Penelitian Baru Menemukan bahwa Gerakan Mata Halus Mengoptimalkan Penglihatan

Sahabat.com - Kemampuan kita untuk melihat dimulai dari sel fotoreseptor yang sensitif terhadap cahaya di mata. Sebuah area khusus di retina yang disebut fovea bertanggung jawab atas penglihatan tajam. Di sinilah sel fotoreseptor kerucut yang sensitif terhadap warna memungkinkan kita mendeteksi detail terkecil. Kerapatan sel-sel ini bervariasi antara individu. Selain itu, ketika kita memfokuskan pandangan pada suatu objek, mata kita melakukan gerakan halus dan terus-menerus yang juga berbeda antara individu.

Peneliti dari Rumah Sakit Universitas Bonn (UKB) dan Universitas Bonn telah menyelidiki hubungan antara penglihatan tajam dan gerakan mata kecil ini, serta mosaik sel kerucut. Melalui pencitraan resolusi tinggi dan mikro-psikofisika, mereka menunjukkan bahwa gerakan mata disesuaikan dengan sangat baik untuk memberikan pengambilan sampel optimal oleh sel kerucut. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan di jurnal eLife.

Fovea, sebuah area kecil di pusat retina, memungkinkan manusia memfokuskan pandangannya pada objek untuk melihatnya dengan jelas. Area ini terdiri dari mosaik rapat sel fotoreseptor kerucut yang sensitif terhadap cahaya, dengan kerapatan mencapai lebih dari 200.000 kerucut per milimeter persegi—dalam area yang sekitar 200 kali lebih kecil dari koin seperempat dolar. Sel-sel kerucut fovea yang kecil ini mengambil sampel dari ruang visual yang terlihat dan mengirimkan sinyal ke otak, mirip dengan piksel pada sensor kamera dengan jutaan sel sensitif cahaya yang tersebar di seluruh permukaannya.

Namun, ada perbedaan penting. Berbeda dengan piksel pada sensor kamera, sel-sel kerucut di fovea tidak terdistribusi secara merata. Setiap mata memiliki pola kerapatan unik di foveanya.

"Berbeda dengan kamera, mata kita terus-menerus dan tanpa sadar bergerak," jelas Dr. Wolf Harmening, kepala Laboratorium AOVision di Departemen Oftalmologi UKB dan anggota Area Penelitian Transdisipliner (TRA) "Kehidupan & Kesehatan" di Universitas Bonn.

Ini terjadi bahkan ketika kita memandang objek yang tidak bergerak. Gerakan mata saat fokus ini menyampaikan detail spasial halus dengan memperkenalkan sinyal fotoreseptor yang terus berubah, yang harus diuraikan oleh otak. Diketahui bahwa salah satu komponen gerakan mata saat fokus, yang disebut drift, dapat berbeda antara individu, dan gerakan mata yang lebih besar dapat mengganggu penglihatan. Namun, bagaimana drift terkait dengan fotoreseptor di fovea dan kemampuan kita untuk mengidentifikasi detail halus belum diteliti hingga saat ini.

Menggunakan Pencitraan Resolusi Tinggi dan Mikro-Psikofisika

Inilah yang kini diselidiki tim penelitian Harmening menggunakan alat oftalmoskop cahaya pemindaian optik adaptif (AOSLO), satu-satunya di Jerman. Dengan presisi luar biasa yang ditawarkan oleh instrumen ini, para peneliti dapat memeriksa hubungan langsung antara kerapatan kerucut di fovea dan detail terkecil yang dapat kita resolusi.

Pada saat yang sama, mereka merekam gerakan kecil mata. Untuk melakukan ini, mereka mengukur ketajaman visual dari 16 peserta sehat saat melakukan tugas yang menuntut secara visual. Tim melacak jalur rangsangan visual pada retina untuk menentukan sel fotoreseptor mana yang berkontribusi terhadap penglihatan setiap peserta. Peneliti, termasuk penulis utama Jenny Witten dari Departemen Oftalmologi di UKB, yang juga merupakan mahasiswa Ph.D. di Universitas Bonn, menggunakan rekaman video AOSLO untuk menganalisis bagaimana mata peserta bergerak selama tugas diskriminasi huruf.

Gerakan Mata yang Disesuaikan dengan Kerapatan Kerucut

Studi ini mengungkapkan bahwa manusia mampu mendeteksi detail yang lebih halus daripada yang bisa diprediksi oleh kerapatan kerucut di fovea.

"Dari sini, kami menyimpulkan bahwa susunan spasial kerucut fovea hanya memprediksi sebagian dari ketajaman resolusi," lapor Harmening. Selain itu, para peneliti menemukan bahwa gerakan mata kecil mempengaruhi penglihatan tajam: selama fokus, gerakan drift mata disesuaikan dengan tepat untuk secara sistematis menggerakkan retina selaras dengan struktur fovea.

"Gerakan drift membawa rangsangan visual ke area di mana kerapatan kerucut tertinggi," jelas Witten. Secara keseluruhan, hasil menunjukkan bahwa dalam beberapa ratus milidetik, perilaku drift menyesuaikan diri dengan area retina yang memiliki kerapatan kerucut lebih tinggi, meningkatkan ketajaman penglihatan. Panjang dan arah gerakan drift ini memainkan peran kunci.

Menurut Harmening dan timnya, temuan ini memberikan wawasan baru tentang hubungan fundamental antara fisiologi mata dan penglihatan: "Memahami bagaimana mata bergerak secara optimal untuk mencapai penglihatan tajam dapat membantu kita lebih memahami gangguan oftalmologis dan neuropsikologis, serta meningkatkan solusi teknologi yang dirancang untuk meniru atau memulihkan penglihatan manusia, seperti implan retina."