Summary
I den här artikeln beskriver vi de metoder, procedurer och tekniker som krävs för att uppskatta vestibulära perceptuella trösklar med hjälp av en sexgraders frihetsrörelseplattform.
Abstract
Vestibulära perceptuella trösklar avser den rörelseintensitet som krävs för att en deltagare ska kunna upptäcka eller diskriminera en rörelse baserat på vestibulär ingång. Med hjälp av passiva rörelseprofiler som tillhandahålls av sex rörelsegradsplattformar kan vestibulära perceptuella trösklar uppskattas för alla typer av rörelser och därmed rikta in sig på var och en av delkomponenterna i det vestibulära ändorganet. Bedömningar av vestibulära trösklar är kliniskt relevanta eftersom de kompletterar diagnostiska verktyg som kaloribevattning, huvudimpulstestet (HIT) eller vestibulära framkallade myogena potentialer (VEMP), som endast ger information om delkomponenter i det vestibulära systemet, men ingen av dem gör det möjligt att bedöma alla komponenter. Det finns flera metoder med olika fördelar och nackdelar för att uppskatta vestibulära perceptuella trösklar. I den här artikeln presenterar vi ett protokoll med hjälp av en adaptiv trappalgoritm och sinusformade rörelseprofiler för en effektiv uppskattningsprocedur. Adaptiva trappalgoritmer tar hänsyn till svarshistoriken för att bestämma topphastigheten för nästa stimuli och är de vanligaste algoritmerna i den vestibulära domänen. Vi diskuterar vidare effekten av rörelsefrekvens på vestibulära perceptuella trösklar.
Introduction
Det mänskliga vestibulära ändorganet består av fem komponenter, var och en optimerad för att detektera en specifik komponent i det naturliga rörelsespektrumet. De tre halvcirkelformade kanalerna är orienterade ungefär ortogonala mot varandra, vilket gör att de kan upptäcka huvudrotationer runt tre axlar. Kanalerna åtföljs av två makulaorgan för registrering av translationella accelerationer längs den vertikala axeln eller i horisontalplanet1. En funktionell nedgång eller förlust i var och en av de fem komponenterna kan leda till allvarliga symtom som yrsel, yrsel, obalans och en ökad risk att falla2. Att objektivt bedöma funktionen hos alla komponenter separat är dock en mödosam uppgift och kräver flera bedömningar3. Till exempel bedöms tillståndet för den horisontella kanalen vanligtvis genom kaloribevattning och huvudimpulstestet (HIT). Den nuvarande guldstandarden för bedömning av makulaorganen är vestibulära framkallade myogena potentialer (VEMP). Genom att kombinera flera bedömningar kommer kliniker fram till en mer fullständig bild av det vestibulära tillståndet från vilket de kan härleda diagnos och behandlingsalternativ.
Ett lovande tillvägagångssätt för att kvantifiera vestibulär prestanda är vestibulära perceptuella trösklar, som ger ett objektivt, kvantitativt mått på den lägsta självrörelseintensiteten som på ett tillförlitligt sätt kan detekteras eller diskrimineras av en deltagare. Även om perceptuella tröskelprocedurer är väl etablerade inom vissa kliniska discipliner (t.ex. audiologi), används perceptuella vestibulära trösklar ännu inte för diagnostiska ändamål i den vestibulära domänen4. En anledning till detta är att rörelseplattformar och lättanvänd programvara inte är tillgängliga. I princip kan rörelseplattformar och roterande stolar användas för tröskeluppskattning. Medan rörelseplattformar med sex frihetsgrader (6DOF) är lämpliga för att uppskatta trösklar för olika rörelseprofiler, vilket möjliggör undersökning av alla fem delkomponenterna i det vestibulära organet, kan roterande stolar endast användas för att komma åt rotationer i det horisontella (yaw) planet 1,4.
Vestibulära trösklar uppskattas vanligtvis för översättningar längs de tre huvudaxlarna (naso-occipital, inter-aural, head-vertical) och för rotationer runt dem (yaw, pitch, roll), som visualiseras i figur 1. Vestibulära perceptuella trösklar beror också på stimulansfrekvensen5. För att ta hänsyn till detta används rörelseprofiler med en sinusformad accelerationsprofil, bestående av en enda frekvens, oftast för tröskeluppskattning, men andra profiler 6,7,8 har också använts tidigare.
