مقالة منهجية

استخدام تتبع العين لتقييم الأهمية النسبية للمدخلات البصرية والدهليزية لمعالجة الحركة تحت القشرية في مستوى اللف

DOI:

10.3791/68289

⸱

أغسطس 22, 2025

 , 
1Marianne Bernadotte Centrum, Department for Clinical Neuroscience, Karolinska Institutet, 2St Erik Eye Hospital

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

استكشفت المنهجية المساهمات البصرية والدهليزية في تثبيت النظرة أثناء الدوران البصري ودوران الجسم بالكامل. تم إجراء التحفيز من خلال التجارب البصرية والدهليزية والبصرية. كانت اكتساب حركة العين الالتوائية وترددات الرأرأة بمثابة مؤشرات للترحيل تحت القشري لمعلومات الحركة الحسية الخاصة باتجاه استجابة جذع الدماغ الانعكاسية لكل تجربة.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يقيم البروتوكول الحالي التأثير النسبي للمدخلات البصرية والدهليزية أثناء دوران مستوى اللف باستخدام التحفيز البصري والدهليزي والمجمع بالإبيض. خضع الأشخاص لدورات بصرية معزولة ، ودورات دهليزية لكامل الجسم في الظلام ، وتحفيز بصري بيضاوي يجمع بين المشاهد البصرية الثابتة ودوران الرأس. تم قياس مكاسب حركة العين الديناميكية والثابتة والسعة المطلقة والسرعات والتسارع جنبا إلى جنب مع الاستجابات الإدراكية. تضمنت التجارب فترة راحة أساسية قبل الحركة وبعدها لتثبيت التثبيت الحركي للعين. تم تحقيق تتبع دقيق للعين والرأس باستخدام جهاز تتبع العين Chronos (C-ETD) ، الذي سجل التواء العين وحركات الرأس عبر ثلاثة أبعاد انتقالية وثلاثة أبعاد دورانية. تم تحليل حركات العين من أجل سرعات الطور البطيء وتردد الرأرأة ، مع ضمان جودة البيانات من خلال متوسط المخرجات الالتوائية من كلتا العينين واستبعاد الإطارات ذات القطع الأثرية. سمحت مراقبة محاذاة النظرة في الوقت الفعلي بتكرار التجربة حسب الحاجة ، واستبعد التحليل اللاحق الحركات المربكة. تضمن التحفيز البصري عناصر بصرية متوقعة تدور حول نقطة تثبيت ، بينما استخدمت التجارب الدهليزية دورات آلية لكامل الجسم في الظلام. جمعت التجارب البصرية بين كلا المحفزين ، مما أدى إلى حركة شبكية نسبية. ضمنت مزامنة البيانات بين أجهزة تتبع العين والرأس تحليلا دقيقا إطارا تلو الآخر مسجلا عند 100 هرتز. تمت فهرسة المكاسب الحسية الخاصة بقسمة الاستجابات البصرية والدهليزية على النتائج البصرية والفحصية والتحقق من صحتها من خلال المقارنات مع الاستجابات الفردية المجمعة. كشفت النتائج عن تكامل حسي قوي ، مع تحديد المساهمات النسبية للمدخلات البصرية والدهليزية. يقدم هذا البروتوكول إطارا مفصلا لتقييم التكامل متعدد الحواس أثناء دوران مستوى التدحرج. لذلك قد يعمل البروتوكول على توضيح العجز الحسي في معالجة الحركة ، بالإضافة إلى وجود مؤشرات حيوية جديدة للعيون. وقد تم استخدامه سابقا لتقييم كيفية تأثير الفوضى البصرية وتسارع الحركة على معالجة الحركة وسلط الضوء على زيادة الاعتماد على المدخلات البصرية لدى المرضى المصابين بارتجاج في المخ.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

معالجة الحركة هي عملية عصبية أساسية ومستمرة. في البشر ، نتلقى المعلومات بشكل أساسي من خلال أنظمتنا الحسية البصرية والدهليزية ، مما يعكس الحركة الخارجية والحركة الذاتية ، على التوالي. يستخدم هذان النظامان شبكات عصبية معقدة عبر المناطق العصبية الدنيا والعليا ، ولكن في مستويهما الأساسي يعتمدان على المسارات الأساسية تحت القشرية لإنتاج استجابات انعكاسية تسمح بالتحكم الجيد في الوضعية واستقرارالنظرة 1،2. يعمل الحس العميق كمساهم حسي ثالث في التحكم الجيد في الوضعية ، وبينما ثبت أن التحسس الجسدي قد يوجه سلوكيات تثبيت النظرة ، فإن دوره في إنتاج حركات العين المميزة محدود1،3.

يتم تحقيق تثبيت النظرة بشكل عام من خلال قوسين انعكاسيين منفصلين ، المنعكس البصري (OKR) ، الذي يقود العين إلى اتباع عنصر بصري متحرك ، والمنعكس الدهليزي العيني (VOR) ، الذي يدعم حدة البصر عن طريق التسبب في تحرك العينين في الاتجاه المعاكس للرأس1. على الرغم من وجود كيانات مميزة ، إلا أن هذه الأقواس الانعكاسية تشترك أيضا في العديد من المسارات العصبية ، وفي حالتنا المعتادة ، نجمع بشكل طبيعي بين المدخلات المرئية والدهليزية لخلق انطباع بالحركة4.

