Ein blickabhängiges Display-Framework für die Wahrnehmungslernforschung mit simuliertem zentralem Sehverlust

Bei der Makuladegeneration, einer der Hauptursachen für Sehstörungen, gibt es keine standardisierten Therapien. Es führt zu einem zentralen Sehverlust und zwingt die Abhängigkeit von der peripheren Sicht für tägliche Aufgaben. Unsere Forschung zielt darauf ab, visuelle Veränderungen nach dem Verlust des Sehvermögens zu verstehen und effektive Trainingsinterventionen zu entwickeln, indem ein standardisierter Rahmen für die Untersuchung des zentralen Sehverlusts etabliert wird.

Für das Experiment standen wir vor einer Vielzahl von Herausforderungen, wie z. B. Synchronisationsfehlern zwischen Monitoren aufgrund des Bedarfs an schnellen Bildschirmaktualisierungsraten für unsere blickabhängige Anzeige, der Sicherstellung, dass der Code an allen Standorten auf unseren Datenerfassungscomputern konsistent ist, die Schaffung einer reibungslosen, kurzen Latenzbewegung des Skotoms und die genaue Messung der okulären motorischen Leistung der Teilnehmer. Durch das Training und die Bewertung von Teilen des peripheren Sehvermögens des Teilnehmers sind wir in der Lage, Veränderungen auf niedrigen, mittleren und hohen Ebenen der visuellen Verarbeitung zu erkennen. Dies wird es uns ermöglichen, besser zu verstehen, wie sich diese verschiedenen Teile der visuellen Verarbeitung mit dem Wahrnehmungslernen nach dem Verlust des zentralen Sehvermögens verändern.

Unsere Arbeit wirkt sich auf das grundlegende Verständnis des Lernens und seiner klinischen Auswirkungen aus, insbesondere bei Menschen mit Sehverlust. Unser Ansatz ermöglicht es uns zu untersuchen, welche Strategien verschiedene Aspekte des Sehens verbessern. Wir können diese Methoden auch nutzen, um zu verstehen, welche Aspekte der Gehirnfunktion sich verändern, wenn wir lernen, das Sehen auf diese verschiedenen Arten zu nutzen.

Unsere nächsten Schritte konzentrieren sich auf zwei Richtungen. Zunächst verwenden wir diese Werkzeuge, um zu verstehen, wie sich das Gehirn verändert, wenn sich verschiedene Aspekte der visuellen Verarbeitung verbessern. Und zweitens arbeiten wir an der Implementierung dieser Bewertungen mit Tools wie VR-Headsets, die Patienten problemlos zu Hause verwenden können.

Dadurch wird die Reichweite der Arbeit auf andere Bevölkerungsgruppen ausgeweitet, die nicht dreimal pro Woche ins Labor kommen können. Geben Sie dem Teilnehmer zu Beginn audiovisuelle Anweisungen für die Sitzungsaufgaben. Fügen Sie für jede Aktivität spezielle Videoanweisungen mit Screenshots von der eigentlichen Aufgabe hinzu.

Erklären Sie dann die Anweisungen mündlich, um sicherzustellen, dass der Teilnehmer vollständig versteht, was ihn während der Aufgabe erwartet. Führen Sie vor jeder Aufgabe eine Kalibrierung und Validierung der Augenbewegungen durch. Geben Sie dem Teilnehmer dann Übungsproben, bevor Sie mit der jeweiligen Hauptaufgabe beginnen.

Klären Sie alle Fragen der Teilnehmer zur Aufgabe während der Prüfungen. Lassen Sie das Subjekt als Nächstes die Fixationsaufgabe während des ersten Besuchs durchführen, bevor es zu Blickaufgaben kommt. Trainieren Sie die Teilnehmer, ihr simuliertes Skotom in einem weißen zentralen Feld auf dem Bildschirm für unterschiedliche Zeiträume zu positionieren und gleichzeitig die räumliche Toleranz über die Studien hinweg schrittweise zu erhöhen.