Vestibulära perceptuella trösklar ger ett verktyg för att studera interaktionen mellan vestibulär känsla och högre kognitiva processer. Trösklar kompletterar därför kliniska bedömningar som HIT, kaloribevattning och vestibulära framkallade potentialer, som förlitar sig på mekanismer (reflexbågar) som kringgår cortex. Dessutom bedömer vestibulära perceptuella trösklar som uppskattas på en rörelseplattform vestibulär funktion i en ekologiskt giltig miljö9, snarare än att använda artificiell stimulering, vilket introducerar multisensoriska konflikter1.
På grund av den dubbelriktade karaktären hos vestibulära stimuli10 är det vanligt att uppskatta vestibulär diskriminering snarare än detektionströsklar4. Under en diskrimineringsuppgift uppfattar deltagaren en stimulans och måste bestämma vilken kategori den tillhör. Deltagarna måste till exempel bestämma i vilken riktning de flyttas (t.ex. vänster/höger). Den teoretiska ramen för tröskelskattningen är signaldetekteringsteori10,11. Diskrimineringströsklar kan uppskattas med hjälp av olika tillvägagångssätt, men i den vestibulära domänen är adaptiva trappprocedurer standarden. I en adaptiv trappprocedur beror intensiteten, vanligtvis topphastigheten, för den efterföljande rörelsen på deltagarnas svar (korrekt / felaktigt) på den sista stimulansen / stimuli. Adaptiva trappprocedurer kan implementeras på många sätt12, men den mest använda algoritmen inom vestibulär forskning är x-down / y-up-procedurer med fasta stegstorlekar. I en trappa med tre ned/en uppgång minskar till exempel stimulansintensiteten efter att deltagaren har gett korrekta svar i tre efterföljande försök, men intensiteten ökas när ett felaktigt svar har lämnats (figur 2). Det exakta valet av x och y i en x-ner/y-upp-trappa gör att man kan rikta in sig på olika tröskelvärden (procentandel av korrekta svar)13. En trappa med tre ned/en uppgång riktar in sig på intensiteten där deltagarna svarar korrekt i 79,4% av försöken. Förutom adaptiva trappprocedurer har andra studier14 använt fördefinierade, fasta intensiteter för tröskeluppskattningar. Att använda fasta intensiteter gör det möjligt att uppskatta hela den psykometriska funktionen, som innehåller mycket mer information än ett enda tröskelvärde. Förfaranden med fast intensitet är dock tidskrävande och mindre effektiva när endast ett visst tröskelvärde är av intresse.
I den här artikeln beskrivs ett protokoll för uppskattning av vestibulära igenkänningströsklar med hjälp av en 6DOF-rörelseplattform och en adaptiv trappprocedur.
Protocol
Alla data som används för detta manuskript registrerades efter att deltagarna gav sitt informerade samtycke och i linje med det etiska godkännandet från fakulteten för humanvetenskap vid universitetet i Bern [2020-04-00004].
1. Material
- För att uppskatta vestibulära uppfattningströsklar, se till att det finns tillgång till en rörelseplattform eller en roterande stol.
- Se till att det finns en styrprogramvara för programmering av rörelseprofilerna och gränssnitt mellan rörelseplattformen.
OBS: PlatformCommander15,16, ett mjukvarupaket med öppen källkod för att gränssnitt mot rörelseplattformen, användes i denna studie. PlatformCommander gör det möjligt att definiera sinusformade accelerationsprofiler, som ofta används för att uppskatta vestibulära trösklar. - Se till att en svarsenhet, till exempel en spelkontroll, finns för att registrera deltagarnas svar.
- Rörelseplattformar producerar brus korrelerat med rörelseintensiteten. Deltagarna kan använda detta hörselbrus som en ytterligare, oavsiktlig informationskälla under uppskattningen av vestibulära uppfattningströsklar. För att maskera ljudet från plattformen, presentera deltagarna med vitt brus via brusreducerande hörlurar under varje rättegång.
- Ögonbindel deltagarna för att eliminera påverkan av visuella rörelsesignaler.
- Bestäm vilken uppskattningsalgoritm som ska användas och definiera respektive parametrar. Om en trappmetod används definierar du startpunkten, stegstorleken, de uppdaterade reglerna och avslutningsreglerna. Om användaren inte vet vilka värden som ska väljas, utför pilotmätningar eller konsultera litteraturen. Standardinställningarna tillhandahålls av exempelskripten som är tillgängliga online (https://gitlab.com/dr_e/2022-jovedemo).
