18 maart 2019
Deze experimentele protocol gecombineerd eye tracking en de beoordeling van presaccadic visuele gevoeligheid in een dubbele taak paradigma, bestaande uit een vrije keuze saccade en een visuele discriminatie taak, te onderzoeken van de inzet van visuele ruimtelijke aandacht vóór, nauwkeurig en gemiddeld saccades.
Dit protocol is ontworpen om de ruimtelijke inzet van visuele aandacht te onderzoeken tijdens de saccade programmering en het maakt het mogelijk om te beoordelen wat mensen proberen voordat ze ergens kijken. Het belangrijkste voordeel van het protocol is dat men visuele aandacht kan analyseren voor de uitvoering van zogenaamde gemiddelde saccades die landen op een tussenliggende locatie tussen twee saccade doelen. Nina Hanning, promovendus van ons laboratorium, demonstreert de procedure in de rol van deelnemer.
Begin met het instellen van de experimentele materialen in een slecht verlichte ruimte bestaande uit een computer, een Kathodestraalbuis of CRT-monitor, een standaardtoetsenbord, twee luidsprekers en een eyetracker. Open vervolgens de eye tracking software en laad een vooraf geschreven script dat alle parameters voor stimulus presentatie en het vastleggen van gedrags-en ooggegevens bevat. Geef alle visuele stimuli weer op een CRT-scherm met een minimale verticale verversingssnelheid van 120 Hertz.
Gebruik de pijltoetsen links en rechts op een toetsenbord om de evaluatie van de discriminatiedoeloriëntatie tegen de klok in te beoordelen. Zorg voor de juiste weergave van visuele Gabors op het scherm. Tot slot, het opzetten van luidsprekers om auditieve feedback te geven voor onjuiste handmatige reacties.
Begin met het laten zitten van de deelnemer in een stoel voor de eye tracker. Plaats hun kin op de kin rust en leun hun voorhoofd tegen de bar om hoofdbewegingen te beperken. Voer vervolgens een kalibratieprocedure uit door de deelnemer te vragen een stip te volgen die over verschillende locaties op het scherm beweegt om te garanderen dat de blik van de deelnemer nauwkeurig kan worden bijgehouden binnen een straal van één graad.
Controleer tijdens het experiment de juiste fixatie in het schermcentrum aan het begin van elke proef. Instrueer vervolgens de deelnemer om aan het begin van elke proefversie in het midden van het scherm te fixeren. Informeer de deelnemer dat er 24 flikkerende afleiderstreams op het scherm verschijnen en dat twee van hen zullen worden geflikt door witte frames die binnenkort worden geflitst of op het scherm blijven tot het einde van de proefperiode.
Vraag de deelnemer om vervolgens zo snel mogelijk naar het midden van een van de twee signalen te kijken. Ten slotte vraagt u de deelnemer handmatig te melden of de gekantelde Gabor met de klok mee of tegen de klok in ten opzichte van de verticale is gedraaid door respectievelijk op de pijl-rechts of links op het toetsenbord te drukken. Leg uit dat een geluid wordt afgespeeld als de oriëntatie van de gekantelde Gabor verkeerd wordt gerapporteerd.
Begin de taken met een fixatiedoel in de vorm van een zwart-wit bull's eye in het midden van het scherm. Verwijder het fixatiedoel van het scherm samen met het begin van de saccadedoelen. Geef 24 gelijkmatig verdeelde afleiders weer met een straal van 10 graden van het fixatiedoel bij de start van de proef.
Gebruik dynamische stimuli afwisselend elke 25 milliseconden tussen een verticale Gabor patch en een Gaussian pixel ruis masker. Tussen 300 en 600 milliseconden na het begin van het fixatiedoel presenteren twee saccadedoelen in de vorm van grijze cirkels rond twee willekeurig gekozen afleiders op een hoekige afstand van 30 graden of 90 graden tussen proeven. Zorg ervoor dat de tijd van saccade doel begin variëren van trial naar trial om te voorkomen dat de deelnemers een voorspelbaar saccade uitvoeringspatroon aannemen.
