Virtual-Reality-Tools zur Bewertung einseitiger räumlicher Vernachlässigung: Eine neue Möglichkeit zur Datenerhebung

Ziel war es, eine neuartige Virtual-Reality-Aufgabe zu entwerfen, zu bauen und zu pilotieren, um einseitige räumliche Vernachlässigung zu erkennen und zu charakterisieren, ein Syndrom, das 23-46% der akuten Schlaganfallüberlebenden betrifft, und die Rolle der virtuellen Realität bei der Untersuchung und Behandlung neurologischer Erkrankungen zu erweitern.

Unser Protokoll, Forscher können neuartige Virtual-Reality-Tools entwerfen und validieren, um bei der Diagnose und Charakterisierung von einseitiger räumlicher Vernachlässigung zu helfen. Diese Technik bietet eine breite Palette von Datensätzen für die Untersuchung einseitiger räumlicher Vernachlässigung. Es vermeidet auch mögliche Störeffekte, die in Studien an Patienten mit erworbener Hirnverletzung beobachtet wurden.

Eine bessere Charakterisierung der einseitigen räumlichen Vernachlässigung kann die Bereitstellung der Therapie für Patienten mit subtilen, aber immer noch schwächenden Defiziten erleichtern und möglicherweise ihre allgemeine Genesung verbessern. Das Verfahren wird von Sam Cason und Peter Schwab, Forschern aus meinem Labor, demonstriert. Um den Line Bisection Test durchzuführen, lassen Sie das Subjekt an einem Tisch direkt gegenüber dem Tester sitzen und dem Probanden ein Schreibgerät und das Stimulusblatt zur Verfügung stellen, um sicherzustellen, dass das Blatt direkt vor dem Probanden platziert wird.

Weisen Sie das Subjekt an, jede auf dem Stimulusblatt gedruckte Linie schnell und genau so nahe wie möglich an der Mitte jeder Linie zu halbieren, während Kopf und Schultern so weit wie möglich zentriert bleiben. Um den Bells Test durchzuführen, stellen Sie dem Probanden das Bells Test Stimuli Sheet zur Verfügung und weisen Sie das Subjekt an, alle Glocken auf dem Blatt so schnell und genau wie möglich zu kreisen oder durchzustreichen, während Kopf und Schultern zentriert bleiben. Um den Sternstornierungstest durchzuführen, präsentieren Sie dem Probanden das Stimulusblatt, das sicherstellt, dass es direkt vor ihnen platziert wird, und weisen Sie das Subjekt an, alle Sterne auf dem Stimulusblatt so schnell und genau wie möglich mit zentriertem Kopf und Schultern einzukreisen oder durchzustreichen.

Um den Otas-Kreisunterdrückungstest durchzuführen, stellen Sie dem Probanden das Otas-Kreisunterdrückungsstimulusblatt zur Verfügung und weisen Sie das Subjekt an, alle offenen unvollständigen Kreise so schnell und so genau wie möglich mit Kopf und Schultern als zentriert durchzustreichen oder zu umkreisen. Laden Sie vor der ersten TMS-Sitzung den 3TT1-MRT-Scan des Probanden in die Neuronavigationssoftware hoch und erstellen Sie eine 3D-Darstellung des Gehirns des Probanden. Lassen Sie das Subjekt während der ersten Sitzung vor einer optischen Tracking-Kamera sitzen und verwenden Sie ein Stirnband oder eine Brille, um einen Tracker auf dem Motiv zu platzieren.

Befestigen Sie eine Einweg-Bandscheibenelektrode am rechten dorsalen Interosse des Probanden, eine Bandscheibenelektrode am zweiten Knöchel des Probanden am rechten Zeigefinger und eine Masseelektrode am rechten Handgelenk, der rechten Hand und dem Handgelenk des Probanden. Schließen Sie die Elektroden an einen Elektrodenadapter an, der in ein MEP-Tracking-Softwareprogramm eingegeben wird, und wählen Sie eine neue Online-Sitzung aus, um das Projekt des Probanden innerhalb der Neuronavigationssoftware zu öffnen. Wählen Sie die Ziele aus, die in dieser Sitzung stimuliert werden sollen, und berühren Sie mit einem zeiger, der für die Neuronavigationssoftware registriert ist, das Gesicht des Subjekts an den gleichen Stellen, an denen die Landmarken platziert wurden.

