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Die spektrale Empfindlichkeit der für den Pupillenlichtreflex verantwortlichen Photoreceptoren beim Menschen

The spectral sensitivity of retinal photoreceptors conducting the pupillary light reflex in man

Albrecht von Graefes Archiv für klinische und experimentelle Ophthalmologie Aims and scope Submit manuscript

Summary

The spectral sensitivity of retinal photoreceptors subserving the pupillary light reflex in man was determined photoelectrically (in response to light flashes) and photographically (in response to constant lights) by using infrared radiation directed onto the iris of the contralateral eye.

With illumination of the total retinal field light flashes of 0.1 sec duration were followed, after a latent period of 0.2 to 0.5 sec, by an iris contraction. The time necessary for the maximum amplitude was 0.15 to 1.2 sec and depended upon state of adaptation, duration, luminance and wavelength of the stimulus. The luminance needed for a threshold response of the iris contraction varied between 1.2×10−6 and 3×10−6 cd/m2. Slightly (1.6–2.4 times) lower values were found for the absolute visual threshold. The spectral sensitivity of the pupillomotor reaction in response to light flashes was similar to the scotopic and photopic spectral sensitivity curves psychophysically determined.

The luminosity function of the receptors governing the size of the pupillary diameter was determined by exposing the eye to steady lights of increasing luminances and of various wavelengths. Therefrom the relative energy for a constant pupillary diameter of 5 mm was determined. The sensitivity distribution followed a curve showing a peak wavelength at λ max=488 nm. This was seen within the photopic range of illumination. It is suggested that during steady illumination mainly the blue and green cones act as the pupillomotor photoreceptors for the steady-state reactions in the human eye.

Zusammenfassung

Der Kontraktionsablauf (phasische Komponente) und die Pupillenweite (tonische Komponente) des konsensuellen Lichtreflexes der Pupille des menschlichen Auges wurden IR-reflektometrisch bestimmt.

In Abhängigkeit vom Adaptationszustand, der Dauer, Leuchtdichte und Wellenlänge der Lichtreize beginnt die Iriskontraktion bei kurzdauernder (0,1 sec) Ganzfeldbelichtung nach einer Latenz von 0,2–0,5 sec und erreicht ihr Maximum 0,35–1,7 sec nach Reizbeginn. Die zur Iriskontraktion dunkeladaptierter Augen notwendige Schwellenleuchtdichte liegt bei 1,2–3×10−6 cd/m2. Sie beträgt das 1,6–2,4fache der sensorisch gemessenen Schwelle. Die bei stufenweise gesteigerter Adaptationsleuchtdichte geprüfte Spektralsensitivität zeigt eine Purkinje-Verschiebung bei sensorischer und pupillographischer Messung oberhalb 10−6 skot. Troland. Die spektrale Empfindlichkeit des Pupillenlichtreflexes auf kurzdauernde Lichtreizung ist mit der psychophysisch gewonnenen skotopischen bzw. photopischen Empfindlichkeitskurve weitgehend identisch.

Die IR-photographisch gemessene Änderung der Pupillenweite bei Dauerlicht wird erst im photopischen Leuchtdichtebereich deutlich. Sie beginnt bei Bestrahlung mit weißem Licht bei geringerer retinaler Beleuchtung (10−1 skot. Trol.) als bei Verwendung monochromatischen Lichtes (102 skot. Trol.). Die für eine konstante Pupillenweite von 5 mm notwendige relative Lichtenergie ist bei 488 nm am geringsten.

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Alexandridis, E., Koeppe, E.R. Die spektrale Empfindlichkeit der für den Pupillenlichtreflex verantwortlichen Photoreceptoren beim Menschen. Albrecht von Graefes Arch. Klin. Ophthalmol. 177, 136–151 (1969). https://doi.org/10.1007/BF00431624

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