4.5　眼球运动

人们是生活一个在看起来无限大的空间里，人的双眼需要不断地环视周围的景物，搜索自己感兴趣的目标。世界是如此之大，立体角达到4π弧度，即720°，而人眼的视角又那样小，尤其是以视轴为中心的中央凹区域仅1°20′视角。人眼为了搜索和看清目标，除了转动身体和转动头部等动作之外，眼球本身也必须要做多方向的运动。

4.5.1　眼球运动的目的

人眼视锥细胞主要集中于中央凹，为了正确地识别空间物体的位置，大小和形状，眼球就要不停地上下、左右转动，按人的意志改变注视的方向，使视轴对准被注视物体，把整个物体的图像清晰地传送到中央凹及黄斑区。在整个视网膜中，中央凹的敏感度最高，能获得最清晰的图像，其中视锥细胞起主要作用，为此需要转动眼球；而视网膜周边区对闪光和运动物体等的刺激特别敏感，该区域视杆细胞起主要作用，如果外界光刺激发生快速的变化，视网膜的周边区立即会作出反应，眼球也就产生运动。

眼球在各方面的运动是由两侧大脑运动区（大脑8区附近）来控制的，一般来说，侧向运动的大脑皮层比较明确，即大脑右侧皮层控制双眼向左运动，左侧皮层控制双眼向右运动，但控制双眼上下运动及其他方向的运动，如旋转等，在大脑皮层的对应投射区域尚不很清楚。

一般而言，眼球运动的目的和作用主要包括三个方面，即注视、辐辏和补偿。注视是使中央凹对准目标，辐辏使双眼视轴向内集合，补偿是眼球的反射性运动，目的是保持视线的稳定。

在注视点分布研究中，发现人眼在观察定向目标时，眼球并非固定不动，而是注视点在不断地扫描，但对图形的“特征”却特别感兴趣，停留时间稍长。在不同的实验中发现，注视点停留的地方，主要集中于光的交界处，尤其是拐弯处，如白衣服上黑点、图形的轮廓等。用闭合图形进行实验，则视线容易往图的内侧去，若在画面内有运动的图形，或在这些地方的图形存在一些不规则性，例如图形的一部分欠缺，或者只是一部分有不同的特性，注视点也容易盯住这些地方。

为获得近物的清晰图像，左右眼的位置和方向必须作相应的调整，使双眼形成单视。在调节机制中我们已叙述过，此时双眼产生辐辏运动，相应地瞳孔也发生收缩。从远物到近物的变化，人眼为看清物体，需通过调节、集合和缩瞳来完成，集合就是双眼辐辏，这种眼球运动就是人眼近响应。

眼球运动的作用，还可以起到补偿体位变化以维持视线稳定的目的。当人体姿势发生变化时，或者当我们目光跟踪移动的目标时，将会引起眼球的反射性运动。这种反射可以保证身体或头部突然运动时，眼球的注视方向仍能保持相对的稳定性。

4.5.2　眼球运动的生理机制

眼球位于眼眶内，其活动是按一固定点旋转，该固定点称为旋转中心。在临床上或进行计算时，常认为旋转中心是恒定的，位置在眼轴上距角膜顶点后方13.5mm处，每只眼球的运动，都是由与其相连的眼外肌相互作用来控制的，每只眼球的眼外肌共有六条，即上直肌、下直肌、内直肌、外直肌、上斜肌和下斜肌（图4‐10）。

图4‐10　眼球的眼外肌

眼外肌的功能和作用较为复杂，各眼外肌之间的关系，或起协同作用，或起对抗作用，以保持双眼共同协调运动。当一眼外肌行使其主要动作时，也有某些其他眼外肌来协助完成，这就是协同作用。外直肌的主要动作就是外转，而上、下斜肌的副动作也是外转，所以当眼球外转时，上、下斜肌就协同外直肌动作。眼外肌除互相协同的作用外，尚需相互制约，以免超过所需的运动范围。例如外直肌可以制约内直肌的过度动作，上直肌可制约下直肌的过度动作等。除此之外，两眼运动必须是共同的，即向右看时，两眼同时向右转，而且转动幅度应相等，这样才能保持两眼视线平行，这也是双眼单视的重要条件之一，需要右眼外直肌和左眼内直肌同时作等量收缩才能实现。这两条共同转动的眼外肌互相起配对作用。归结起来，在眼外肌的作用下，眼球可实现内转、外转、上转、下转、内旋和外旋等动作。需要指出，当眼外肌的结构和协同作用不一致时，或者当眼外肌出现损伤时，可能导致双眼斜视。(www.daowen.com)