هناك عدة طرق لتقييم كيفية معالجة الرؤية والمدخلات الدهليزية أثناء هذا التكامل الحسي الحركي الأساسي. تتميز العديد من اختبارات التوازن ، التي تجمع بين المدخلات البصرية والدهليزية في تكرارات مختلفة5،6،7 ، بينما يستخدم البعض الآخر تتبع العين لتقييم استجابة تثبيت النظرة8،9. تشترك هاتان الاستجابتان الحركيتان المختلفتان تماما في المسارات العصبية الرئيسية ، وقد حددنا ، في الدراسات الحديثة ، الارتباطات القوية بين تثبيت النظرة والتحكم فيالوضعية 10،11. مع توفر تتبع العين بشكل متزايد والاعتماد كليا على الأوامر الحركية غير الطوعية ، يمكن تقديم حجة تعكس تكاملا حسيا حركيا فطريا أكثر من استجابة التوازن.

تستفيد غالبية الدراسات من تثبيت النظرة الرأسية أو الأفقية عند تقييم استجابة حركةالعين 12،13. بدلا من ذلك ، ينفذ البروتوكول الحالي التواء العين ، ودوران العين حول محورها البصري ، كمؤشر رئيسي لتثبيت النظرة. يظهر التواء العين اكتسابا ديناميكيا أكثر من تثبيت النظرة الناجم عن دوران الانعراج أو الملعب ، أو الحركات الانتقالية14. إلى جانب التباين الأكبر ، هذا يعني أن الالتواء يتأثر بسهولة أكبر بمعلمات الحركة ، مثل الفوضى البصرية أو التسارع ، أو الحالات الطبية15،16،17،18. نظرا لأن الالتواء خارج نطاق التحكم الحركي الطوعي للعين ، فإنه يخدم أيضا مؤشرا مباشرا أكثر للتكامل الحسي الحركي الأساسي ، حيث أن الشخص قادر فقط على التأثير على الاستجابة من خلال انتباهه بدلا من أي أمر حركي مقصود19. يمكن أن يحدث التواء العين عن طريق كل من الدوران البصري والدهليزي في مستوى اللف20،21. لذلك يمكن استخدام OKR الالتوائي و VOR لتقييم كيفية التعامل مع معلومات الحركة البصرية والدهليزية أثناء التكامل الحسي الحركي على مستوياته الأساسية. من خلال إصدار محفزات بصرية ودهليزية معزولة ثم مقارنة الاستجابات بتلك التي لوحظت خلال التجارب البصرية المجمعة ، يمكن للمرء أن يستنتج كيف يؤثر كل نظام حسي على استجابة حركة العين وبالتالي كيف يعالج الدماغ الحركة الخارجية والذاتية في أي مكان معين. يمكن للمرء أيضا التحقيق في كيفية تأثير الحالات الطبية المختلفة التي تتميز بعجز في معالجة الحركة الذاتية على هذه القدرة الأساسية على التكامل البصري الإبيضي. نظرا لأنه ثبت أن استقرار النظرة يرتبط ارتباطا مباشرا باستقرار الوضعية10،11 ، حيث يشترك إلى حد كبير في نفس المسارات العصبية الأساسية22 ، فقد تشير استجابة حركة العين أيضا إلى استقرار وضعية الفرد في ظروف مختلفة دون الحاجة إلى قياسات لوحة الضغط. قد يكون هذا ذا أهمية خاصة عند تقييم المرضى الذين يعانون من إعادة الترجيح الحسي ، كما لوحظ في متلازمة ما بعد الارتجاج18.

يحدد البروتوكول الحالي منهجية لاستخدام مجموعات من دورات مستوى التدحرج البصري وكامل الجسم لإثارة استجابات OKR و VOR الالتوائية. باستخدام تتبع العين والرأس لتتبع التواء العين والمدخلات الدهليزية ، يمكن بعد ذلك استخدام البيانات الناتجة لاستنتاج كيفية مقارنة كل طريقة حسية فيما يتعلق ببعضها البعض. كان الهدف من البروتوكول هو تقديم منهجية قوية لتقييم التأثيرات الحسية على تثبيت النظرة والقدرة الأساسية على التكامل الحسي الحركي لدى البشر والأفراد الذين يعانون من إعادة الوزن الحسي.

