Adaptive optics visual simulators to study the impact of aberrations on perception

Resumen

Los cambios ópticos que la miopía produce en el ojo son bien conocidos, pero no ocurre así con la relación de estos con las características neuronales de la visión. Los simuladores visuales de óptica adaptativa (AOVS) permiten estudiar estos efectos. Los AOVS no pueden usarse en casos de alta miopía dada las limitaciones técnicas en la medida y corrección de desenfoque. En esta tesis, se describe el desarrollo de un AOVS con un rango más amplio de desenfoque, posibilitando la inclusión de pacientes con alta miopía. Para la modificación del desenfoque se utilizó una lente eléctricamente ajustable. Para corregir las HOA se usó un modulador espacial de cristal líquido sobre silicio (LCoS-SLM). La lente ajustable se situó en el plano conjugado antes de un sensor de Hartmann-Shack. Para asegurar condiciones puramente fotópicas para los tests visuales se utilizó un proyector de video digital. El control del diámetro de la pupila se llevó a cabo mediante un diafragma motorizado. En esta tesis, se proporciona una descripción detallada del desarrollo del AOVS, además de los procedimientos para la calibración de cada componente del sistema, y del sistema en conjunto. Se realizaron medidas en adultos jóvenes con alta miopía. La agudeza visual (VA) se comparó utilizando la refracción obtenida con el AOVS y la refracción proporcionada por los sujetos mediante procedimientos usuales. Los valores de VA cuando la refracción obtenida mediante AOVS era corregida eran mayores que cuando se corregía la refracción proporcionada. Las HOA mostraron valores similares en ojos miopes y emétropes. La VA con corrección total se obtuvo para ciertos sujetos, mostrando un incremento moderado. La separación del desenfoque del resto de aberraciones ha permitido el uso de máscaras de difracción de fase para el control de la aberración cromática longitudinal (LCA). Algunos de los efectos visuales de las modificaciones de LCA aún no se comprenden del todo. Dado que el valor de LCA es predecible, numerosos estudios han demostrado cómo corregirlo. Sin embargo, algunos de ellos han observado mejoras en la VA mientras que otros no las han encontrado. La VA para distintos desenfoques con la LCA corregida no ha sido estudiada aún. En este trabajo, la VA se evaluó bajo diferentes valores de LCA. La corrección de la LCA no aumento la VA, mientras que doblando su valor la AV disminuyó. Para comprender mejor estos resultados se realizaron simulaciones de trazado de rayos en un modelo cromático de ojo. Las simulaciones predicen bien el caso de LCA natural. En condiciones de LCA modificada, la correlación entre la VA prevista y obtenida decrece. Estos resultados sugieren fenómenos de adaptación neural. Se realizaron otros experimentos para tratar de entender mejor el mecanismo de compensación neural. La VA fue medida de manera continuada durante un período de tiempo (alto y bajo contraste) para los casos de LCA natural y corregida. El análisis de los datos muestra que en condiciones de alto contraste no hubo cambios temporales de la VA, siendo la VA menor para la LCA corregida. Para bajo contraste, la VA se incrementó con el tiempo en el caso de la LCA corregida, a pesar de la caída inicial en comparación con la LCA natural. Estos hallazgos sugieren que existe cierta adaptación neural a la LCA. El dispositivo desarrollado permite extender los beneficios de la óptica adaptativa a cualquier ojo, independiente de su refracción. Los experimentos realizados en condiciones de LCA modificada muestran la existencia de adaptación neural, lo cual tiene implicaciones en el diseño de dispositivos de ayuda óptica para el ojo.