OBS: Startpunkten definierar plattformens topphastighet i den första prövningen. Bestäm lämpliga starthastigheter genom pilottestning eller genom att konsultera tröskellitteraturen (för girtrösklar, se Grabherr et al.5). Stegstorleken beskriver hur mycket intensiteten förändras mellan försöken. Uppdateringsregeln beskriver om och hur stimuleringsintensiteten ändras utifrån deltagarnas svar. I den vestibulära domänen är en trappprocedur med tre ned/en uppgång vanligt. Detta innebär att intensiteten minskar efter tre på varandra följande korrekta svar men ökar efter varje felaktigt svar. Avslutningskriterierna definieras vanligtvis av antingen ett fast antal prövningar eller antalet intensitetsomvandlingar. Intensitetsomvandlingar är försök där svaret orsakar en intensitetsökning efter att en eller flera intensitetsminskningar eller vice versa. Det angivna skriptet håller reda på återföringarna, avslutar proceduren och beräknar automatiskt det slutliga tröskelvärdet. - Bestäm för vilken frekvens tröskelvärdet behöver uppskattas. I demonstrationen användes 1 Hz.
OBS: Vestibulära trösklar undersöks vanligtvis för frekvenser mellan 0,1 och 5 Hz, och trösklar är kända för att minska när stimuleringsfrekvensen ökar3. - Bestäm för vilken typ av rörelse tröskeln behöver uppskattas. I demonstrationen utförs girrotationer.
OBS: Tröskelvärden kan uppskattas för översättningar och rotationer. Trösklar uppskattas oftast för de tre huvudaxlarna (naso-occipital, inter-aural, head-vertikal) och rotationerna runt dem (rulle, tonhöjd, yaw). Det tillhandahållna skriptet uppskattar bara en definierad rörelse (riktning, frekvens) åt gången. Men för att uppskatta flera tröskelvärden kan skriptet köras igen med samma eller olika rörelseparametrar (riktning, frekvens, rotationsaxlar). - Starta varje tröskeluppskattningsprocedur med träning, så att deltagaren kan bekanta sig med uppgiften. Använd skriptet "threshold-training.jl" som finns tillgängligt online (se steg 1.6) för detta ändamål.
OBS: Träningsskriptet presenterar en serie rörelsestimuli över tröskeln. Testskriptet styr automatiskt uppskattningsproceduren, hanterar trappalgoritmuppdateringen, stimulansintensiteten, presentationen av rörelsestimulansen, presentationen av hörselvitt brus under varje rörelsestimulans samt loggning av alla relevanta data. Under utbildningen, se till att deltagaren förstår uppgiften och ge vägledning vid osäkerheter.
2. Instruktioner
- Förklara det experimentella förfarandet för deltagaren och få informerat samtycke.
- Sätt deltagaren på stolen monterad på rörelseplattformen.
- Säkra deltagaren med säkerhetsbälten.
- Ge svarsknapparna till deltagaren och förklara hur nycklarna tilldelas svaren.
- Ögonbindel deltagaren. Placera hörlurarna på deltagarens huvud.
- Applicera en korrekt huvudfixering.
- Slå på rörelseplattformen med huvud-, batteri- och styrknappen.
- Se till att området runt plattformen är tydligt och att inga människor kan närma sig den rörliga plattformen under testet.
- Starta skriptet för träningsproceduren genom att skriva julia threshold-training.jl på kommandoraden.
- Informera deltagaren om rörelseplattformens engagemang.
- Se till att sessionen initieras framgångsrikt genom att kontrollera statusen som visas i det grafiska användargränssnittet för serverprogramvaran (PlatformCommander). När den har initierats växlar statusvisningen från Session Not Way till Short Sequence. Den visar också IP-adressen för den anslutna klienten och den tid då sessionen initierades. Om sessionen inte har initierats efter några sekunder kontrollerar du nätverksanslutningen mellan klienten och servern. Se till att rörelseplattformen är påslagen och att styrenheten är ansluten.
- Se till att deltagaren förstår uppgiften, påpeka misstag från deltagaren (t.ex. när de trycker på fel knappar) och svara på potentiella frågor som deltagaren kan ha.
- Informera deltagaren om att utbildningsproceduren är klar och att uppskattningsproceduren är på väg att börja.