قيمت الدراسة الحالية المساهمة النسبية في معالجة الحركة البصرية والدهليزية أثناء دوران مستوى التدحرج. تضمنت تعريض الأشخاص لدورات بصرية معزولة ، ودورات دهليزية معزولة لكامل الجسم في الظلام ، وتحفيز الحركة البصرية الفقويية المدمجة التي يتم خلالها تدوير الأشخاص أثناء عرض مشهد مرئي ثابت (انظر الشكل 1). تم ذلك مع الضوابط الصحية والأفراد الذين يعانون من إعادة الوزن الحسي ، كما يتضح من فرط الحساسية الذاتية للحركة البصرية ، بعد الارتجاج. تضمنت معلمات النتائج الرئيسية مكاسب حركة العين الديناميكية والثابتة أثناء كل تحفيز ، بالإضافة إلى السعات المطلقة لحركة العين والسرعات والتسارع. بدأت كل تجربة في البروتوكول الحالي ب 20 ثانية من الموضوع ، أو المشهد المرئي ، يتم الاحتفاظ بها في حالة راحة قبل بداية الحركة الدورانية. بعد الوصول إلى السعة المحددة مسبقا ، تم الاحتفاظ بالمشهد أو الموضوع في هذا السعة الدورانية لمدة 20 ثانية أخرى قبل إنهاء المحاكمة. يوصى بإبقاء التحفيز في حالة راحة لمدة 10 ثوان على الأقل قبل وبعد كل حركة دورانية لتلبية الحد الأدنى من المتطلبات للسماح بالتثبيت الحركي للعين المستقر وإنشاء خط أساس. بينما أصدر البروتوكول الحالي جميع المحفزات في عكس اتجاه عقارب الساعة ، لاحظ أنه ثبت أن الاتجاه ليس له أي تأثير على الاستجابة الالتوائية15. لم يعتبر أي تدريب أو تأقلم ضروريا بسبب الطبيعة الانعكاسية لمتغيرات النتائج.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

قدم جميع المشاركين موافقة خطية مستنيرة قبل المشاركة. تمت الموافقة على الدراسة من قبل مجلس مراجعة الأخلاقيات الإقليمي (2018/1768-31/1) وتم إجراؤها وفقا للمبادئ الموضحة في إعلان هلسنكي. اتبع البروتوكول إرشادات STROBE.

1. اختيار المشاركين

  1. إخضاع جميع المشاركين لتقييم سريري شامل من قبل طبيب وأخصائي علم النفس العصبي.
  2. استخدم معايير الاستبعاد التالية: خلل في الحركة العينية أو النظرة ، أو العجز الدهليزي أو الحسي الجسدي ، أو البدء الأخير في تناول الأدوية ذات المفعول المركزي (في غضون 3 أشهر) ، أو أي اضطراب عصبي أو حسي بخلاف متلازمة ما بعد الارتجاج (PCS).
  3. تقييم حركة العين والرؤية المجسمة (TNO ≤ 60 ثانية قوسية) وحدد جميع المشاركين الذين يمكنهم دمج المحفزات البصرية في الإعداد التجريبي.
  4. تقييم الوظيفة الدهليزية الطرفية باستخدام اختبارات نبضات الرأس في جميع مستويات القناة. وظيفة الشاشة المركزية للانحراف المنحرف. اختبر المدخلات الحسية الجسدية لتحقيق التوازن باستخدام اختبار رومبيرج القائم على الرغوة مع إغلاق العينين. تم استبعاد مريض واحد بسبب ضعف الرؤية المجهرية ، وتم استبعاد عنصر تحكم واحد بسبب الرأرأة الكامنة في الظلام.

2. تتبع العين والرأس

ملاحظة: يتطلب البروتوكول الحالي تتبعا دقيقا للعين والرأس أثناء دورات الجسم بالكامل ، مما يعكس معلمات الحركة البصرية والدهليزية ، على التوالي. لهذا السبب ، يلزم وجود جهاز تتبع للعين مثبت على الرأس ، ونفذ البروتوكول الحالي جهاز تتبع العين Chronos (C-ETD).

