利用眼动追踪评估视觉与前庭输入在翻滚平面中对皮层下运动处理的相对重要性

我们研究眼动如何反映大脑功能。目的是通过理解视觉、平衡和运动感知之间的相互作用，开发出针对神经系统疾病的更佳诊断方法和治疗手段。我们已建立了一种量化皮层下水平上视觉与前庭系统对运动感知贡献的方法，揭示了脑震荡可能通过增强对视觉运动的敏感性而导致视觉性眩晕的机制。

我们将探讨眼动如何反映神经系统的疾病进展及治疗反应。目前，我们正在研究经皮加拉瓦尼刺激（Galvanic super cortical stimulation）是否能够减轻运动病症状并促进注视稳定性。实验开始时，将受试者稳妥地安置在指定的座椅上，以进行所有试验。

调整座椅位置，以确保稳定性和舒适性，并减少不必要的头部移动或面罩滑动的风险。使用钩环绑带，将头戴式眼动仪固定在受试者头部，以最大限度地减少头部移动。确认眼动仪摄像头在整个实验过程中均能清晰、无遮挡地观察到受试者的眼睛。

调整旋转点高度以适应个体身高差异。然后调节机械滑轨的旋转点，使全身旋转轴位于受试者双眼之间。将头戴式追踪器牢固地固定在受试者头部。

选择一个由分散的线条或点组成的高对比度视觉场景，这些线条或点围绕一个注视点分布。将注视点定位在受试者眼睛正前方，确保其在垂直和水平方向上均与眼睛对齐。消除房间内所有干扰光源，使视觉场景成为唯一的照明来源。

使用足够大的显示屏，以填满受试者的整个视野。指导受试者在整个试验过程中始终保持注视中央点。然后启动眼动和头部追踪软件，在开始任何运动之前，先呈现静态视觉场景10秒。

在开始运动前1到2秒，指导受试者保持眼睛完全睁开。通过以预设的加速度将场景旋转至固定幅度来启动视觉运动。确保房间完全黑暗，以消除任何视觉方向线索。

将受试者固定在机械滑轨上，以尽量减少头部或身体的不自主运动。告知受试者试验即将开始。随后启动眼动和头部追踪软件，并在启动运动前等待十秒钟。

在运动开始前1至2秒，指导受试者保持眼睛完全睁开。启动机械滑车，以与视觉运动刺激相同的幅度和加速度进行头部旋转。使用眼动追踪软件分析记录的眼动视频，并提取扭转性、垂直性和水平性眼动。

根据系统的指南配置并校准瞳孔追踪功能。对于扭转反应分析，为每只眼的瞳孔两侧选择两个具有明显地形特征的参考点，以实现精确的模板匹配。运行分析程序以生成随时间变化的位置数据，并将所有眼动数据导出到一个单独的文件中。

现在对来自眼动追踪系统的输入数据进行数字化处理，包括眼动、头部位置和座椅运动。对每次试验导入的数据进行目视检查，以查看随时间变化的扭转、垂直和水平眼位，以及滚动平面内的头部位置。然后确认所有数据流中的基线稳定，并具有预期的运动反应。

为了分析慢相，手动追踪每个扭转性慢相，以排除任何残留的混杂数据。通过标记每个快相的起始点，并计算每次试验和每位受试者的快相总次数，来评估眼震脉冲的时间特征。纳入每次试验和每位受试者的所有慢相轨迹，以确保获得具有代表性的高统计效能数据。

为评估感觉输入的贡献，将每位受试者在仅视觉和仅前庭刺激条件下的平均慢相速度，分别除以对应加速度条件下视-前庭联合刺激的平均慢相速度。在所有刺激条件下，视-前庭联合刺激产生的扭转慢相速度最高，而仅视觉刺激产生的速度最低，表明存在感觉输入的相加性多感官整合。在所有刺激模式下，扭转速度均随刺激加速度的升高而系统性增加，显示出对加速度的依赖性敏感特征。

在视觉和视-前庭刺激期间，患者的扭转性慢相速度显著高于对照组，但在仅前庭刺激试验中则无此差异。眼球刺激增益在视-前庭试验期间最高，仅前庭刺激时中等，仅视觉刺激时最低，证实了模态特异性的追踪敏感性。相对贡献分析显示，在所有加速度水平下，前庭输入的贡献始终超过视觉输入，且随着加速度升高，这种差异进一步增大。

与对照组相比，患者前庭系统贡献降低而视觉贡献增加，表明脑震荡后感觉权重发生改变。各组间及不同模式下的眼震快相频率无显著差异，但患者在视觉试验中眼震快相出现时间更早，尤其是在较高加速度条件下。