Ayşe ÇİĞEL, Mehmet DİNÇER BİLGİN, Rauf Onur EK

Assessment of the Effects of Light and Sound Impulses on the Electrical Potential of the Eye and Ocular Muscles

Objective: The aim of this study is to determine the effects of visible light on the electrical potential of the eye and facial/ocular muscles using electrooculography (EOG) and the effects of visible light and sound stimuli electromyography (EMG). We also intend to assess normal human electrical activity by documenting the alteration in EOG and EMG signals. Materials and Methods: The EOG was recorded for 25 healthy individuals (10 women and 15 men) in compliance with the International Society for Clinical Electrophysiology of Vision standards. In addition, visible light and sound stimuli were applied to the test subjects during facial and/or ocular EMGs recording. Further, the data were analysed using SPSS 12.0 statistical program. Results: In normal healthy subjects, the amplitudes of the EOG potential during the dark period (men 0.69±0.09; women 0.67±0.11) were lower than that in the light period (men 1.29±0.18; women 1.35±0.15). The mean values of Arden ratio were 2.06±0.11 and 2.14±0.12 for men and women, respectively. Although visible light stimuli enhanced the EMG signals in the facial and/or ocular EMG, the click sound did not cause significant alteration in the EMG signals. Conclusion: Visible light has been reported to have beneficial effects on the EOG and facial/ocular EMG signals in normal healthy individuals. However, click sound has no effects on the facial/ocular EMG. We therefore propose that facial/ocular EMG and EOG measurements possibly have the potential to diagnose various disorders in clinics.

Görünür Işık ve Ses Uyarılarının Göz Elektriksel Potansiyeli ve Oküler Kaslarda Oluşturduğu Etkilerin Elektrookülogram ve Elektromiyogram ile Değerlendirilmesi

Amaç: Görünür ışık uyarılarının göz elektriksel potansiyeli ve fasiyal/oküler kaslarda oluşturduğu etkilerin elektrookülogram (EOG) ve ışık uyarılarıyla beraber nötr ses uyarılarının elektromiyogram (EMG) olarak değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Bu çalışmada ayrıca, EOG ve EMG sinyallerinin normal insan elektriksel aktivitesini belirlemeyi planladık. Gereç ve Yöntemler: EOG 25 sağlıklı bireyde (10 kadın ve 15 erkek) Uluslararası Görme Klinik Elektrofizyolojisi Derneği standartlarına göre yapılan ölçümlerle saptandı. Deneklere görünür ışık ve ses uyarıları uygulandı. Elde edilen veriler SPSS 12.0 istatistik programı kullanılarak değerlendirildi. Bulgular: Normal sağlıklı bireylerin EOG ölçülen potansiyelin genliği karanlık dönem (erkek 0,69±0,09; kadın 0,67±0,11) aydınlık dönemdekinde (erkek 1,29±0,18; kadın 1,35±0,15) daha düşük bulundu. EOG potansiyellerinden hesaplanan Arden oranı ise erkekler 2,06±0,11 ve kadınlarda 2,14±0,12 belirlendi. Işık uyarılarının fasiyal ve oküler EMG ölçümlerinde EMG sinyalinin genliğini artırırken klik ses uyarısının anlamlı bir potansiyel farkı oluşturmadığı saptandı. Sonuç: Normal sağlıklı bireylerdeki EOG ve fasiyal/oküler EMG ölçümlerine görünür ışığın pozitif, klik ses uyarısının ise EMG sinyallerinde nötr etkisi olduğu gösterildi. Fasiyal/oküler EMG ve EOG uygulamaları çeşitli hastalıkların tanısında olası yarar sağlayacağı görüşündeyiz.

PDF

___

1. Grossweiner LI. Photophysics the science of photobiology In: Smith KC, editor. Chapter 1, Plenum Press; 1989: 1-47.

2. Tuchin V. Optical properties of eye tissue. 3rd ed. Arizona: Tissue Optics SPIE Press: 2000: 109-29.

3. Plonsey R. Quantitative formulations of electrophysiological sources of potential fields in volume conductors. IEEE Trans Biomed Eng 1984; 31: 868-72.

4. Kolder H. EOG In Principles and practice of clinical electrophysiology of vision, Heckenlively JR, Arden GB, editors. 2nd ed. Chapter 39. Cambridge: The Mit Press; 1991: 301-13.

5. Nilsson SEG, Andersson BE. Corneal DC recording of slow ocular potential changes such as the ERG c-wave and the light peak in clinical work. Equipment and examples of results. Doc Ophthalmol 1988; 68: 313-25.

6. Röver J, Bach M. C-wave versus electrooculogram in diseases of the retinal pigment epithelium. Doc Ophthalmol 1987; 65: 385-91.

7. Matsuo F, Peters JF, Reilly EL. Electrical phenomena associated with movements of the eyelid. Electroenceph Clin Neurophysiol 1975; 38: 507-11.

8. Evinger C, Mannning KA, Sibony PA. Eyelid movements: mechanisms and normal data. Invest Ophthalmol Vis Sci 1991; 32: 387-400.

9. Gehricke JG, Oraitz EM, Siddarth P. Differentiating between reflex and spontaneous blinks using simultaneous recording of the orbicularis oculi electromyogram and the electro-oculogram in startle research. Intl J Psychophysiol 2002; 44: 261-8.

10. Kaneko K, Sakamoto K. Evaluation of three types of blinks with the use of electrooculogram and electromyogram. Percept Mot Skills 1999; 83: 1037-55.

11. Niida T, Mukuno K, Ishikawa S. Quantitative measurements of the upper lid movements. Jpn J Ophthalmol 1987; 31: 255-64.

12. Spencer RF, McNeer KW. The periphery: extraocular muscles and motor neurons. In: Cronly-Dillon J, editor. Vision and visual dysfunction. Chapter 8: Eye movements (Carpenter RHS, editor.), London: Macmillan Press; 1991: 175-99.

13. Fukaya C, Katayama Y, Kasai M, Kurihara J, Yamamoto T. Intraoperative electrooculographic monitoring for skull base surgery. Skull Base Surg 2000; 10: 11-5.

14. Schlake HP, Goldbrunner R, Siebert M, Behr R, Roosen K. Intraoperative electromyographic monitoring of extraocular motor nerves (Nn. III, IV) in skull base surgery. Acta Neurochir 2001; 143: 251-61.

15. Arden GB. Alterations in the standing potential of the eye associated with retinal disease. Trans Ophthalmol Soc U K 1962; 82: 63-72.

16. Bradley MM, Lang PJ. Affective reactions to acoustic stimuli. Psychophysiology 2000; 37: 204-15.