Vervolgens, willekeurig presenteren een discriminatie doel, een gekantelde Gabor patch gedraaid met de klok mee of tegen de klok in met 12 graden ten opzichte van de verticale gedurende 25 milliseconden om de verticale Gabor patch te vervangen binnen de willekeurig geselecteerde distractor stream. Selecteer vervolgens het tijdvenster voor discriminatiedoelpresentatie om het aantal proeven te maximaliseren waarin de discriminatiedoelcompensatie vóór het begin van de saccade heeft plaatsgevonden. Wis alle stimuli van het scherm 500 milliseconden na het begin van de saccade doelen zodanig dat alleen de grijze achtergrond blijft.
Tot slot, wacht tot de deelnemer de oriëntatie van het discriminatiedoel via het toetsenbord aangeeft door op de linkerpijl te drukken voor oriëntaties tegen de klok in en de rechterpijl voor oriëntaties met de klok mee en een feedbackgeluid af te spelen wanneer deelnemers de discriminatiedoeloriëntatie onjuist melden. Start automatisch de volgende proef nadat een handmatig antwoord is gegeven. De resultaten geven aan dat de saccade eindpuntverdelingen in verband met de 90 graden en 30 graden voorwaarden aanzienlijk verschilden.
Bovendien, rekening houdend met saccades van alle richtingen, gegevens toonde een selectieve facilitering van de visuele gevoeligheid op de twee saccade doelen ten opzichte van de controle locaties in zowel de 90 graden en 30 graden voorwaarden. De visuele gevoeligheid werd aanzienlijk verbeterd op het eindpunt van nauwkeurige saccades in zowel de 90 graden als de 30 graden omstandigheden. Voor gemiddelde saccades daarentegen werd de visuele gevoeligheid niet verbeterd op het saccade-eindpunt, maar iets verminderd.
Ten slotte werd op het eindpunt van corrigerende saccades geen significant voordeel waargenomen na een gemiddelde saccade die de interpretatie ondersteunt dat de aandachtsselectie niet vóór het gemiddelde van de saccades werd opgelost. Zorg ervoor dat u visuele aandacht te meten tijdens saccade voorbereiding. Om dit te doen, alleen die proeven in de analyse waarin de discriminatie doelstelling daadwerkelijk verscheen vóór het begin van de saccade.
Het toepassen van gelijktijdige neurofysiologische opnames van gebieden zoals de frontale oogvelden of de superieure caliculi kan inzichten over de koppeling tussen aandacht en saccadische oogbewegingen op neuronaal niveau uitbreiden.
Dit experimentele protocol onderzoekt de inzet van visuele ruimtelijke aandacht tijdens de programmering van saccades met behulp van eye-tracking. Het beoordeelt de visuele gevoeligheid voorafgaand aan zowel accurate als gemiddelde saccades binnen een dual-task paradigma.
Kwantitatieve beoordeling van de inzet van visuele aandacht tijdens de programmering van saccades biedt cruciaal inzicht in de mechanismen die ten grondslag liggen aan sensorimotorische integratie bij menselijke subjecten. Dit protocol maakt een nauwkeurige meting van de presaccadische visuele gevoeligheid mogelijk, wat bijdraagt aan mechanistische risicoreductie en targetvalidatie in neurogedragsonderzoekspijplijnen. De benadering is direct relevant voor translationele neurowetenschappen en vroege stadia van CNS-drugdiscovery, waarbij voorspellende betrouwbaarheid van gedragseindpunten essentieel is.
Dit protocol past binnen het continuüm van vroege ontdekking tot preklinisch onderzoek en slaat een brug tussen gedragsbeoordeling en neurofysiologische validatie in CNS-onderzoek.