- Starta uppskattningsprocedurskriptet genom att skriva julia threshold-test.jl på kommandoraden.
- Övervaka det helautomatiska uppskattningsförfarandet tills avslutningskriterierna har uppnåtts.
- Beroende på design, upprepa proceduren som börjar vid steg 2.13 med olika stimuli eller avsluta proceduren.
- Parkera rörelseplattformen.
- Ta bort huvudfixeringen, hörlurarna, skygglappen och knapparna och låt deltagaren sjunka.
- Debriefa deltagaren om proceduren och fråga dem om deras erfarenhet för att förbättra ytterligare experiment.
OBS: Proceduren kan pausas och sedan startas om när som helst, helst inte under tröskeluppskattningsfasen (steg 2.15-2.17).
Representative Results
Resultatet av det beskrivna förfarandet är en graf som visar de använda stimulansintensiteterna under försök (figur 2). Intensiteterna ska konvergera mot ett konstant värde (figur 2, streckad linje). Det adaptiva trappförfarandet kopplar en accelerationsintensitet till deltagarens rörelseuppfattning. Tröskelvärdet beräknas vanligtvis med testskriptet (t.ex. threshold-test.jl) som medelvärdet för alla eller en delmängd av de intensiteter som presenteras vid reverseringsförsök. Ingen ytterligare bearbetning av det erhållna värdet är nödvändigt. Beroende på den använda uppdateringsregeln kan olika punkter på den psykometriska funktionen riktas. Med hjälp av tre-ner/en-upp-regeln uppskattas intensiteten med vilken deltagaren ger rätt svar i 79,4% av försöken.
Bild 3 visualiserar en misslyckad tröskeluppskattning. I exemplet sattes avslutningskriterierna till 30 prövningar i stället för ett tillräckligt antal återföringar. På grund av det tidiga misstaget (försök 11) resulterade uppskattningsförfarandena i en dålig tröskeluppskattning, vilket kan erkännas av det faktum att trappan inte konvergerade mot ett värde utan behöll en monoton minskning till slutet.
Bild 1: Visualisering av huvudaxlarna och planen. De visualiserade axlarna och planen används vanligtvis för att beskriva rörelser relaterade till huvudrörelser. Vestibulära perceptuella trösklar uppskattas oftast för naso-occipital (NO), inter-aural (IA) och head-vertical (HV) axlar, och för rotationer runt dem som kallas yaw, pitch eller roll rotationer. Figuren skapades med en fritt tillgänglig 3D-huvudmodell17. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: Visualisering av en trappa med tre ned/en upp. Intensitetsomvandlingar visualiseras i rött. Trianglar som pekar uppåt representerar prövningar med korrekta svar, och trianglar som pekar nedåt representerar prövningar med felaktiga svar. Den streckade linjen representerar det uppskattade tröskelvärdet, som beräknades som medelvärdet av alla åtta återföringsintensiteter. I början följer uppdateringsregeln ett nedåtriktat mönster fram till den första återföringen (försök 6). Detta möjliggör en effektivare tröskeluppskattning, särskilt i fall där startintensiteten är stor jämfört med det okända tröskelvärdet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 3: Visualisering av en misslyckad tröskeluppskattning. På grund av avslutningskriterierna (30 försök) och en vald startintensitet relativt långt ifrån det verkliga tröskelvärdet konvergerade inte trappfunktionen. En snabbare konvergens mot den sanna tröskeln hindras av ett tidigt, falskt svar (försök 11). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Discussion
Det presenterade protokollet möjliggör en tillförlitlig och effektiv uppskattning av vestibulära perceptuella trösklar. Protokollet är lämpligt för tröskeluppskattning längs och runt godtyckliga axlar och kan tillämpas för alla relevanta stimulansfrekvenser (t.ex. 0,1-5 Hz). Även om vi presenterar data med hjälp av en standard tre-ner/en-upp adaptiv trappa, kan protokollet också användas för andra, effektivare uppskattningsprocedurer12, inklusive fast intensitet, transformerad/viktad upp/ner eller Bayesianska (t.ex. Quest18) metoder. En uttömmande diskussion om tillgängliga algoritmer ligger utanför ramen för det presenterade manuskriptet, men en utmärkt jämförelse av teori, simuleringar och faktiska data finns någon annanstans19. Effektiva skattningsprocedurer är av stor relevans i det kliniska sammanhanget, där tiden är begränsad, och forskning om snabbare bedömningar bedrivs för närvarande19,20.
