Accommodation and pupil responses to random-dot stereograms

We investigated the dynamics of accommodative and pupillary responses to random-dot stereograms presented in crossed and uncrossed disparity in six visually normal young adult subjects (mean age = 25.8 ± 3.1 years). Accommodation and pupil measures were monitored monocularly with a custom built photorefraction system while subjects fixated at the center of a random-dot stereogram. On each trial, the stereogram initially depicted a flat plane and then changed to depict a sinusoidal corrugation in depth while fixation remained constant. Increase in disparity specified depth resulted in pupil constriction during both crossed and uncrossed disparity presentations. The change in pupil size between crossed and uncrossed disparity conditions was not significantly different (p > 0.05). The change in pupil size was also accompanied by a small concomitant increase in accommodation. In addition, the dynamic properties of pupil responses varied as a function of their initial (starting) diameter. The finding that accommodation and pupil responses increased with disparity regardless of the sign of retinal disparity suggests that these responses were driven by apparent depth rather than shifts in mean simulated distance of the stimulus. Presumably the need for the increased depth of focus when viewing stimuli extended in depth results in pupil constriction which also results in a concomitant change in accommodation. Starting position effects in pupil response confirm the non-linearity in the operating range of the pupil.

ResumenInvestigamos la dinámica de las respuestas acomodativa y pupilar a los estereogramas de puntos aleatorios (RDS) que se presentaron en disparidad cruzada y no cruzada en seis sujetos jóvenes adultos con visión normal (edad media= 25,8 ± 3,1 años). Se supervisaron monocularmente las respuestas acomodativa y pupilar con un sistema de foto-refracción desarrollado para tal fin, mientras los sujetos fijaban la vista en el centro de un estereograma de puntos aleatorios. En cada prueba, el estereograma representaba inicialmente un plano liso, representando a continuación una ondulación sinusoidal en profundidad, mientras que la fijación permanecía constante. El incremento de la profundidad debido a la disparidad dio lugar a una constricción de la pupila durante las presentaciones de disparidad cruzada y no cruzada. El cambio del tamaño pupilar en las situaciones de disparidad cruzada y no cruzada no resultó significativamente diferente (p > 0,05). El cambio del tamaño pupilar se vio también acompañado de un pequeño incremento acomodativo concomitante. Además, las propiedades dinámicas de las respuestas pupilares variaron en función de su diámetro inicial (de partida). El hallazgo del incremento de las respuestas acomodativa y pupilar con la disparidad, independientemente del signo de la disparidad retiniana, sugiere que dichas respuestas fueron impulsadas por la profundidad aparente, en lugar de deberse a los cambios en la distancia simulada media del estímulo. Presumiblemente, la necesidad de un incremento de enfoque al visionar los estímulos ampliados en profundidad deriva en una constricción pupilar, que deriva a su vez en un cambio acomodativo concomitante. Los efectos de la posición de partida sobre la respuesta pupilar confirman la no linealidad del rango operativo de la pupila.