Öffnen Sie die Registerkarte Validierung in der Software und verwenden Sie den Zeiger, um das Motiv an verschiedenen Stellen auf dem Kopf zu berühren, um sicherzustellen, dass das Fadenkreuz auf dem Bildschirm mit dem Punkt übereinstimmt, auf den auf das Motiv gezeigt wird. Schließen Sie eine tragbare TMS-Spule an die TMS-Maschine an und schalten Sie die TMS-Maschine ein. Stellen Sie das Gerät auf einen einzelnen Impuls und stellen Sie eine geeignete Stimulationsintensität ein.

Platzieren Sie die tragbare TMS-Spule auf der linken Seite des Kopfes des Probanden, um Reize an den motorischen Kortex mit TMS-Einzelimpulsen zu liefern. Um den Ort zu identifizieren, der die erste dorsale Interossäre stimuliert. Ändern Sie die Stimulationsintensität, bis die Stimulation MEPs von mindestens 50 Millivolt genau fünf von 10 Mal hervorruft.

Diese Intensität wird als ruhende motorische Schwelle betrachtet. Ersetzen Sie die Handspule durch eine luftgekühlte TMS-Spule mit einem eingebauten Kühlsystem, das auf das SMG oder STG für aktive Sitzungen oder den Scheitelpunkt für Scheinsitzungen abzielt, und stellen Sie die Stimulationsparameter für 20 Minuten bei einer Intensität von 110% der Ruhemotorschwelle auf sich wiederholende TMS ein. Beginnen Sie dann mit der Stimulation des zielführenden Ziels.

Um den Virtual-Reality-Verhaltenstest durchzuführen, platzieren Sie das VR-Headset auf dem Kopf des sitzenden Subjekts, wobei die Gurte fest, aber bequem befestigt sind. Geben Sie dem Probanden beide Controller und stellen Sie sicher, dass beide Augen sichtbar sind, indem Sie visuell bestätigen, dass sie in den Kamera-Feeds der Pupillenkernsoftware zentriert sind. Öffnen Sie im Unity-Editor die Virtual-Reality-Aufgabe und drücken Sie die Wiedergabetaste.

Bitten Sie das Motiv, geradeaus zu schauen und auf die Schaltfläche Tear Camera zu klicken. Klicken Sie auf die Schaltfläche Tutorial beginnen und warten Sie, bis der Betreff das Tutorial abgeschlossen hat. Wenn der Proband fertig ist, klicken Sie auf die Schaltfläche Eye-Tracking kalibrieren und klicken Sie auf Nächste Studie, um die erste Testversion zu starten.

Wenn der Betreff die Testversion abgeschlossen hat, klicken Sie erneut auf die Wiedergabeschaltfläche, um die Aufgabe zu beenden. In dieser Analyse wurde der durchschnittliche Kopfwinkel untersucht, um festzustellen, ob die Virtual-Reality-Aufgabe empfindlich genug war, um einen Unterschied zwischen der SMG- und der STG-Gruppe zu identifizieren. Die ANCOVA-Analyse der Kopfwinkelunterschiede zwischen den Gruppen ergab einen signifikanten Unterschied in den Kopfwinkeländerungswerten zwischen den Pre- und Post-TMS-Gruppen.

Diese Erkenntnis aus der Virtual-Reality-Aufgabe stimmt mit den Ergebnissen der traditionellen Papier- und Bleistiftaufgabe überein, da beide ein Muster zeigten, in dem die SMG-Gruppe möglicherweise eine subtile Vernachlässigung hatte und im Vergleich zur STG-Gruppe eher nach rechts schaute. Zur gezielten Beurteilung auf Anzeichen allokentrischer Vernachlässigung auf individueller Zielebene können Blüten danach getrennt werden, auf welcher Seite der Blüte die defekten Blütenblätter liegen. In dieser Analyse hatten die Teilnehmer der SMG-Gruppe die Tendenz, bei der Suche nach dem kurzen Blütenblatt auf der rechten Seite der Blüte weiter nach rechts auf einen höheren Blütewinkel zu schauen, verglichen mit dem Winkel, der beobachtet wurde, wenn sich die kurzen Blütenblätter auf der linken Seite der Blüte befanden.

Wenn die durchschnittliche Anzahl der Sekunden, die die Teilnehmer auf jede Blume betrachteten, analysiert wurde, wurde kein signifikanter Unterschied im mittleren Kopfwinkeländerungswert zwischen den SMG- und STG-Gruppen beobachtet. Diese Methode ist durch die subtilen klinischen Effekte begrenzt, die mit der wiederholten transkraniellen Magnetstimulation erzielt werden. Daher sind die richtigen Stimulationsparameter beim Targeting der kortikalen Region von entscheidender Bedeutung.