  1. إعداد تتبع العين
    ملاحظة: تركز معلمات حركة العين المستخدمة لتقييم تأثيرات المحفزات البصرية والدهليزية على التغيرات الديناميكية في التواء العين. يجب أن تسجل أجهزة تتبع العين الحركات الالتوائية ، ولتقليل الأخطاء ، يجب جمع البيانات من جانبي التلميذ الأنفي والصدغي ومتوسطها. يجب تتبع حركات العين ذات العينين لتحديد مشكلات مثل الالتواء غير الصحيح أو انزلاق القناع ، حيث يتغير موضع الكاميرات بسبب تحرك القناع بالنسبة للعينين. يمكن للتحليل الالتوائي بعد ذلك استخدام البيانات من عين واحدة. يتضمن التحليل سرعات بطيئة الطور وتردد نبض الرأرأة لتقييم الكسب الحركي للعين وتوزيعات الطور السريع. يوصى بمعدل عينة يبلغ 100 هرتز كحد أدنى لتحليل الطور البطيء الموثوق.
    1. إعداد الموضوع: تأكد من أن الموضوع يجلس بشكل آمن على الكرسي المخصص لجميع التجارب. اضبط وضعية الجلوس لتحقيق الثبات والراحة لتقليل مخاطر حركات الرأس غير المرغوب فيها أو انزلاق القناع.
    2. وضع متتبع العين: ضع متتبع العين المثبت على الرأس على رأس الهدف. قم بتأمين الرأس وجهاز تعقب العين باستخدام أحزمة الخطاف والحلقة أو طريقة مكافئة لتقليل حركة الرأس.
    3. محاذاة الكاميرا ومعايرتها: تأكد من أن الكاميرات تتمتع برؤية العينين دون عوائق في جميع الحركات. تأكد من عدم حدوث انزلاق ملحوظ للقناع أثناء حركات الرأس النشطة. اربط الموضوع بالكرسي وقم بإجراء معايرة تعقب العين. لا تقم بضبط موضع تعقب العين بعد المعايرة.
  2. إعداد تتبع الرأس
    ملاحظة: يجب على الباحث التأكد من وضع الرأس الصحيح لسببين: الحفاظ على الجمود أثناء التجارب البصرية وحساب الكسب بين دوران الرأس والعين أثناء التجارب الدهليزية والبصرية المبيضية. يحتوي حامل الرأس C-ETD على مقاييس تسارع تتعقب حركة الرأس في ستة أبعاد ، مع الحد الأدنى من المتطلبات لقياس موضع الرأس والسرعة والتسارع في مستوى اللف والترجمات الأفقية. يمكن أن تغير إمالة الرأس حركة العين الالتوائية ، لذلك يجب مراقبة موضع الرأس في البعد الأفقي لضمان عدم إمالة. يجب أن يتتبع مقياس التسارع حركة رأس الهدف ، وليس حركة رأسه ، ويجب تثبيت حامل الرأس بإحكام. يجب مزامنة تردد تعقب الرأس مع متتبع العين ، مع عدم انخفاض معدل تعقب الرأس عن معدل تعقب العين.
    1. تحديد نقطة الدوران: اضبط نقطة الدوران التي سيحدث حولها دوران الجسم بالكاملعن طريق ضبط نقطة دوران الزلاجة الميكانيكية. تأكد من وضع هذه النقطة بين عيني الهدف لضبط فروق الارتفاع.
    2. تركيب متتبع الرأس: قم بتثبيت جهاز التتبع المثبت على الرأس بإحكام على رأس الهدف.
    3. إدارة الكابلات والمزامنة: تأكد من وضع كابل التوصيل بين متتبع العين وجهاز تعقب الرأس لتجنب التشابك. تحقق من أن الكابل لا يمارس أي قوة على رأس الشخص أثناء التحفيز.

3. التحفيز البصري

ملاحظة: أثناء التحفيز البصري ، يجلس الشخص في نفس الوضع كما هو الحال أثناء التجارب الدهليزية ، في حالة الراحة. يجب أن يكون الهدف في المنتصف أمام الشاشة ، مع محاذاة خط الرؤية مع موضع النظرة الأساسي ، مما يضمن النظرة المواجهة للأمام في كل من الأبعاد الأفقية والرأسية. توفر نقطة التثبيت المركزية ، وهي دائرة ، إشارات حركة اتجاهية أثناء مرحلة التحفيز النشط. يتم توزيع العناصر البصرية ، مثل الدوائر الصغيرة ، بالتساوي عبر الشاشة ، مما يوفر تباينا واضحا. تدور العناصر المرئية حول نقطة التثبيت بسرعات أو تسارع محدد مسبقا ، وتصل إلى سعة محددة.

  1. تحديد التحفيز البصري: اختر مشهدا مرئيا عالي التباين بخطوط أو نقاط متناثرة تتمحور حول نقطة تثبيت. ضع نقطة التثبيت مباشرة أمام عيني الهدف في كل من الأبعاد الرأسية والأفقية. سيتم لاحقا محاذاة مركز الدوران مع المحور المرئي للهدف.
  2. تحضير البيئة: تخلص من مصادر الضوء المشتتة لضمان أن المشهد المرئي هو الإضاءة الوحيدة. استخدم شاشة كبيرة بما يكفي لتشمل أكبر قدر ممكن من المجال المرئي للهدف.
  3. تعليمات الموضوع: اطلب من الشخص أن يحافظ على التثبيت على النقطة المركزية طوال فترة التجربة. أبلغ الشخص بأن التجربة تبدأ قبل بدء أي تسجيلات.
  4. التنفيذ التجريبي: ابدأ تشغيل برنامج تتبع العين والرأس. اعرض المشهد المرئي الثابت لمدة 10 ثوان قبل بدء الحركة.
  5. تحفيز الحركة: في 1-2 ثانية قبل بداية الحركة ، اطلب من الشخص إبقاء عينيه مفتوحتين على مصراعيها. ابدأ الحركة المرئية ، وقم بتدوير المشهد إلى سعة ثابتة بتسارع محدد مسبقا. في البروتوكول الحالي ، تم تدوير المشهد البصري عند 7 درجات / ثانية و 14 درجة / ثانية و 28 درجة / ثانية² إلى أقصى سعة تبلغ 28 درجة عكس اتجاه عقارب الساعة. تم اختيار هذه المعلمات لتقديم توزيع دقيق للمدخلات البصرية والدهليزية لاستجابة حركةالعين 13،14.
  6. تقييم ما بعد التحفيز: حافظ على المشهد الثابت عند نقطة النهاية لمدة 10 ثوان في حالة تقييم موضع العين الثابت. خلاف ذلك ، قم بإنهاء المحاكمة فور وقف الاقتراح.