Ett lovande forskningsområde är identifiering av särskilda rörelseprofiler och andra kliniskt relevanta parametrar som balans 2,21. Denna forskningslinje är viktig eftersom den ger vägledning om vilka axlar och frekvenser som är mest förutsägbara för kliniskt relevanta beteenden och händelser, såsom risken att falla, vilket minskar sökutrymmet i ett kliniskt sammanhang.
När utrustningen och programvaran är tillgängliga och fungerar som avsett är två faktorer avgörande för tillförlitlig tröskeluppskattning. Först måste experimenteraren se till att deltagaren förstår uppgiften och är vaksam under hela proceduren. För de flesta stimuli (t.ex. alla översättningar) är instruktionerna tydliga och lätta att följa. För tonhöjds- och rullrotationer kan dock instruktionen att svara med vänster eller höger vara tvetydig, särskilt när rotationsaxeln placeras på huvudnivå. I dessa fall roterar kroppsdelarna ovanför rotationsaxlarna (t.ex. huvudet) i motsatt riktning än kroppsdelarna under rotationsaxlarna (t.ex. fötter). Termerna vänster/höger kan vara tvetydiga, och det kan vara bra att be deltagarna att klassificera rörelser medurs eller moturs. Det är viktigt att förklara och öva på hur deltagaren förväntas bedöma rörelsestimulierna. Ett tillräckligt antal testförsök är särskilt viktigt när patienter eller äldre vuxna undersöks.
För det andra är det viktigt att välja ett tillräckligt antal försök runt tröskeln. Vi rekommenderar ett adaptivt avslutningskriterium som antalet intensitetsomvandlingar, istället för ett fast antal försök som har använts av andra 7,22. Dessutom kan användningen av ett fördefinierat antal försök bli ineffektiv och medför risken att trappan inte konvergerar när startintensiteten är för långt ifrån tröskeln. I allmänhet krävs pilotförsök för att välja rimliga startintensiteter och avslutningskriterier.
Trappalgoritmer syftar till att uppskatta en enda punkt på den psykometriska funktionen23,24. Därför ger de begränsad information eftersom responsfördomar och lutningen av den psykometriska funktionen inte kan härledas från det uppskattade tröskelvärdet. Om sådana parametrar är av intresse kan fasta intensiteter användas för att sampla över ett större intervall, vilket gör det möjligt att passa den psykometriska funktionen. Även om ett sådant förfarande är mer tidskrävande möjliggör det mer sofistikerade analyser som kan ge värdefulla insikter14,25. Alternativt kan adaptiva lutningsuppskattningsalgoritmer användas13.
En viktig aspekt vid uppskattningen av vestibulära perceptionströsklar är minimering av ledtrådar från andra sensoriska system. För att uppnå detta maskeras bruset som genereras av plattformen vanligtvis av vitt brus. Minimering av proprioceptiva eller taktila ledtrådar är mer utmanande1, och kan endast delvis uppnås eftersom acceleration kräver en kraft som verkar på kroppen, vilket oundvikligen kommer att inducera extra vestibulär stimulering. Kuddar används emellertid ofta för att minska taktila och proprioceptiva signaler. På samma sätt krävs huvudfixering för att säkerställa en konstant orientering av de vestibulära organen i förhållande till rörelsen och för att säkerställa att rörelseprofilen som utförs av huvudet är densamma som den av plattformen, utan filtrering av kroppen som sker under obegränsade rörelseförhållanden26.
Vid denna tidpunkt används vestibulära perceptuella trösklar främst i grundforskning. Studier visade att vestibulära trösklar ökar med27,28 års ålder, och de beror på riktning 20,28 och rörelsefrekvensen 5,29. På senare tid användes perceptuella trösklar för att dokumentera de första bevisen på perceptuell inlärning i den vestibulära domänen14.
