Asociación entre la reactividad pupilar y la percepción de movimientos oculares

Abstract

En el día a día, estamos expuestos a diversos estímulos visuales, donde tendemos a cambiar nuestra mirada a los estímulos que queremos atender. Sin embargo, los seres humanos no siempre tenemos consciencia de nuestros propios movimientos oculares. En experimentos previos en nuestro laboratorio sobre atención encubierta, se les solicitó a los participantes mantener su mirada en una cruz de fijación mientras atendían a un estímulo periférico. Un 60,7% de los participantes reportaron haber movido los ojos durante el experimento. Sin embargo, un análisis más detallado reveló que en el 75% de los reportes no se había realizado ningún movimiento sacádico. Dado que existe poca información sobre este fenómeno, resulta importante entender la disociación entre la percepción de movimiento ocular y la ejecución de movimientos oculares per se.

Se ha reportado que la percepción de realización de una sacada, y la ejecución de sacadas se pueden disociar, debido a que las personas tienen dificultades en reportar sus sacadas realizadas. Por otra parte, se ha demostrado que la dilatación de la pupila refleja una preparación motora de un movimiento sacádico, incluso antes de realizar un movimiento sacádico. Bajo este contexto, surge la hipótesis de que el reporte de sacadas no realizadas se debe a un cambio atencional que es percibido como un movimiento sacádico. Como corolario de esta hipótesis se espera observar un aumento del tamaño pupilar como indicador de un cambio atencional, asociado al reporte de sacadas no realizadas.

Para examinar este fenómeno, se analizaron datos conductuales y de videoculografía de 28 sujetos (de 19 a 34 años) en una tarea de atención encubierta, centrada en la percepción del movimiento ocular reportado por los participantes. Se analizó el tamaño pupilar antes y después de: a) un reporte de un movimiento sacádico no realizado y b) un movimiento sacádico no reportado.

De los sujetos analizados, 15 fueron utilizados para el análisis, donde se encontraron sujetos con tres o más reportes, sin sacadas (N= 4), y con tres o más sacadas no reportadas (N=13). Se alinearon los valores de diámetro pupilar respecto al tiempo de reporte y sacada, respectivamente, y se analizó ventana temporal 1000ms antes y después del evento a analizar para luego hacer un promedio de ensayos por cada sujeto, seguido de un promedio de sujetos para tener curvas comparativas. Se construyeron surrogados respecto al número de reportes sin sacadas y sacadas no reportadas, respectivamente.

Para la condición de reportes sin sacadas, se encontraron diferencias significativas tanto antes como después de un reporte sin sacada, mientras que para sacadas no reportadas, solo se encontraron diferencias significativas posterior a una sacada (p < 0.05). Estos resultados sugieren que previo al reporte existe un cambio atencional manifestado como una contracción pupilar. Esto es coherente con la teoría premotora de la atención (Craighero & Rizzolatti, 2005; Smith et al., 2012). Además, los resultados arrojan que reportar no es lo mismo que realizar una sacada, lo cual sugiere que el fenómeno es bidireccional.

Este estudio contribuye a entender cómo la percepción de realización de un movimiento ocular puede estar vinculado a un cambio en el foco atencional más que a un movimiento ocular per se.

In everyday life, we are exposed to various visual stimuli, where we tend to change our gaze to the stimuli we want to attend to. However, humans are not always conscious of our eye movements. In previous experiments in our laboratory on covert attention, where participants were asked to keep their gaze on a fixation cross, 60.7% of the participants reported having moved their eyes during the experiment. However, a more detailed analysis revealed that in 75% of the reports, no saccadic movement had been performed. Since there is little information on this phenomenon, it is essential to assess whether there is a dissociation between the perception of eye movement and the execution of eye movements per se.

It has been reported that the perception of performing a saccade and the execution of saccades can be dissociated because people have difficulties in reporting their saccades. On the other hand, pupil dilation has been shown to reflect motor preparation for a saccadic movement, even before performing a saccadic movement. In this context, the hypothesis arises that the report of unrealized saccades is due to an attentional change perceived as a saccadic movement. As a corollary to this hypothesis, it is expected to observe an increase in pupil size associated with the report of saccades not performed.

To assess this phenomenon, behavioral and videoculography data from 28 subjects (ages 19 to 34) were analyzed as they were subjected to a covert attention task focused on the perception of eye movement reported by the participants. The pupil size was analyzed before and after a) a report of a saccade not performed and b) a saccade not reported.

Of the subjects analyzed, 15 were used for the analysis, where subjects were found with three or more reports without saccades (N= 4) and with three or more saccades not reported (N=13). Pupillary diameter values were aligned with respect to the reporting and saccade time, respectively, and a time window of 1000ms before and after the event to be analyzed was analyzed to average the number of trials for each subject, followed by an average number of subjects to obtain comparative curves. Surrogates were constructed regarding the number of reports without saccades and saccades not reported, respectively. For the condition of reports without saccades, significant differences were found both before and after a report without saccades, while for saccades not reported, significant differences were only found after a saccade (p < 0.05). These results suggest that prior to the report, there was an attentional change manifested as a pupillary contraction. This is consistent with the premotor theory of attention. In addition, the results show that reporting is not the same as performing a saccade, which suggests that the phenomenon is bidirectional.

This study contributes to understanding how the perception of performing an eye movement can be linked to a change in the attentional focus rather than an eye movement per se.