new-heights/ https://elbitsystems.com/product/hdts/ מסך צבעוני ויותר מטרות: דור העתיד של קסדות טייסי החמקן, באתר וואלה, 26 באפריל 2019 הבהרה: המידע בוויקיפדיה נועד להעשרה בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי.