VisualEyes: Un sistema de software modular para experimentación oculomotor

El objetivo general de este procedimiento es permitir que un experimentador genere una serie de estímulos visuales utilizando el sistema visual ocular para realizar un estudio ocular-motor. En primer lugar, es necesario calibrar el sistema visual ocular convirtiendo los valores de los píxeles a grados utilizando objetivos medidos. El segundo paso es definir las posiciones inicial y final de los estímulos del ojo izquierdo y derecho guardando los estímulos en una biblioteca antes de la sesión experimental.

Y finalmente, se coloca el monitor de movimiento ocular en el sujeto y se ejecuta el script experimental para registrar las respuestas de movimiento ocular. En última instancia, se pueden obtener resultados que muestran rastros de posición y velocidad de los movimientos oculares. La principal ventaja de esta técnica sobre los métodos existentes, como el software propietario, es que el operador compone cualquier estímulo visual para realizar cualquier tipo de experimento motor ocular.

Quien demuestra este procedimiento es un estudiante de doctorado sobre Kim de mi laboratorio. Se puede utilizar cualquier tipo de monitor de movimiento ocular para este sistema. En esta demostración, se utilizará un sistema de seguimiento del limbo y un sistema de seguimiento del movimiento ocular mediante videovigilancia para el seguimiento en tándem de los movimientos, como la persecución psicótica o suave.

Se puede utilizar un solo ordenador para que la visualización estudie los movimientos oculares opuestos, como las vírgenes o la interacción de las vírgenes con los movimientos en tándem. Se necesita un haploscopio con dos monitores de computadora para la visualización visual. Primero se necesita una calibración para convertir un conjunto de métricas en otro porque los movimientos oculares generalmente se indican en grados de rotación.

Mientras que los monitores de computadora usan valores de píxeles, se puede usar la trigonometría para calcular dónde colocar los objetivos físicos para calibrar las pantallas visuales. Por ejemplo, si el estímulo en la pantalla de la computadora se alinea con un objetivo físico de dos grados, entonces ese valor de píxel corresponde a un estímulo de dos grados. Para calibrar el sistema, el operador debe abrir el archivo pixel to degree dot vei dentro del directorio de visualización.

En primer lugar, defina el monitor que se va a calibrar mediante el campo de modo de estiramiento. Introduzca el número uno para el monitor del ojo izquierdo y el número dos para el monitor del ojo derecho. A continuación, ejecute el programa y mueva el estímulo de la línea verde hasta que la línea verde se superponga al objetivo físico.

Ahora ingrese la posición conocida del objetivo físico en grados y presione el botón guardar. A continuación, haga clic en la línea verde. El grado y el valor del píxel se mostrarán en la pantalla en la esquina inferior izquierda, y el operador debe recopilar un mínimo de tres puntos de calibración.

Después de guardar todos los puntos de calibración, abra el archivo de salida de Excel D two P en el directorio visualizado. Para obtener los puntos de calibración. Traza los puntos de calibración para obtener una ecuación de regresión lineal.

Utiliza la ecuación para calcular la posición inicial y final del estímulo visual. El operador desea programar valores de píxel. Aquí se muestra un ejemplo de la curva de calibración del ojo izquierdo y del ojo derecho obtenida utilizando cinco puntos de calibración para un estímulo virgen.

Repita los dos pasos anteriores para el otro monitor si el estímulo requiere un monitor adicional. En primer lugar, el operador debe definir la posición inicial y final del estímulo del ojo izquierdo y derecho antes del experimento. Para ello, abra un nuevo archivo de texto y, en la primera fila, defina los valores iniciales de tiempo y posición.

Es necesario definir cuatro parámetros, el tiempo, la posición horizontal, la posición vertical y la rotación, cada uno separado por una tabulación, así como definir los cuatro parámetros finales, el tiempo final, la posición horizontal, la posición vertical y la rotación del estímulo. Guarde el estímulo en el directorio visualizado como un archivo de nombre de estímulo punto vii y repita este paso para cualquier otro estímulo I.

A continuación, el movimiento del estímulo se puede generalizar en dos tipos de movimiento. Un paso brusco o una rampa continua. Un paso permite que el estímulo se mueva o salte bruscamente de la posición inicial a la posición final.

El operador debe tener en cuenta que el cambio en el tiempo debe ser de 0,001 segundos para un estímulo de paso. En la tabla 1 se muestra un ejemplo de paso psicótico, rampa de persecución suave, paso virgen y rampa virgen. En el caso de los estímulos, se puede tener un solo estímulo, como un paso, o una secuencia de tareas visuales, como varios pasos.

Ahora, guarde ambos archivos de estímulos en la biblioteca de estímulos. Tenga en cuenta que hay varias configuraciones predeterminadas dentro del directorio visualizado. La primera línea es el porcentaje de la pantalla dentro de la dirección horizontal.

La segunda línea es el porcentaje de la pantalla dentro de la dirección vertical. La tercera es la imagen de fondo y la cuarta es la imagen de primer plano o de destino. La quinta línea indica que el ordenador debe funcionar en modo independiente.

La sexta línea indica qué monitor se utiliza. La séptima línea es la relación de aspecto de los monitores. El resto de las líneas son los diferentes tipos de estímulos que el operador puede utilizar dentro de una sesión experimental.

Ahora, abra el monitor de estímulos del ojo izquierdo y el estímulo del ojo derecho. Supervise los archivos desde el directorio visualizado. Estos dos archivos contienen los estímulos de la biblioteca para el ojo izquierdo y el ojo derecho, respectivamente.

