Visión binocular: motilidad ocular, aspectos sensoriales, modelos, fusión y estereopsis

1. Visión binocular

La visión binocular es la capacidad de usar los dos ojos a la vez de forma coordinada para obtener una percepción única del espacio. La visión binocular simple (VBS) exige tres condiciones: que ambos ojos tengan una calidad de imagen parecida, que los ejes visuales estén alineados sobre el objeto (componente motor) y que el cerebro combine las dos imágenes (componente sensorial).

Ventajas de la visión binocular frente a la monocular:

• Estereopsis: percepción de profundidad relativa a partir de la disparidad retiniana.

• Sumación binocular: la sensibilidad al contraste y la agudeza binoculares son algo mejores que las monoculares.

• Campo visual más amplio que el de cada ojo por separado.

• Compensación de la mancha ciega de cada ojo y «ojo de repuesto» ante la pérdida de uno.

La visión binocular depende de un periodo crítico de desarrollo en los primeros años de vida: un estrabismo o una anisometropía no corregidos durante ese periodo pueden impedir que se desarrolle o alterar su organización.

Fuente: Blake R., Wilson H., «Binocular vision», Vision Research 2011; 51: 754-770, https://doi.org/10.1016/j.visres.2010.10.009.

2. Movimientos oculares

2.1. Músculos extraoculares e inervación

Cada ojo se mueve por seis músculos extraoculares:

Regla mnemotécnica: «RL6 OS4», el resto por el III par. Los rectos verticales actúan sobre todo como elevador/depresor en abducción y los oblicuos en aducción; por eso las nueve posiciones diagnósticas de la mirada permiten aislar la acción de cada músculo.

2.2. Tipos de movimiento

• Ducciones: movimientos de un solo ojo (aducción, abducción, supraducción, infraducción, inciclo- y excicloducción).

• Versiones: movimientos conjugados de los dos ojos en la misma dirección (dextroversión, levoversión, supraversión, infraversión, cicloversiones).

• Vergencias: movimientos disyuntivos, en sentidos opuestos (convergencia, divergencia, vergencias verticales y ciclovergencias).

Por su función, los sistemas oculomotores son:

• Sacádico: movimientos rápidos que llevan la fóvea al objeto de interés; latencia en torno a 200 ms y velocidades pico de varios cientos de grados por segundo, proporcionales a la amplitud («secuencia principal»).

• Seguimiento suave (persecución): mantiene en la fóvea un objeto que se mueve lentamente; ganancia próxima a 1 solo a velocidades bajas (decenas de °/s).

• Vergencias: alinean ambos ejes visuales según la distancia; son lentas comparadas con los sacádicos.

• Fijación: no es inmóvil, incluye microsacádicos, derivas y temblor.

• Reflejo vestíbulo-ocular y optocinético: estabilizan la imagen durante los movimientos de la cabeza y del entorno.

2.3. Leyes de la motilidad ocular

• Ley de Sherrington (inervación recíproca): la contracción de un músculo se acompaña de la relajación de su antagonista homolateral.

• Ley de Hering (igual inervación): los músculos yunta (sinergistas de los dos ojos en una versión, p. ej. recto lateral derecho y recto medio izquierdo en la dextroversión) reciben la misma inervación. Explica la desviación secundaria mayor que la primaria en un estrabismo paralítico.

• Ley de Donders: para cada posición de mirada hay una única torsión del ojo, sea cual sea el camino seguido para llegar a ella.

• Ley de Listing: desde la posición primaria, el ojo alcanza cualquier otra posición girando alrededor de un eje contenido en el plano de Listing (plano ecuatorial frontal).

Fuente: Kowler E., «Eye movements: the past 25 years», Vision Research 2011; 51: 1457-1483, https://doi.org/10.1016/j.visres.2010.12.014.

3. Aspectos sensoriales de la visión binocular

• Correspondencia retiniana: los puntos correspondientes de ambas retinas comparten la misma dirección visual; las dos fóveas son el par correspondiente principal y tienen la dirección visual común del ojo cíclope (dirección visual principal).