4. التحفيز الدهليزي

ملاحظة: تضمنت التجارب الدهليزية دورات الجسم بالكامل في الظلام الدامس لعزل دوران الرأس في مستوى اللف مع تقليل المدخلات البصرية والتحسيسية. استخدم البروتوكول مزلقة آلية مصممة خصيصا مدعومة بحزامين مستقلين ، كل منهما مدفوع بمحرك سيرفو بدون فرش AC (400 فولت) ، مما يسمح بالتحكم الدقيق في الحركة. تم محاذاة مركز الدوران مع glabella لاستيعاب اختلافات الارتفاع. وصدرت تعليمات للمشاركين بالتركيز على نقطة مرجعية متخيلة أمامهم بينما تم تأمين رؤوسهم لتقليل الحركات غير المقصودة. تم استخدام بيانات مقياس التسارع من نظام C-ETD لمراقبة ثبات الرأس والتأكد من التزام معلمات الحركة بالبروتوكول.

  1. تجهيز البيئة والموضوع: تأكد من أن الغرفة مظلمة تماما للتخلص من الإشارات الاتجاهية المرئية. قم بتأمين الموضوع في الزلاجة الميكانيكية ، مما يقلل من مخاطر حركات الرأس أو الجسم غير المقصودة. قم بمحاذاة مركز الدوران مع glabella للموضوع لاستيعاب اختلافات الارتفاع.
  2. تعليمات الموضوع: اطلب من الموضوع تصور نقطة تثبيت مركزية والحفاظ على النظر إليها طوال فترة التجربة. في حين يصعب القضاء على الانحرافات الصغيرة ، فإن هذا سيساعد في تعزيز استقرار النظرة أثناء الحركة.
  3. تنفيذ المحاكمة: أبلغ الموضوع بأن المحاكمة على وشك البدء. ابدأ تشغيل برنامج تتبع العين والرأس ، مما يسمح بمرور 10 ثوان قبل بدء الحركة.
  4. تحفيز الحركة: في 1-2 ثانية قبل بداية الحركة ، اطلب من الشخص إبقاء عينيه مفتوحتين على مصراعيها. قم بتنشيط الزلاجة الميكانيكية لإنتاج دوران رأس يتوافق مع سعة وتسارع الحركة البصرية في الخطوة 3.5. تحقق من ثبات الرأس باستخدام بيانات مقياس التسارع قبل وبعد كل حركة. ستؤدي هزات الرأس المفاجئة إلى إضرار التسجيلات الحركية للعين في النقاط الزمنية المتأثرة
  5. تقييم ما بعد التحفيز: حافظ على الموضوع في الوضع المستدير النهائي لمدة 10 ثوان في حالة تقييم وضع العين الثابت. خلاف ذلك ، قم بإنهاء المحاكمة فور وقف الاقتراح.

5. التحفيز البصري

ملاحظة: يجمع التحفيز البصري الإبيضي بين دوران الجسم بالكامل ، كما هو موضح للتجارب الدهليزية ، مع الصورة المرئية الثابتة من تجارب البصريات. أدى ذلك إلى دوران نسبي للمجال البصري على شبكية العين في الاتجاه المعاكس لدوران الجسم ، مما أدى إلى دمج كل من مدخلات الحركة البصرية والدهليزية في تحفيز متماسك واحد.

  1. إعداد التحفيز المشترك: ضع الهدف في الزلاجة الميكانيكية واعرض المشهد المرئي باتباع الخطوات 3.1-3.3. يجب أن يخلق الحافز المشترك حركة نسبية بين المدخلات الدهليزية والبصرية.
  2. التنفيذ التجريبي: كرر الخطوات 4.3-4.5 لتنشيط دوران الجسم بالكامل أثناء عرض الهدف للمشهد المرئي الثابت. تأكد من أن الحافز البصري ثابت في الفضاء ، ويتحرك في الاتجاه المعاكس لدوران الهدف. يعد التزامن بين التحفيز البصري والدهليزي ضروريا لجمع البيانات بدقة.

6. تحليل البيانات

ملاحظة: تم تقييم الالتواء العين باستخدام تتبع ميزة قزحية العين باستخدام برنامج C-ETD ، بما في ذلك البيانات ذات جودة الإشارة أعلى من 0.5 فقط. تم اختيار خطي تتبع على جانبي التلميذ لكل عين ، وتم حساب متوسط البيانات من العين التي تحتوي على أكبر عدد من الإطارات أعلى من 0.5 في جودة الإشارة. تم تحليل البيانات باستخدام OriginPro 2017 ، باستثناء الرأرأة والمصنوعات اليدوية لحركة الرأس ، حيث طلب من المشاركين إبقاء أعينهم مفتوحة قبل ثانية واحدة من التحفيز لتقليل القطع الأثرية الومضة.

