The effect of the pupil as aperture and field stop on the various components of the human electroretinogram

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Abstract
The electroretinogram (ERG) was recorded in 10 normal subjects under scotopic and photopic conditions with the pupil of one eye constricted and that of the other eye dilated. The human iris, being displaced from the nodal point of the eye, acts not only as an aperture, regulating the retinal illumination, but also as a field stop, limiting the visual angle, especially for large object fields, as in Ganzfeld illumination. This double effect of a constricted pupil clearly influences the Ganzfeld ERG, not only shifting the intensity response functions to higher luminances but also diminishing the maximal responses. Control experiments with smaller test fields, which are less affected by the pupillary field-stop properties, reveal no diminution of the scotopic b-wave amplitudes. Implicit time functions, being nearly independent of the number of receptors stimulated, can be matched by taking into account the pupillary diameter and calculating the actual retinal illumination (Troland). Amplitudes, being highly affected by a decrease of responding neurons due to the angle-limiting field-stop character of the pupil, cannot be matched with regard to the pupillary diameter. This effect is most noticeable in Ganzfeld illumination for the scotopic b-wave, generated mainly by neurons of the peripheral retina, and has less effect on the photopic responses that are generated more centrally. Bei 10 augengensunden Personen wurde das Elektroretinogramm (ERG) unter skotopischen und photopischen Bedingungen abgeleitet, wobei die Pupille des einen Auges medikamentös weitgestellt, die des anderen Auges enggestellt war. Da die menschliche Iris außerhalb des Knotenpunkts des Auges gelegen ist, wirkt sie nicht nur als helligkeitsregelnde Aperturblende, sondern auch als sehwinkelbegrenzende Bildfeldblende, insbesondere für ausgedehnte Objektfelder wie bei Ganzfeldbeleuchtung. Diese doppelte Wirkung einer enggestellten Pupille beeinflußt das unterGanzfeldbedingungen abgeleitete ERG durch Verschiebung der Amplituden-Kennlinien zu höheren Leuchtdichten und durch Verminderung der Maximalamplituden. Kontrollexperimente mit kleineren Testfeldern, die durch die Bildfeldblendenwirkung der Pupille weniger beeinflußt werden, zeigen keine Verringerung der Amplituden der skotopischen b-Welle. Die von der Zahl der gereizten Rezeptoren nahezu unabhängigen Gipfelzeit-Kennlinien lassen sich bei Kenntnis des Pupillendurchmessers durch Berechnung der Pupillenstärke (Einheit Troland) angleichen. Demgegenüber sind die Amplitudenwerte von der durch die Bildfeldblendenwirkung der Pupille hervorgerufenen Verminderung der Rezeptorenzahl abhängig; sie können allein durch Berücksichtigung des Pupillendurchmessers nicht angeglichen werden. Unter Ganzfeldbedingungen zeigt sich dieser Effekt am deutlichsten für die hauptsächlich von Neuronen der peripheren Netzhaut generierte skotopische b-Welle; er ist für die mehr vom Netzhautzentrum ausgelösten photopischen Antworten weniger ausgeprägt.

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