Studier som jämförde patienter med vestibulära störningar med friska kontroller visade förändrade vestibulära perceptuella trösklar i linje med deras patologi. Till exempel höjdes tröskelvärdena hos patienter med vestibulär svikt 29,30,31, och en tendens till sänkta trösklar eller till och med överkänslighet visades hos patienter med vestibulär migrän31,32. Dessa studier innebär potentialen för kliniska tillämpningar, och en nyligen genomförd granskning4 diskuterade tillämpligheten och användbarheten av vestibulära perceptuella trösklar i en klinisk diagnos. En viktig aspekt är att perceptuella trösklar tillför unika egenskaper till läkarens verktygslåda. Standardprocedurerna (HIT, VEMP, kaloribevattning) använder direkta vägar från de vestibulära ändorganen till musklerna i ögonen eller livmoderhalsen. Därmed erbjuder de inte möjligheten att undersöka informationskedjan till neo-cortex. Uppskattningen av vestibulära perceptuella trösklar innefattar å andra sidan kognitiva processer som gör det möjligt att testa det vestibulära systemet från en annan vinkel, vilket kan vara särskilt intressant i samband med ihållande postural-perceptuell yrsel (PPPD). En brist i det presenterade förfarandet är dess oförmåga att upptäcka riktningsasymmetrier, vilket har rapporterats av andra33.
Vestibulära perceptuella trösklar är också av intresse för utvärdering och övervakning av (terapeutiska) interventioner. Många studier använder risken att falla som ett effektmått vid utvärdering av behandlingseffektivitet. Eftersom en korrelation mellan vestibulära trösklar om rullaxeln och risken för att falla2 och prestanda under balansuppgifter34 har påvisats, kan tröskelvärden dock användas som en mer tillförlitlig beroende variabel, till exempel för att bedöma resultatet35 eller optimal konfiguration av vestibulära implantat.
Disclosures
Författarna har inga konkurrerande intressen.
Acknowledgments
Vi är tacksamma för stödet från Carlo Prelz från humanvetenskapliga fakultetens teknikplattform. Vi tackar Noel Strahm för hans bidrag till trappans genomförande.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 6-DOF Motion Platform | MOOG | Models 170E122 or 170E131; Nov 12, 1999 | |
| Headphones | Sony | WH-100XM3 | |
| PlatformCommander | University of Bern | does not apply | Open Source control software: https://gitlab.com/KWM-PSY/platform-commander |
| Response Buttons | Logitech | G F310 |
References
- Ertl, M., Boegle, R. Investigating the vestibular system using modern imaging techniques-A review on the available stimulation and imaging methods. Journal of Neuroscience Methods. 326, 108363 (2019).
- Beylergil, S. B., Karmali, F., Wang, W., Bermúdez Rey, M. C., Merfeld, D. M. Vestibular roll tilt thresholds partially mediate age-related effects on balance. Progress in Brain Research. 248, 249-267 (2019).
- Brandt, T., Dieterich, M., Strupp, M. Vertigo and Dizziness. , Springer. London. (2013).
- Kobel, M. J., Wagner, A. R., Merfeld, D. M., Mattingly, J. K. Vestibular thresholds: A review of advances and challenges in clinical applications. Frontiers in Neurology. 12, 643634 (2021).
- Grabherr, L., Nicoucar, K., Mast, F. W., Merfeld, D. M. Vestibular thresholds for yaw rotation about an earth-vertical axis as a function of frequency. Experimental Brain Research. 186 (4), 677-681 (2008).
- Seemungal, B. M., Gunaratne, I. A., Fleming, I. O., Gresty, M. A., Bronstein, A. M. Perceptual and nystagmic thresholds of vestibular function in yaw. Journal of Vestibular Research: Equilibrium and Orientation. 14 (6), 461-466 (2004).
- Gianna, C., Heimbrand, S., Gresty, M. Thresholds for detection of motion direction during passive lateral whole-body acceleration in normal subjects and patients with bilateral loss of labyrinthine function. Brain Research Bulletin. 40 (5-6), 443-447 (1996).
- Soyka, F., Robuffo Giordano, P., Beykirch, K., Bülthoff, H. H. Predicting direction detection thresholds for arbitrary translational acceleration profiles in the horizontal plane. Experimental Brain Research. 209 (1), 95-107 (2011).
- Ertl, M., et al. The cortical spatiotemporal correlate of otolith stimulation: Vestibular evoked potentials by body translations. NeuroImage. 155, 50-59 (2017).
- Merfeld, D. M. Signal detection theory and vestibular thresholds: I. Basic theory and practical considerations. Experimental Brain Research. 210 (3), 389-405 (2011).
- Kay, S. M. Fundamentals of Statistical Signal Processing: Detection Theory. , Prentice-Hall PTR. (1998).