• Horóptero: lugar geométrico de los puntos del espacio cuyas imágenes caen en puntos correspondientes. El horóptero teórico es el círculo de Vieth-Müller (pasa por el punto de fijación y por los centros ópticos de ambos ojos); el horóptero empírico es más plano que ese círculo (desviación de Hering-Hillebrand).

• Área de Panum: alrededor del horóptero existe una zona en la que, aunque las imágenes no caigan en puntos estrictamente correspondientes, se perciben simples. Es pequeña en la fóvea (del orden de minutos de arco) y aumenta con la excentricidad y con los estímulos de baja frecuencia espacial.

• Disparidad retiniana: diferencia de posición de las imágenes respecto a los puntos correspondientes. Un objeto más cercano que el punto de fijación produce disparidad cruzada (temporal); uno más lejano, disparidad no cruzada (nasal). Dentro del área de Panum la disparidad se percibe como profundidad con imagen única; fuera de ella aparece diplopía, aunque con disparidades moderadas todavía se percibe profundidad (estereopsis cualitativa).

• Diplopía fisiológica: los objetos fuera del área de Panum se ven dobles; es cruzada para los objetos más próximos y homónima (no cruzada) para los más lejanos. Normalmente no se percibe porque se ignora, y se aprovecha en terapia (cordón de Brock).

• Rivalidad binocular: cuando cada ojo recibe imágenes muy distintas en zonas correspondientes, la percepción alterna entre una y otra en lugar de fusionarse.

Fuente: Blake R., Wilson H., «Binocular vision», Vision Research 2011; 51: 754-770, https://doi.org/10.1016/j.visres.2010.10.009.

4. Modelos teóricos

4.1. Modelos sensoriales de la visión simple

• Teoría de la fusión: las dos imágenes monoculares se combinan neuralmente en una sola percepción.

• Teoría de la supresión o de la alternancia: en cada momento y zona domina la imagen de un ojo y la del otro se inhibe; la rivalidad binocular es su ejemplo.

Los modelos actuales admiten ambos mecanismos: fusión con estereopsis cuando las imágenes son semejantes y supresión/rivalidad cuando difieren.

4.2. Grados de Worth

Worth ordenó la visión binocular en tres grados jerárquicos: 1.º percepción simultánea (ver a la vez las imágenes de ambos ojos), 2.º fusión (unirlas en una sola, con amplitud de fusión) y 3.º estereopsis (percibir profundidad a partir de la disparidad). Cada grado presupone el anterior.

4.3. Modelos de la vergencia y de la acomodación

• Modelo de Maddox (aditivo): la convergencia total es la suma de cuatro componentes: tónica (desde la posición anatómica de reposo hasta la fisiológica), acomodativa (ligada a la acomodación a través de la relación AC/A), fusional o disparidad (corrige la disparidad residual) y proximal (inducida por la conciencia de cercanía).

• Modelo interactivo de doble componente (Schor): acomodación y vergencia tienen cada una un controlador rápido (fásico), que responde al borroso o a la disparidad, y otro lento (tónico o adaptativo), que va asumiendo la carga del primero. Ambos sistemas se acoplan por enlaces cruzados: convergencia acomodativa/acomodación (AC/A) y acomodación por convergencia/convergencia (CA/C), en relación recíproca (cuando una es alta la otra tiende a ser baja). La adaptación de vergencia (vergencia lenta) explica por qué muchas forias grandes no producen síntomas.

Fuente: Blake R., Wilson H., «Binocular vision», Vision Research 2011; 51: 754-770, https://doi.org/10.1016/j.visres.2010.10.009; Schor C.M., «A dynamic model of cross-coupling between accommodation and convergence: simulations of step and frequency responses», Optometry and Vision Science 1992; 69: 258-269, https://doi.org/10.1097/00006324-199204000-00002.

