Artigo de método

Usando o rastreamento ocular para avaliar a importância relativa da entrada visual e vestibular para o processamento de movimento subcortical no plano de rolagem

DOI:

10.3791/68289

22 de agosto de 2025

Neste artigo

Resumo

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A metodologia explorou as contribuições visuais e vestibulares para a estabilização do olhar durante as rotações optocinéticas e de corpo inteiro. As estimulações foram realizadas por meio de ensaios visuais, vestibulares e visuovestibulares. O ganho de movimento torcional dos olhos e as frequências do nistagmo serviram como indicadores para a retransmissão subcortical de informações de movimento sensoriais específicas em direção à resposta reflexiva do tronco encefálico para cada tentativa.

Resumo

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O presente protocolo avalia o impacto relativo das entradas visuais e vestibulares durante as rotações do plano de rotação usando estímulos optocinéticos, vestibulares e visuovestibulares combinados. Os indivíduos foram submetidos a rotações visuais isoladas, rotações vestibulares de corpo inteiro no escuro e estímulos visuovestibulares combinando cenas visuais estáticas com rotações da cabeça. Ganhos dinâmicos e estáticos de movimento ocular, amplitudes absolutas, velocidades e acelerações foram medidos juntamente com as respostas perceptivas. Os ensaios incluíram um período de repouso basal antes e depois do movimento para estabilizar a fixação oculomotora. O rastreamento preciso dos olhos e da cabeça foi obtido usando o Chronos Eye-Tracking Device (C-ETD), que registrou a torção ocular e os movimentos da cabeça em três dimensões translacionais e três rotacionais. Os movimentos oculares foram analisados quanto a velocidades de fase lenta e frequência de nistagmo, com qualidade de dados garantida pela média das saídas de torção de ambos os olhos e excluindo quadros com artefatos. O monitoramento do alinhamento do olhar em tempo real permitiu a repetição do teste conforme necessário, e a análise post-hoc excluiu movimentos de confusão. A estimulação optocinética envolveu elementos visuais projetados girando em torno de um ponto de fixação, enquanto os ensaios vestibulares empregaram rotações motorizadas de todo o corpo no escuro. Os ensaios visuovestibulares combinaram os dois estímulos, criando um movimento relativo da retina. A sincronização de dados entre rastreadores oculares e de cabeça garantiu uma análise precisa quadro a quadro registrada em 100 Hz. As contribuições sensoriais específicas para a estabilização do olhar foram quantificadas comparando as velocidades de fase lenta entre os tipos de teste. Os ganhos sensoriais específicos foram indexados dividindo-se as respostas visuais e vestibulares pelos desfechos visuovestibulares e validados por meio de comparações com as respostas individuais somadas. Os resultados revelaram uma integração sensorial robusta, com as contribuições relativas das entradas visuais e vestibulares quantificadas. Este protocolo oferece uma estrutura detalhada para avaliar a integração multissensorial durante as rotações do plano de rolagem. O protocolo pode, portanto, servir para elucidar déficits sensoriais no processamento do movimento, bem como apresentar novos biomarcadores oculomotores. Ele já foi empregado para avaliar como a desordem visual e as acelerações de movimento afetam o processamento de movimento e destacou uma maior dependência da entrada visual em pacientes com concussão.

Introdução

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O processamento de movimento é um processo neural fundamental e contínuo. Nos humanos, recebemos informações principalmente por meio de nossos sistemas sensoriais visuais e vestibulares, refletindo o movimento externo e o movimento próprio, respectivamente. Esses dois sistemas empregam redes neurais complexas nas regiões neurais inferiores e superiores, mas em seu nível mais básico dependem de vias subcorticais básicas para produzir respostas reflexivas que permitem um bom controle postural e estabilidade do olhar 1,2. A propriocepção serve como o terceiro contribuinte sensori....

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Protocolo

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Todos os participantes forneceram consentimento informado por escrito antes da participação. O estudo foi aprovado pelo conselho regional de revisão de ética (2018/1768-31/1) e realizado de acordo com os princípios descritos na Declaração de Helsinque. O protocolo seguiu as diretrizes STROBE.

1. Seleção dos participantes

  1. Sujeitar todos os participantes a uma avaliação clínica abrangente por um médico e um neuropsicólogo.
  2. Use os seguintes critérios de exclusão: disfunção motora ocular ou do olhar, déficits vestibulares ou somatossensoriais, início recente de medicação d....

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Resultados

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Um total de 171 ensaios foram realizados, nos quais todos os participantes foram submetidos a estímulos visuais, vestibulares e visuo-vestibulares combinados em três níveis de aceleração. Avaliações de rastreamento ocular foram realizadas em todas as fases lentas do nistagmo resultante (n = 223 para nove participantes do controle (sete mulheres); n = 331 para 10 pacientes (três mulheres)). As análises estatísticas foram baseadas nos valores médios obtidos para cada participante (n = 19), com a média dos dados entre os en.......

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Discussão

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O presente protocolo oferece uma metodologia validada para avaliar o processamento do movimento subcortical por meio da estabilização torcional do olhar, um reflexo mediado por circuitos do tronco encefálico23. Ao combinar a estimulação visual e vestibular, o método permite a avaliação da integração multissensorial por meio de respostas de torção ocular. Implementações anteriores demonstraram sua sensibilidade às contribuições vestibulares dependentes da aceleraçã.......

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Divulgações

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Os autores não têm conflitos de interesse a relatar.

Agradecimentos

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O presente estudo foi financiado pela Fundação Promobilia (bolsa de pesquisa A23126 para TW).

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Servomotores Brushless AC / Baldor BSM90C, 400 VBB Motors and Mechanical, Fort Smith, AK, EUAUPC 781568378342Usado para construir o trenó mecanizado
Dispositivo de rastreamento ocular Chronos (C-ETD)Chronos Vision GmbH, Berlim, AlemanhaNão está mais disponívelModelos mais novos estão disponíveis pela empresa, oferecendo taxas de gravação mais altas.
OriginProOriginLab, Northampton, MA, EUAOriginPro 17Usado para visualizar e analisar traços de olhos, cabeça e cadeiras.
Estatística SPSSIBM, Chicago, IL, EUAEstatísticas SPSS 28Utilizado para as análises estatísticas

Referências

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  1. Land, M. Eye movements in man and other animals. Vision Res. 162, 1-7 (2019).
  2. Wibble, T., Pansell, T., Grillner, S., Pérez-Fernández, J. Conserved subcortical processing in visuo-vestibular gaze control. NatComm. 13 (1), 4699(2022).
  3. Wibble, T., Pansell, T.

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