- Kingdom, F. A. A., Prins, N. Psychophysics: A Practical Introduction. , Academic Press. (2016).
- Leek, M. R.
- Klaus, M. P., et al. Roll tilt self-motion direction discrimination training: First evidence for perceptual learning. Attention, Perception & Psychophysics. 82 (4), 1987-1999 (2020).
- Ertl, M., Prelz, C., Fitze, D. C., Wyssen, G., Mast, F. W. PlatformCommander-An open source software for an easy integration of motion platforms in research laboratories. SoftwareX. 17, 100945 (2022).
- Ertl, M., Prelz, C., Fitze, D. C., Wyssen, G., Mast, F. W. Manual PlatformCommander Version 0.9. , (2021).
- Rihs, M., Fitze, D. C., Ertl, M., Wyssen, G., Mast, F. W. 3D Models of 6dof motion. , Available from: https://zenodo.org/record/6035612 (2022).
- Watson, A. B., Pelli, D. G. QUEST: A general multidimensional Bayesian adaptive psychometric method. Perception & Psychophysics. 33 (2), 113-120 (1983).
- Karmali, F., Chaudhuri, S. E., Yi, Y., Merfeld, D. M. Determining thresholds using adaptive procedures and psychometric fits: evaluating efficiency using theory, simulations, and human experiments. Experimental Brain Research. 234 (3), 773-789 (2016).
- Dupuits, B., et al. A new and faster test to assess vestibular perception. Frontiers in Neurology. 10, 707 (2019).
- Karmali, F., Rey, M. C. B., Clark, T. K., Wang, W., Merfeld, D. M. Multivariate analyses of balance test performance,vestibular thresholds, and age. Frontiers in Neurology. 8, 578 (2017).
- Keywan, A., Wuehr, M., Pradhan, C., Jahn, K. Noisy galvanic stimulation improves roll-tilt vestibular perception in healthy subjects. Frontiers in Neurology. 9, 83 (2018).
- Wichmann, F. A., Hill, N. J. The psychometric function: I. Fitting, sampling, and goodness of fit. Perception & Psychophysics. 63 (8), 1293-1313 (2001).
- Wichmann, F. A., Hill, N. J. The psychometric function: II. Bootstrap-based confidence intervals and sampling. Perception & Psychophysics. 63 (8), 1314-1329 (2001).
- Zupan, L. H., Merfeld, D. M. Interaural self-motion linear velocity thresholds are shifted by roll vection. Experimental Brain Research. 191 (4), 505-511 (2008).
- Carriot, J., Jamali, M., Cullen, K. E., Chacron, M. J. Envelope statistics of self-motion signals experienced by human subjects during everyday activities: Implications for vestibular processing. PLoS ONE. 12 (6), 0178664 (2017).
- Agrawal, Y., et al. Decline in semicircular canal and otolith function with age. Otology & Neurotology. 33 (5), 832-839 (2012).
- Rey, M. C. B., et al. Vestibular perceptual thresholds increase above the age of 40. Frontiers in Neurology. 7, 162 (2016).
- Lim, K., Karmali, F., Nicoucar, K., Merfeld, D. M. Perceptual precision of passive body tilt is consistent with statistically optimal cue integration. Journal of Neurophysiology. 117 (5), 2037-2052 (2017).
- Agrawal, Y., Bremova, T., Kremmyda, O., Strupp, M. Semicircular canal, saccular and utricular function in patients with bilateral vestibulopathy: analysis based on etiology. Journal of Neurology. 260 (3), 876-883 (2013).
- Bremova, T., et al. Comparison of linear motion perception thresholds in vestibular migraine and Menière's disease. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 273 (10), 2931-2939 (2016).
- King, S., et al. Self-motion perception is sensitized in vestibular migraine: pathophysiologic and clinical implications. Scientific Reports. 9 (1), 1-12 (2019).
- Roditi, R. E., Crane, B. T. Directional asymmetries and age effects in human self-motion perception. Journal of the Association for Research in Otolaryngology. 13 (3), 381-401 (2012).
- Kobel, M. J., Wagner, A. R., Merfeld, D. M. Impact of gravity on the perception of linear motion. Journal of Neurophysiology. 126 (3), 875-887 (2021).
- Chow, M. R., et al. Posture, gait, quality of life, and hearing with a vestibular implant. New England Journal of Medicine. 384 (6), 521-532 (2021).