4.5.3　眼球的运动类型

眼球运动有三种基本类型:注视运动、追踪运动和跳跃运动。

1.注视（Fixation）。把眼睛的中央凹对准某一目标的眼球运动称为注视（图4‐11）。眼球的注视运动是为了刺激更多的视细胞，有利于视细胞的适应和再注视，以便形成清晰而稳定的视网膜像。另外，当双眼观察一忽近忽远的物体时，双眼视轴之间的夹角会随物体的远近发生变化，即伴随微弱的聚散运动或辐辏。在实现对目标的注视后，眼球仍存在微小颤动，但这不会影响视敏度和深度视觉，如射击瞄准时，随着呼吸运动，全身各部位都在作轻微颤动，眼球也不例外，但这种颤动并不影响瞄准精度。此外，观察目标本身的结构特征，也可能导致注视运动的不稳定。当你试图去数清图4‐12所示图案中波浪线条的数量时，往往觉得非常困难，除非不眨眼睛一口气数完，否则会导致注视定位出问题，最终使正确计数变得不可能。

图4‐11　眼睛的注视

2.追踪运动（Pursuit movement）。一种比较平稳的、按正弦形式在左右方向或上下方向往复的运动。当眼睛在追踪一运动物体时，如果运动物体的速度不太大，那么双眼进行的是较慢的追踪运动。跟踪运动的目的，是注视运动物体并使运动物体成像在视网膜中央凹处。如果运动物体的角速度太大，尽管双眼企图进行跟踪，但不能完成追踪的目的，此时不能使运动的物体清晰地成像在视网膜上。举例来说，当透过快速运行的列车的车窗向外观察两旁的树木时，树木的影像因快速后退运动而模糊，即使人们试图用双眼去跟踪这些树木，仍不能使目标显得清晰。又如当电视剧或电影放映结束时，演职人员的名单会在屏幕上自下而上显示，此时阅读起来并不困难，因为追踪运动的速度能够跟上字幕的移动速度；但在某些香港电视剧结束时，字幕往往以很快的速度自下而上移动，此时就很难顺利地阅读演职人员的名单了。

图4‐12　注视运动的不稳定

一般认为，平稳的追踪运动是视轴跟随运动的物体时所发生的连续低速运动。当物体处于静止状态，即使有意识地进行这种运动，也是办不到的。追踪的角速度相当低，据说最高约为25°～30°度/秒。在追踪高速运动物体的情况下，掺进了单挛运动。平稳的跟踪运动不是为了盯住离开视轴的目标物的运动，而是使落在中央凹上的目标维持在原来位置上的运动。广义而言，我们阅读时的眼球运动就是平稳的跟踪运动，相当于眼球去追踪从左向右运动的字体。作者认为，眼球的追踪运动的速度具有方向选择性，如阅读从左至右编辑的书报很容易，阅读从右至左编辑的文章较难。而在古代中国，书籍的文字往往是从上到下排列的，阅读起来又是另一番情景。阅读速度最慢的当数阅读从下往上编辑的文字（图4‐13）。所以，目前全世界大多数文字都采用从左至右的排列方式，我国台湾地区的某些书报及阿拉伯文等则采用从右至左的编辑方式。从下往上排列文字，恐怕是绝无仅有的。读者不妨试验一下图4‐13四种编排方式的文字的阅读，哪个更容易一些？

图4‐13　跟踪运动实例——阅读

3.跳跃运动（Skip movement）。离开平稳的追踪运动，就是跳跃运动或单挛运动。单挛运动是非常高速的运动，如果眼球的平稳追踪运动是以运动速度作为刺激而产生的，那么眼球的单挛运动则是由于视标位置改变作为刺激而引起的。由于视标位置的快速变化，眼球就产生跳跃运动。当我们随意地环顾四周时，双眼从一个注视点到另一个注视点会作快速扫视运动，快速扫视的振幅可能只是几弧分（微快速扫视运动）或者为几度。

跨度大的快速扫视常伴随头部的运动，如人眼阅读到达一行文字的最右侧时，需要把目光快速扫回到下一行的最左侧，以开始另一行阅读。这种快速扫视，其扫视时间约在10～80ms之间，眼球运动的平均角速度可达200°～600°/秒。实际上，当物体的运动速度在50°～55°/秒以下时，眼球的运动是追踪运动。但当物体运动速度相应提高时，则伴随有跳跃或单挛运动。单纯的追踪运动不能保证运动物体清晰地成像在视网膜上，高速运动的物体，只有在眼球跳动的情况下，才能看清楚。

在快速扫视和慢速追踪运动之间，可产生一种周期性的交替运动，例如在行驶的汽车或火车里，从窗子向外观看风景时，双眼在缓慢的水平运动和快速的扫视运动之间交替地运动着。这种在快速扫视和慢速追踪运动之间的交替运动称之为眼球震颤。在眼科学上称之为视性眼球震颤。这种往返摆动的眼球有快有慢，快的称为快相，慢的称为慢相，慢相与车进行的方向相反，快相与火车进行的方向一致。除了视动性的眼球震颤外，还有视力障碍性眼球震颤和职业性眼球震颤，这是由眼球致病，或者长期从事某种职业（如矿工长期在较暗的坑道中劳动等）所致。