5. Análisis de la visión binocular

El análisis integra los datos de heteroforia, vergencias fusionales, acomodación y relación AC/A para decidir si un sistema binocular está compensado:

• Comparación con valores esperados (análisis normativo): los resultados se comparan con tablas de normalidad; la más usada procede de Morgan (1944), por ejemplo foria de lejos 1 Δ exo (DE 2), foria de cerca 3 Δ exo, vergencia BO de cerca 17/21/11 Δ (borrosidad/ruptura/recobro) y AC/A por gradiente 4/1 (DE 2). Morgan agrupó además los hallazgos en grupos que tienden a variar juntos (grupo A, que valora la convergencia negativa y el estímulo de la acomodación; grupo B, la convergencia positiva y la relajación de la acomodación; grupo C, forias y AC/A; agrupación del trabajo original de Morgan, American Journal of Optometry 1944; 21: 477-491). Otros estudios poblacionales obtienen valores distintos, por lo que las normas son orientativas y se interpretan con ±2 desviaciones típicas.

• Análisis gráfico: representa en un gráfico vergencia-acomodación las forias, la AC/A, las vergencias fusionales positivas y negativas y la amplitud de acomodación; sus límites dibujan la zona de visión binocular simple y nítida (ZVBSN), junto a la línea de demanda (de Donders).

• Criterios de comodidad:

• Sheard: la reserva fusional que compensa la foria debe ser al menos el doble de esa foria. Prisma = (2 × foria − reserva compensadora) / 3.

• Percival: el punto de demanda debe quedar en el tercio medio de la amplitud de vergencia (en el análisis gráfico, la línea de demanda en el tercio medio).

• Regla 1:1 (derivada de los estudios de Sheedy y Saladin), para la esoforia: el recobro BI debe ser al menos igual a la esoforia. La AOA recoge que en los esofóricos el mejor predictor de astenopia es la magnitud de la esoforia, seguido del recobro de la vergencia negativa.

• Disparidad de fijación: pequeño error de alineamiento que se mantiene dentro del área de Panum sin diplopía; su curva (forzada con prismas) y la foria asociada (prisma que la anula) evalúan la vergencia en condiciones binoculares, sin disociar. Según la guía de la AOA, el criterio de Sheard identifica mejor al exofórico sintomático y la magnitud de la esoforia (y el recobro de la vergencia negativa) al esofórico sintomático.

Fuente: American Optometric Association, «Optometric Clinical Practice Guideline: Care of the Patient with Accommodative and Vergence Dysfunction», https://www.aoa.org/AOA/Documents/Practice%20Management/Clinical%20Guidelines/Consensus-based%20guidelines/Care%20of%20Patient%20with%20Accommodative%20and%20Vergence%20Dysfunction.pdf.

6. Conceptos de fusión y estereoagudeza

6.1. Fusión

• Fusión sensorial: integración cortical de las dos imágenes en una percepción única; requiere imágenes semejantes en tamaño, nitidez y luminancia (de ahí que la aniseiconia o la anisometropía la dificulten).

• Fusión motora: movimientos de vergencia que mantienen las imágenes en zonas correspondientes; su capacidad se mide como amplitud o reserva fusional (puntos de borrosidad, ruptura y recobro).

• Fusión central (foveal, estímulos pequeños) y periférica (estímulos grandes); la periférica es más robusta y puede persistir con un escotoma de supresión central.

6.2. Estereopsis y estereoagudeza

• Estereopsis: percepción de profundidad relativa a partir de la disparidad horizontal. Es local (contornos visibles monocularmente, como los anillos de Titmus) o global (estereogramas de puntos aleatorios, sin indicios monoculares, descritos por Julesz).

• Estereoagudeza: mínima disparidad detectable, expresada en segundos de arco (")**. Fórmula: η (radianes) = b · Δd / d², donde b es la distancia interpupilar, d la distancia de observación y Δd la diferencia de profundidad. Ejemplo: con b = 65 mm y d = 40 cm, 40" (≈0,000194 rad) equivalen a una diferencia de profundidad de unos 0,5 mm.

• Es una hiperagudeza: los mejores observadores detectan disparidades de pocos segundos de arco; en clínica se considera normal un umbral de 40-60" o mejor.

• Pruebas: contorno (Titmus, que va de la mosca, unos 3.000", a los círculos de 40"), puntos aleatorios (TNO —anaglifo rojo-verde—, Lang —sin gafas— y las figuras de puntos aleatorios del Randot, que también incluye círculos de contorno) y profundidad real (Frisby). Según la AOA, apreciar un estereograma de puntos aleatorios exige fusión y fijación bifoveal; superarlo con disparidades finas hace muy improbable un estrabismo manifiesto, aunque algunas microtropías superan las pruebas de puntos aleatorios gruesas.