  1. جمع البيانات وإعدادها
    1. استخدم برنامج تتبع العين (على سبيل المثال ، C-ETD) لتحليل مقاطع فيديو تتبع العين واستخراج حركات العين الالتوائية والرأسية والأفقية.
    2. قم بتكوين ومعايرة تتبع حدقة العين وفقا لإرشادات نظام تتبع العين. عند تقييم الاستجابات الالتوائية عن طريق تتبع الميزات ، حدد نقطتين مرجعيتين على كل جانب من حدقة العين لكلتا العينين. يجب أن تحتوي هذه النقاط المرجعية على ميزات طبوغرافية مميزة يمكن استخدامها لمطابقة القوالب. قم بتشغيل برنامج تحليل تتبع العين لإنشاء بيانات موضعية بمرور الوقت وتصدير جميع بيانات حركة العين إلى ملف منفصل.
    3. في الملف الذي تم تصديره، قم بتصفية البيانات باستخدام مؤشر جودة الإشارة الذي يوفره البرنامج. بالنسبة إلى C-ETD ، احتفظ فقط بالبيانات ذات جودة الإشارة > 0.5 ، أو عتبة جودة مكافئة للأنظمة الأخرى.
    4. حدد العين ذات أكبر عدد من الإطارات التي تسجل > 0.5 في جودة الإشارة. متوسط بيانات الالتواء عبر خطوط التتبع الأفضل جودة للعين المختارة ، مما يضمن التمثيل من جانبي التلميذ.
  2. تصور البيانات ومراقبة الجودة
    1. قم برقمنة ومزامنة بيانات الإدخال من نظام تتبع العين (حركات العين وموضع الرأس وحركة الكرسي) قبل استيرادها إلى برنامج التحليل.
    2. افحص البيانات بصريا ، بما في ذلك مواضع العين الالتوائية والرأسية والأفقية بمرور الوقت ، بالإضافة إلى موضع الرأس في مستوى اللف ، للتحقق من خط الأساس المستقر واستجابات الحركة المتوقعة خلال كل تجربة (انظر الشكل 1 للحصول على استجابات حركة العين التمثيلية). حدد أي حركات مربكة للعين في الاتجاه الأفقي أو الرأسي.
  3. استبعاد المراحل البطيئة التي تتزامن مع حركات العين أو الرأس غير المتوقعة للحفاظ على جودة البيانات واتساق التثبيت. إذا حدثت مثل هذه الحركات أثناء التحفيز النشط للحركة ، فقم بإزالة البيانات وفكر في تكرار التجربة.
    1. لتحليل المراحل البطيئة ، تتبع كل مرحلة بطيئة الالتوائية يدويا لاستبعاد البيانات المربكة. احسب سرعة الطور البطيء على أنها التغير في السعة مقسوما على المدة. تقييم توقيت نبضات الرأرأة (بداية المراحل السريعة) لتحليل التوزيع الزمني. سجل العدد الإجمالي لضربات الرأرأة في كل تجربة. يمكن القيام بذلك عن طريق حساب عدد المراحل السريعة المسجلة لكل تجربة وموضوع.
    2. قم بتضمين جميع آثار المرحلة البطيئة من كل تجربة ومشارك لضمان بيانات موثوقة وتمثيلية وتعزيز القوة الإحصائية.
  4. القياس الكمي للمساهمات الحسية
    1. قم بإنشاء جدول بيانات يسرد سرعات المرحلة البطيئة للتجارب المرئية والدهليزية والبصرية الدهليزية.
    2. حدد كسب تحفيز العين من خلال مقارنة كل تسارع بطيء الطور مع تسارع التحفيز المقابل ، قسمة التسارع الالتوائي على تسارع دوران البصريات أو تسارع دوران الرأس لكل تجربة.
    3. تقييم المساهمات الحسية الخاصة بقسمة متوسط كسب الطور البطيء من التجارب البصرية والدهليزية على متوسط التجارب البصرية الدهليزية لحساب الفهرس. قم بإجراء ذلك على متوسط البيانات لكل موضوع وحالة تسارع. على سبيل المثال ، إذا أسفرت التجارب البصرية والدهليزية عن تسارع التوائي قدره 3 درجات / ثانية2 و 7 درجات / ثانية2 ، على التوالي ، وتنتج التجارب البصرية الدهليزية 10 درجات / ثانية2 ، فإن المساهمات البصرية والدهليزية ستكون 30٪ و 70٪ على التوالي.
    4. تحقق من صحة هذه الطريقة من خلال مقارنة كسب الطور البطيء البصري الدهليزي بمجموع كسب الطور البطيء البصري والدهليزي عبر الموضوعات والتجارب. فعلى سبيل المثال، إذا أسفرت التجارب البصرية عن متوسط سرعة التوائية قدره 3 درجات/ثانية 2 والتجارب الدهليزية 7 درجات/ثانية 2، ينبغي أن تكون التجارب البصرية الدهليزية حوالي 10 درجات/ثانية 2.
    5. استخدام اختبار t لمقارنة مجموع المكاسب البصرية والدهليزية مع الكسب البصري الدهليزي المرصود. يجب ألا يظهر التكامل القوي فرقا كبيرا.
    6. قم بتنظيم مجموعة البيانات النهائية في جدول يحتوي على تسارع الطور البطيء ، والكسب الالتوائي ، وتردد الرأرأة ، والطوابع الزمنية لدقات الرأرأة الفردية ، والقيم المفهرسة للمساهمات البصرية والدهليزية النسبية. بنية البيانات حسب الموضوع ونوع التجربة (البصري أو الدهليزي أو الدهليزي البصري) وتسارع الحركة.
    7. إجراء تحليلات إحصائية عن طريق فصل المتغيرات إلى تسارع الطور البطيء ، وتكرار الرأرأة ، وتوزيع الرأرأة بمرور الوقت ، ومؤشرات المساهمة الحسية. ضع في اعتبارك عوامل مثل الموضوع والطريقة والتسارع. يوصى باستخدام طريقة تحليل متعددة العوامل ، مثل ANOVA ، اعتمادا على توزيع البيانات.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أجري ما مجموعه 171 تجربة ، خضع فيها جميع المشاركين لتحفيز بصري وهليزيزي ومجتمعة على ثلاثة مستويات تسارع. تم إجراء تقييمات تتبع العين على جميع المراحل البطيئة للرأرأة الناتجة (ن = 223 لتسعة مشاركين في الضابطة (سبع إناث) ؛ ن = 331 ل 10 مرضى (ثلاث إناث)). استندت التحليلات الإحصائية إلى متوسط القيم التي تم الحصول عليها لكل مشارك (العدد = 19)، مع متوسط المعطيات عبر التجارب. تمت مطابقة الضوابط الصحية والمرضى من حيث العمر.