Zeigen Sie eine blickabhängige Computerschnittstelle mit einer undurchsichtigen Scheibe in der Mitte ihres Blicks an, die ein Skotom simuliert, das sich mit ihren Augenbewegungen bewegt. Weisen Sie den Teilnehmer an, das simulierte Skotom nahe an die undurchsichtige Scheibe zu bewegen, um das Ziel freizulegen. Um Bewegungsaufgaben mit freiem Auge auszuführen, präsentieren Sie dem Teilnehmer ein Anleitungsvideo und skriptbasierte mündliche Anweisungen.

Kalibrieren und validieren Sie dann das Eye-Tracking-System zwischen den Aufgaben. Weisen Sie den Teilnehmer in die Aufgaben zur freien Ansicht ein. Führen Sie Aufgaben durch, bei denen der Teilnehmer seinen Blick für verschiedene Aktionen nutzen muss, anstatt sich auf einen Bereich zu fixieren.

Führen Sie skotombasierte Aufgaben aus, indem Sie das Skotom in der Nähe eines Hinweises platzieren, um einen Reiz auszulösen. Geben Sie dem Teilnehmer zu Beginn von Aufgaben Anweisungen auf dem Bildschirm. Nehmen Sie an den Übungsversuchen teil, um die Teilnehmer mit den Aufgabenanforderungen vertraut zu machen.

Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer Kenntnisse in der Verwendung visueller Layouts, erforderlicher okulomotorischer Aktionen und Aufgabenantworten zeigt, bevor er die Leistung misst. Geben Sie dem Teilnehmer nach jeder Aufgabe ein auditives Feedback, das die Richtigkeit seiner Antwort angibt. Führen Sie während der Aufgaben kurze Pausen von bis zu einer Minute ein, um Ermüdung zu vermeiden.

Bitten Sie den Teilnehmer bei Aufgaben, bei denen die Fixierung eingeschränkt ist, seine Kopfposition in der Kinnstütze während der gesamten Aufgabendauer beizubehalten. Stellen Sie sicher, dass die Kalibriergenauigkeit während der Aufgabe mit der ursprünglichen Position konsistent bleibt. Geben Sie dem Teilnehmer Anweisungen auf dem Bildschirm, gefolgt von Übungsversuchen vor der Aufgabe.

Nachdem du die Übungsversuche abgeschlossen hast, erinnere dich an die Anweisungen auf dem Bildschirm, bevor du mit der Hauptaufgabe beginnst. Bitten Sie den Teilnehmer, seine Augen mit Hilfe von Fixationshilfen auf die Mitte des Bildschirms zu fokussieren, während er auf Reize reagiert, die im peripheren Sehen zu beiden Seiten der Fixierungsbox erscheinen. Bitten Sie als Nächstes den Teilnehmer, mit dem rechten Zeigefinger auf einem Antwortfeld mit fünf Tasten auf der rechten Seite auf Reize zu reagieren.

Geben Sie dem Teilnehmer nach jedem Versuch ein auditives Feedback, das die Genauigkeit seiner Antwort angibt. Wie erwartet zeigte Teilnehmer eins einen signifikanten Warteschlangeneffekt an der linken Stelle in der exogenen Aufmerksamkeitsaufgabe basierend auf der Cue-Kongruenz. An der richtigen Stelle wurde jedoch kein signifikanter Effekt festgestellt.

Bei Teilnehmer zwei gab es an beiden Orten keinen signifikanten Effekt des Cueing. Wie erwartet zeigten die Ergebnisse der MNRead-Aufgabe eine Zunahme der Lesezeit mit abnehmender Schriftgröße, wobei Teilnehmer zwei mehr Zeit benötigte als Teilnehmer eins mit kleineren Schriftgrößen. Wie erwartet, brauchten beide Teilnehmer bei der Trail-Erstellung deutlich länger, um Teil B zu absolvieren als Teil A, wobei Teilnehmer zwei in beiden Teilen mehr Zeit benötigte.

Die Fixationsstabilität war bei Teilnehmer zwei größer, was durch eine kleinere bivariate Konturellipsenfläche von 51 Quadratgrad angezeigt wird, verglichen mit 61 Quadratgrad bei Teilnehmer eins. Die Wahrscheinlichkeitsdichteanalyse mittels Kerndichteschätzung zeigte für beide Teilnehmer einen eindeutigen bevorzugten retinalen Locus.