Fuente: Read J.C.A., «Stereo vision and strabismus», Eye 2015; 29: 214-224, https://doi.org/10.1038/eye.2014.279.

7. Adaptaciones sensoriales

Cuando los ejes visuales no están alineados (estrabismo) aparecen diplopía (el objeto fijado se ve doble porque su imagen cae en la fóvea de un ojo y en un punto extrafoveal del otro) y confusión (dos objetos distintos se ven superpuestos porque sus imágenes caen en ambas fóveas). En el niño, el sistema visual se adapta para eliminarlas:

• Supresión: inhibición cortical activa de la imagen de un ojo en visión binocular. Puede ser central (escotoma foveal) o periférica, alternante o monocular, y facultativa (solo cuando el ojo se desvía, típica de la exotropía intermitente) u obligatoria.

• Ambliopía: disminución de la agudeza visual mejor corregida de un ojo (o de ambos) sin lesión orgánica que la explique, por una experiencia visual anómala durante el periodo crítico. Tipos: estrábica, refractiva (anisometrópica o isoametrópica bilateral) y por deprivación (p. ej. catarata congénita, ptosis).

• Correspondencia retiniana anómala (CRA): la fóvea del ojo fijador pasa a corresponder con un punto extrafoveal del ojo desviado, lo que permite cierta visión binocular con el ojo desviado. Es armónica si el ángulo de anomalía (ángulo objetivo − ángulo subjetivo) iguala al ángulo objetivo, y no armónica si es menor. Se explora con vidrios estriados de Bagolini, la prueba de las postimágenes o el sinoptóforo.

• Fijación excéntrica: el ojo ambliope fija con un punto extrafoveal (monocularmente); se diferencia de la CRA, que es un fenómeno binocular.

• Síndrome de monofijación: desviación pequeña con escotoma de supresión foveal en un ojo, fusión periférica y estereopsis reducida.

• Adaptaciones motoras asociadas: tortícolis o posición compensadora de cabeza, típica de los estrabismos paralíticos (p. ej. inclinación hacia el lado sano en la paresia del oblicuo superior).

En el adulto con un estrabismo adquirido estos mecanismos no se desarrollan, por lo que la diplopía persiste.

Fuente: American Academy of Ophthalmology, «Amblyopia Preferred Practice Pattern», Ophthalmology 2023; 130: P136-P178, https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2022.11.003.

Lo esencial para el examen

• Visión binocular simple = alineamiento motor + fusión sensorial; sus ventajas son estereopsis, sumación binocular y campo más amplio.

• Rectos lateral (VI) y oblicuo superior (IV); el resto de músculos y el elevador del párpado, por el III par.

• Ley de Hering: igual inervación a los músculos yunta; ley de Sherrington: inervación recíproca agonista-antagonista.

• Ley de Donders: una torsión por posición; ley de Listing: rotaciones en ejes del plano de Listing.

• Horóptero teórico = círculo de Vieth-Müller; el empírico es más plano (desviación de Hering-Hillebrand).

• Objeto más cercano que la fijación → disparidad cruzada; más lejano → no cruzada.

• Área de Panum: zona de visión simple sin correspondencia exacta; es mínima en la fóvea.

• Grados de Worth: percepción simultánea, fusión y estereopsis.

• Maddox: convergencia tónica + acomodativa + fusional + proximal; Schor: controladores rápido y lento con enlaces AC/A y CA/C.

• Sheard: reserva compensadora ≥ 2 × foria; Percival: demanda en el tercio medio; 1:1 para esoforia (recobro BI ≥ esoforia).

• Disparidad de fijación: error de vergencia dentro de Panum; foria asociada = prisma que la anula.

• Estereoagudeza en segundos de arco; normal clínica ≈ 40-60"; puntos aleatorios = estereopsis global.

• Estrabismo → diplopía y confusión → supresión, ambliopía, CRA o fijación excéntrica.

• CRA armónica: ángulo de anomalía = ángulo objetivo; no armónica: menor.