التحقق من صحة قياسات تكامل الحركة تحت القشرية
كان الهدف ال...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يقدم البروتوكول الحالي منهجية تم التحقق من صحتها لتقييم معالجة الحركة تحت القشرية من خلال تثبيت النظرة الالتوائية ، وهو رد فعل بوساطة دوائر جذع الدماغ23. من خلال الجمع بين التحفيز البصري والدهليزي ، تتيح الطريقة تقييم التكامل متعدد الحواس من خلال استجابات التواء العين. أظهرت التطبيقات السابقة حساسيتها للمساهمات الدهليزية المعتمدة علىالتسارع 16 ، وكثافة المعلومات المرئية15 ، والتعديل الدوائي24 ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين تضارب في المصالح للإبلاغ عنهم.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم الدراسة الحالية من قبل مؤسسة Promobilia (منحة بحثية A23126 إلى TW).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
محركات سيرفو بدون فرشاة بالتيار المتردد / بالدور BSM90C، 400 فولتبي بي موتورز آند ميكانيكا، فورت سميث، ألاسكا، الولايات المتحدة الأمريكية781568378342 UPCتستخدم لبناء الزلاجة الميكانيكية
جهاز تتبع العين كرونوس (C-ETD)كرونوس فيجن جي إم بي إتش، برلين، ألمانيالم يعد متاحاتتوفر نماذج أحدث من الشركة، تقدم معدلات تسجيل أعلى.
أوريجن بروأوريجن لاب، نورثهامبتون، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكيةأوريجن برو 17يستخدم لتصوير وتحليل آثار العين والرأس والكراسي.
إحصائيات SPSSآي بي إم، شيكاغو، إلينوي، الولايات المتحدة الأمريكيةإحصائيات SPSS 28يستخدم في التحليلات الإحصائية

