Eye-tracking di controllo per valutare le funzioni cognitive in pazienti con Sclerosi Laterale Amiotrofica

L'obiettivo generale di questo paradigma di eye-tracking è utilizzare una tecnica basata sull'oculomotricità per valutare le funzioni cognitive in pazienti affetti da Sclerosi Laterale Amiotrofica o ALS che non sono in grado di parlare e scrivere. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo dei potenziali deficit cognitivi nei pazienti con gravi compromissioni fisiche, come nell'ALS. Il principale vantaggio di questa tecnica è che utilizza i movimenti oculari per effettuare test neuropsicologici nei pazienti ALS, risultando quindi adatto per pazienti che non possono parlare né scrivere.

Sebbene questo metodo sia stato sviluppato per pazienti con SLA, può essere applicato anche ad altri campioni di pazienti che non sono in grado di parlare e scrivere ma che hanno un controllo oculomotore intatto. Per questo esperimento, utilizzare un dispositivo portatile per la registrazione dei movimenti oculari dotato di occhiali. Ottimizzare il rilevamento dei movimenti oculari regolando le telecamere in tutti e sei i gradi di libertà.

Successivamente, impostare un paradigma standardizzato di test oculomotorio, come una serie di compiti saccadici, al fine di rilevare deficit nel controllo dei movimenti oculari. Utilizzare un software per presentare questi compiti su uno schermo emicilindrico tramite un proiettore montato sopra la posizione in cui il partecipante siederà. Infine, in preparazione alla seconda parte dell'esperimento, verificare che un punto laser rosso, che verrà utilizzato per la versione del test D2 basata sul tracciamento oculare, appaia correttamente sullo schermo.

Cominciare chiedendo al partecipante di spegnere tutti i dispositivi che potrebbero causare disturbo, come telefoni cellulari o cercapersone. Far entrare nella stanza di prova un partecipante che non abbia gravi deficit visivi. Farlo sedere su una sedia rialzata di fronte a un supporto regolabile per il mento posizionato a 150 centimetri dallo schermo del computer.

Chiedere al partecipante di appoggiare la testa sul sostegno per il mento. Quindi posizionare gli occhiali per videoottagrafia sulla sua testa. Regolare gli occhiali in modo che si adattino correttamente alla forma e alle dimensioni della testa.

Assicurarsi che entrambi gli occhi siano visibili sullo schermo dell'operatore e regolare la messa a fuoco delle telecamere all'interno degli occhiali in modo che le immagini di ciascun occhio siano centrate sullo schermo. Successivamente, verificare che il sistema stia registrando continuamente i movimenti oculari in ogni momento, chiedendo al partecipante di guardare in ciascun angolo dello schermo emicilindrico. Avviare il paradigma standardizzato di test oculomotorio e far eseguire al partecipante una seconda calibrazione.

Chiedere al partecipante di seguire un singolo punto sullo schermo che oscilla orizzontalmente e poi verticalmente con una frequenza di 0,125 hertz, al fine di associare i dati grezzi ortogonalizzati non calibrati provenienti dal dispositivo di registrazione del movimento oculare alla reale posizione oculare ortogonalizzata. Infine, verificare se la calibrazione è accettabile, ovvero se il movimento oculare reale e i dati grezzi sono sincronizzati sia spazialmente che temporalmente. In caso affermativo, istruire il partecipante a mantenere la testa il più ferma possibile.

Per la prima parte dell'esperimento, il test delle matrici progressive colorate di Raven, o test CPM, mostra sullo schermo una serie di matrici larghe 22 gradi e alte 15 gradi con un'area vuota ritagliata. Chiedere al partecipante di identificare il pezzo mancante sotto ciascuna matrice. Dopo aver effettuato una scelta, chiedere al soggetto di chiudere gli occhi per almeno 250 millisecondi per avviare un frame verde che delimita le sei possibili alternative dei pezzi mancanti per 1500 millisecondi ciascuna.

Chiedere al partecipante di indicare l'alternativa che ritiene corretta chiudendo gli occhi per almeno 250 millisecondi mentre la scelta si trova all'interno del riquadro verde. Proiettare separatamente la scelta del partecipante sullo schermo emicilindrico, al fine di confermare; istruire quindi il partecipante a chiudere nuovamente gli occhi per almeno 250 millisecondi. Far completare al partecipante un ulteriore allenamento selezionando il pezzo mancante nelle prossime tre matrici.

Rispondere a eventuali domande che il partecipante potrebbe avere riguardo alla procedura. Quindi chiedere al partecipante di completare l'intero compito CPM. Per la seconda parte dell'esperimento, il test D2, chiedere al partecipante di fissare lo sguardo al centro dello schermo.

Chiedere loro di osservare ciascuna delle 47 lettere con un'altezza di 11 gradi e una larghezza di 2,5 gradi, una dopo l'altra al centro dello schermo, dove ogni stimolo dura 2000 millisecondi. Ogni volta che viene presentata la lettera d con due trattini, istruire il partecipante a guardare il punto laser rosso posizionato sopra la lettera fino a quando non appare lo stimolo successivo. Infine, al termine dell'allenamento, chiedere al partecipante di completare il test completo D2, costituito da cinque blocchi di 47 stimoli ciascuno.

In un campione di pazienti affetti da sclerosi laterale amiotrofica, o ALS, si è osservata una buona concordanza tra la versione con eye-tracking e quella standard del test CPM. Inoltre, sono presenti differenze di gruppo significative nel test CPM e nel test D2, indicando che questa tecnica distingue in modo affidabile pazienti con ALS più o meno gravemente compromessi dal punto di vista cognitivo. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere completata in 25 minuti se eseguita correttamente.

Per i pazienti con SLA che presentano un controllo oculomotorio insufficiente, altri metodi, come l'interfaccia cervello-computer, possono essere utilizzati per valutare le loro funzioni cognitive. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come eseguire test neuropsicologici basati sui movimenti oculari nei pazienti con SLA.