Анализ соотношений главной последовательности САККАД с позиции оптимального быстродействия

Автор: Сюй С., Кручинина А.П.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 1 т.30, 2026 года.

Бесплатный доступ

При анализе глазодвигательной активности в разных прикладных областях знания для описания быстрых баллистических движений глаз – саккад, используют соотношения между их продолжительностью, максимальной угловой скоростью в зависимости от амплитуды. Эти соотношения называют саккадической главной последовательностью. На сегодняшний день используется множество описаний главной последовательности саккад, что затрудняет сравнение исследований, обобщения и даже повторяемость результатов исследований. В работе представлен анализ наиболее распространённых математических моделей соотношений главной последовательности саккад. Для анализа нами был выбран подход математического моделирования саккады. Рассмотрена модель саккады как решение задачи быстродействия. В отличие от ранее опубликованного варианта модели, в данной работе не делается дополнительных предположений о структуре собственных чисел системы, вследствие, что задача решается численно. На основе полученной модели проанализировано влияние частоты дискретизации в окулографических данных (записях айтрекинга) на соотношения саккадической главной последовательности. Показано изменение трендов при увеличении плотности данных. Показано, что при частотах более 60 Гц соотношения саккадической главной последовательности описываются степенными зависимостями, коэффициенты которой значимо зависят от частоты дискретизации.

Еще

Саккада, оптимальное управление, движение глаз, задача быстродействия, саккадическая главная последовательность, частота дискретизации

Короткий адрес: https://sciup.org/146283281

IDR: 146283281   |   УДК: 531/534: [57+61]   |   DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2026.1.10

Analysis of saccadic main sequence relationship from a time-optimal control perspective

In the analysis of oculomotor activity across various applied fields, the description of fast ballistic eye movements – saccades – relies on the relationships between their duration and peak angular velocity as a function of amplitude. These relationships are referred to as the saccadic main sequence. At present, a wide variety of descriptions of the saccadic main sequence are in use, which complicates the comparison of studies, generalizations, and even the reproducibility of research results. This work presents an analysis of the most common mathematical models of the saccadic main sequence relationships. The saccade is considered as the solution to a time optimal control problem. Unlike previ-ously published versions of the model, this study does not make additional assumptions about the structure of the system’s eigenvalues. As a result, the problem is solved numerically. Based on the obtained model, we analyzed the effect of sampling frequency in oculographic data (eye-tracking recordings) on the main sequence relationships. We demonstrate changes in trends with increasing data density. It is shown that for frequencies above 60 Hz, the main se-quence relationships are described by power-law dependencies, whose coefficients significantly depend on the sampling frequency.

Еще