The Pulfrich phenomenon in a large population of young healthy subjects

Zusammenfassung

Hintergrund: Untersuchung ob eine optische Illusion, das Pulfrich-Phänomen (häufig bei ophthalmologischen Erkrankungen auftretend), bei gesunden Probanden auf beiden Augen identisch wahrgenommen wird. Methodik: Ein mechanisches Pendel, senkrecht zur Beobachtungsebene schwingend, wurde mit neutraldichten Filtern vor dem rechten oder linken Auge (50, 80 oder 90 % Absorption) beobachtet. Die Tiefe der resultierenden optischen Illusion (eliptische Bahn des Pendels), wurde gemessen. Die interokuläre Zeitverschiebung (dem Phänomen zugrunde liegend) wurde aus der gemessenen Tiefe berechnet. Daten von 65 Probanden wurden ausgewertet (Einschlusskriterien: alle 7 Messschritte durchgeführt, Sehschärfe ≥ 1,0 auf beiden Augen, normales Stereosehen: Titmus-Stereotest positiv, stereoskopische Auflösung ≥ 0,8). Resultate: Alle Probanden nahmen die optische Illusion wahr. Das Phänomen wurde auf beiden Augen gleich (p > 0,05; MANOVA) wahrgenommen (Messtiefe in [mm]; mean ± sem): OD: 8,5 ± 0,38, 23,7 ± 0,53, 36,3 ± 0,81; OS: 9,4 ± 0,50, 24,1 ± 0,69, 35,6 ± 0,92; 50, 80 und 90 % Absorption des Filters. Bei Messungen ohne Filter, wurde das Pendel im Durchschnitt in Richtung zum Beobachter hin wahrgenommen (0,9 ± 0,23 mm; p > 0,05). Die berechnete interokuläre Zeitverschiebung (ms) betrug: OD: 8,0 ± 0,18, 5,1 ± 0,12, 1,8 ± 0,08; OS: 7,46 ± 0,15, 5,0 ± 0,11, 1,9 ± 0,10. Die Tiefe der Illusion, welche ohne Filter wahrgenommen wurde, entsprach einer verzögerten Wahrnehmung des rechten Auges von 0,2 ± 0,05 ms. Eine Korrektur der Messwerte für die Zeitverschiebung, welche auch ohne Filter vorhanden war, hatte keinen Einfluss auf die statistischen Signifikanzen. Schlussfolgerungen: Das Pulfrich-Phänomen wird in beiden Augen gleich wahrgenommen. Die Tiefe der optischen Illusion ohne Abdunkelung eines Auges ist nicht statistisch signifikant. Die Messung hat klinische Relevanz, da das Phänomen bei gesunden Probanden (ohne Filter) klein ist und mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann.

Abstract

Background: To determine whether the Pulfrich phenomenon, an optical illusion occurring in many ophthalmological diseases, is perceived equally in both eyes in a large group of healthy medical students. Subjects and methods: A pendulum bob swinging perpendicular to the direction of observation was observed with either the right or the left eye covered with neutral density filters (50, 80 or 90 % absorption) and the apparent elliptical pendulum movement measured in depth. Interocular time delay was calculated from depth. Data from 65 individuals were included based on having: completed all 7 determinations of depth, a visual acuity of ≥ 20/20 on both eyes and an intact stereoscopic perception (Titmus stereotest, acuity of ≥ 20/25). Results: All subjects perceived the phenomenon. Depth perception was not significantly different (p > 0.05; MANOVA) between the two eyes (depth in [mm]; mean ± sem): OD: 8.5 ± 0.38, 23.7 ± 0.53, 36.3 ± 0.81; OS 9.4 ± 0.50, 24.1 ± 0.69, 35.6 ± 0.92; for 50, 80 and 90 % absorption of the filter respectively. At 0 % absorption the pendulum was seen in average at positive values (0.9 ± 0.23 mm; p > 0.05). Calculated interocular time delay (ms) was: OD: 8.0 ± 0.18, 5.1 ± 0.12, 1.8 ± 0.08; OS: 7.46 ± 0.15, 5.0 ± 0.11, 1.9 ± 0.10. The average depth perceived without filter corresponded to a time delay for the right eye of 0.2 ± 0.05 ms. Correction for the depth perception perceived without filter did not alter statistical significance. Conclusions: The Pulfrich phenomenon is perceived equally in both eyes. Depth perception without filters was not significantly different from zero. The illusion has clinical utility, since in normal subjects reliability of measurements is good and size of the illusion (without filters) small.

Schlüsselwörter

Optische Illusion - Pulfrich-Phänomen - Tiefenwahrnehmung - verzögerte Wahrnehmung - Stereosehen

Key words

Optical illusion - Pulfrich phenomenon - depth perception - conduction delay - stereopsis

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