En la última fila, escriba el nombre del archivo del estímulo que se ha definido. El número de perfil se refiere a la fila correspondiente al nombre del archivo de estímulo. Por ejemplo, aquí el número de perfil del estímulo es ocho.

Se pueden repetir los pasos anteriores para crear tantos estímulos como sean necesarios para un experimento. A continuación, se puede escribir el script para el protocolo experimental. Primero, abra un archivo de texto para escribir los comandos del protocolo experimental y guarde este archivo en el directorio visualizado como un nombre de script vs archivo.

Este será el archivo de script desde el cual el sistema de visualización leerá y ejecutará comandos. Las funciones visualizadas tienen argumentos de entrada y salida. Esta tabla muestra todas las funciones del software visualizado que se pueden utilizar cuando el archivo temporal punto lwf no está definido.

Durante la ejecución de esta función, el software no almacenará ningún dato entrante para su digitalización. Las cadenas de salida de la función del archivo de registro o el búfer de entrada definido a partir de la prueba EXP en el archivo de texto de salida en el directorio visualizado. Una vez finalizado el experimento, asegúrese de cambiar el nombre del archivo de texto de salida por otro nombre.

De lo contrario, los datos se sobrescribirán durante el siguiente experimento. La función de peso del gatillo espera a que el sujeto presione el botón del gatillo para iniciar la prueba experimental denotada como prueba exp en la pantalla y digitalizar los datos. Este es el canal 12 en la tarjeta de adquisición digital que está esperando que la señal cambie de un agudo a un bajo digital.

Por último, la función de retardo aleatorio genera un retardo aleatorio para evitar la predicción o anticipación del próximo estímulo, y la función MSD de onda calcula la media y la desviación estándar de los datos. Antes de comenzar un experimento, el sujeto debe proporcionar un consentimiento escrito e informado aprobado por la junta de revisión institucional. El experimento debe ser explicado en detalle antes de que un sujeto pueda aceptar participar.

Se pueden utilizar diferentes monitores de movimiento ocular, como el sistema de imágenes de video de reflexión corneal, el sistema de seguimiento del limbo o la bobina de búsqueda de esclerótica para recopilar y registrar los movimientos oculares. Aquí demostraremos un sistema de seguimiento de limbus. A continuación, ajuste el monitor de movimiento ocular para capturar los atributos anatómicos del ojo, como el limbo o el reflejo de la pupila y la córnea, en función del monitor de movimiento ocular utilizado.

Una vez que el monitor de movimiento ocular esté correctamente ajustado en el sujeto, valide que el monitor de movimiento ocular esté capturando los movimientos oculares pidiéndole al sujeto que haga movimientos psicóticos de lado a lado o hacia adentro y hacia afuera llamados movimientos vírgenes. Abra el programa Leer script punto vei en el directorio visualizado en la esquina superior derecha, escriba el nombre del archivo de script de protocolo experimental creado anteriormente. A continuación, ejecute el programa read script dot vei pulsando el botón de flecha en la esquina superior izquierda.

A continuación, entregue al sujeto el botón de disparo y explique que cuando se presiona el botón, comenzará la recopilación de datos. Aparecerá automáticamente en la pantalla otro archivo VEI adquirido, que trazará los datos entrantes. Los datos se muestrean a 500 hercios.

Cuando se complete el experimento, el script de lectura punto bei se detendrá automáticamente en este momento. Vaya al directorio visualizado y busque el archivo de texto de salida. Cambie el nombre del archivo.

De lo contrario, la próxima vez que el operador ejecute el experimento, se sobrescribirá el archivo de datos. Una vez finalizado el experimento, los datos se pueden analizar utilizando diferentes paquetes de software, como MATLAB o Excel latency. La velocidad o amplitud máxima pueden ser de interés dependiendo del estudio.

Se proporciona un ejemplo de un código de análisis de MATLAB en el directorio visualizado para trazar códigos SEC, pasos vírgenes y rampas vírgenes. Aquí vemos ejemplos del conjunto de movimientos oculares que se pueden registrar utilizando el sistema visualizado. En estas parcelas, vemos movimientos psicóticos típicos de 10 grados, también llamados Proseccos.

Nuestra investigación utiliza el grado de rotación. Los movimientos oculares se pueden calibrar en unidades de grados, ángulos de metros o dioptrías de prisma. Cada trazo representa un movimiento ocular individual donde en la parte superior del gráfico la posición se denota en grados en función del tiempo.

El gráfico inferior es la velocidad trazada en grados por segundo en función del tiempo. Aquí se muestran los antis. Estas son respuestas psicóticas.

Cuando se le dice al sujeto que haga una segunda en la dirección opuesta al estímulo visual, las respuestas de la virgen son de cuatro grados. Aquí se pueden ver los pasos y las respuestas de Virgin a los estímulos de rampa de cinco grados por segundo. Al intentar este procedimiento, es importante recordar calibrar el sistema antes de que el sujeto venga a estudiar.

Dé las instrucciones adecuadas al sujeto y asegúrese de que el monitor de movimiento ocular esté correctamente ajustado para el sujeto. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo programar usando el lenguaje de secuencias de comandos visualizadas para construir sus propios estímulos visuales para estudiar una amplia gama de experimentos motores oculares. La investigación de la motricidad ocular se beneficia de una sólida base de investigación porque puede proporcionar información sobre el cerebro normal y disfuncional.