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Land, M. Eye movements in man and other animals. Vision Res. 162, 1-7 (2019).
  2. Wibble, T., Pansell, T., Grillner, S., Pérez-Fernández, J. Conserved subcortical processing in visuo-vestibular gaze control. NatComm. 13 (1), 4699(2022).
  3. Wibble, T., Pansell, T. Human proprioceptive gaze stabilization during passive body rotations underneath a fixed head. Sci Rep. 14, 17355(2024).
  4. Cullen, K. E. The vestibular system: multimodal integration and encoding of self-motion for motor control. Trends Neurosci. 35 (3), 185-196 (2012).
  5. Guerraz, M., Bronstein, A. M. Mechanisms underlying visually induced body sway. Neurosci Lett. 443 (1), 12-16 (2008).
  6. Pavlou, M., et al. The effect of repeated visual motion stimuli on visual dependence and postural control in normal subjects. Gait Posture. 33 (1), 113-118 (2011).
  7. Wollseifen, T. Different methods of calculating body sway area. Pharmac Prog. 4, 91-106 (2011).
  8. Morrow, M. J., Sharpe, J. A. The effects of head and trunk position on torsional vestibular and optokinetic eye movements in humans. Exp Brain Res. 95 (1), 144-150 (1993).
  9. Pansell, T., Schworm, H. D., Ygge, J. Torsional and vertical eye movements during head tilt dynamic characteristics. Invest Ophthalmol Vis Sci. 44 (7), 2986-2990 (2003).
  10. Wibble, T., Sodergard, U., Traisk, F., Pansell, T. Intensified visual clutter induces increased sympathetic signalling, poorer postural control, and faster torsional eye movements during visual rotation. PLoS One. 15 (1), e0227370(2020).
  11. Sukkar, M., Khatirnamani, A., Wibble, T. Visually induced vertical vergence as a motion processing biomarker associated with postural instability. Neuroscience. 555, 106-115 (2024).
  12. Meldrum, D., Jahn, K. Gaze stabilisation exercises in vestibular rehabilitation: review of the evidence and recent clinical advances. J Neurol. 266 (Suppl 1), 11-18 (2019).
  13. Reynders, M., Van der Sypt, L., Bos, J., Cools, W., Topsakal, V. Systematic review and meta-analysis of the diagnostic value of optokinetic after-nystagmus in vestibular disorders. Front Neurol. 15, 1367735(2024).
  14. Guyton, D. L. Ocular torsion: sensorimotor principles. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 226 (3), 241-245 (1988).
  15. Wibble, T., Pansell, T. Vestibular Eye Movements Are Heavily Impacted by Visual Motion and Are Sensitive to Changes in Visual Intensities. Invest Ophthalmol Vis Sci. 60 (4), 1021-1027 (2019).
  16. Wibble, T., Engström, J., Pansell, T. Visual and Vestibular Integration Express Summative Eye Movement Responses and Reveal Higher Visual Acceleration Sensitivity than Previously Described. Invest Ophthalmol Vis Sci. 61 (5), 4(2020).
  17. Wibble, T., Frattini, D., Benassi, M., Bolzani, R., Pansell, T. Concussed patients with visually induced dizziness exhibit increased ocular torsion and vertical vergence during optokinetic gaze-stabilization. Sci Rep. 13 (1), 3690(2023).
  18. Frattini, D., Rosén, N., Wibble, T. A proposed mechanism for visual vertigo: post-concussion patients have higher gain from visual input into subcortical gaze stabilization. Invest Ophthalmol Vis Sci. 65 (4), 26(2024).
  19. Frattini, D., Wibble, T. Alertness and Visual Attention Impact Different Aspects of the Optokinetic Reflex. Invest Ophthalmol Vis Sci. 62 (13), 16(2021).
  20. Goodenough, D. R., Sigman, E., Oltman, P. K., Rosso, J., Mertz, H. Eye torsion in response to a tilted visual stimulus. Vision Res. 19 (10), 1177-1179 (1979).
  21. Cheung, B. S., Howard, I. P. Optokinetic torsion: dynamics and relation to circularvection. Vision Res. 31 (7-8), 1327-1335 (1991).
  22. Cullen, K. E. Vestibular processing during natural self-motion: implications for perception and action. Nat Rev Neurosci. 20, 346-363 (2019).
  23. Vilis, T., Hepp, K., Schwarz, U., Henn, V. On the generation of vertical and torsional rapid eye movements in the monkey. Exp Brain Res. 77 (1), 1-11 (1989).
  24. Wibble, T., Engström, J., Verrecchia, L., Pansell, T. The effects of meclizine on motion sickness revisited. Br J Clin Pharmacol. 86 (8), 1510-1518 (2020).
  25. Reason, J. T. Motion sickness adaptation: a neural mismatch model. J R Soc Med. 71 (11), 819-829 (1978).
  26. Dichgans, J., Brandt, T. Visual-Vestibular Interaction: Effects on Self-Motion Perception and Postural Control. Handbook Sens Physiol. 8, 755-804 (1978).
  27. Cousins, S., et al. Visual dependency and dizziness after vestibular neuritis. PLoS One. 9 (9), e0105426(2014).
  28. Brandt, T., Dieterich, M. Vestibular syndromes in the roll plane: topographic diagnosis from brainstem to cortex. Ann Neurol. 36 (3), 337-347 (1994).
  29. Collewijn, H., Van der Steen, J., Ferman, L., Jansen, T. C. Human ocular counterroll: assessment of static and dynamic properties from electromagnetic scleral coil recordings. Exp Brain Res. 59 (1), 185-196 (1985).
  30. Miller, E. F. Evaluation of otolith organ function by means of ocular counter-rolling measurements. , 69N30986 (1969).
  31. Diamond, S. G., Markham, C. H. Ocular counterrolling as an indicator of vestibular otolith function. Neurology. 33 (11), 1460-1469 (1983).
  32. Vieville, T., Masse, D. Ocular counter-rolling during active head tilting in humans. Acta Otolaryngol. 103 (3-4), 280-290 (1987).
  33. Kassner, M., Patera, W., Bulling, A. Pupil: an open source platform for pervasive eye tracking and mobile gaze-based interaction. Proc 2014 ACM Int Joint Conf Pervasive Ubiquitous Computing. , 1151-1160 (2014).
  34. Pansell, T., Sverkersten, U., Ygge, J. Visual spatial clues enhance ocular torsion response during visual tilt. Exp Brain Res. 175 (3), 567-574 (2006).
  35. Zemblys, R., Niehorster, D. C., Komogortsev, O., Holmqvist, K. Using machine learning to detect events in eye-tracking data. Behav Res. 50, 160-181 (2018).
  36. Otero-Millan, J., Roberts, D. C., Lasker, A., Zee, D. S., Kheradmand, A. Knowing what the brain is seeing in three dimensions: A novel, noninvasive, sensitive, accurate, and low-noise technique for measuring ocular torsion. J Vis. 15 (14), 11(2015).
  37. Sadeghi, R., Ressmeyer, R., Yates, J., Otero-Millan, J. Open Iris - An Open Source Framework for Video-Based Eye-Tracking Research and Development. bioRxiv. , (2024).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة