VisualEyes: Um sistema de software modular para Experimentação Oculomotor

O objetivo geral deste procedimento é permitir que um experimentador gere uma série de estímulos visuais usando o sistema visual do olho para conduzir um estudo ocular-motor. Primeiro, o sistema de olho visual precisa ser calibrado convertendo valores de pixel em graus usando alvos medidos. O segundo passo é definir as posições inicial e final dos estímulos oculares esquerdo e direito, salvando os estímulos em uma biblioteca antes da sessão experimental.

E, finalmente, o monitor de movimento ocular é colocado no sujeito e o roteiro experimental é executado para registrar as respostas do movimento ocular. Em última análise, podem ser obtidos resultados que mostram traços de posição e velocidade dos movimentos oculares. A principal vantagem dessa técnica sobre os métodos existentes, como software proprietário, é que o operador compõe quaisquer estímulos visuais para conduzir qualquer tipo de experimento motor ocular.

Demonstrando este procedimento está um estudante de doutorado em Kim do meu laboratório. Qualquer tipo de monitor de movimento ocular pode ser usado para este sistema. Nesta demonstração, um sistema de rastreamento de limbo e um sistema de movimento ocular de monitoramento de vídeo serão usados para movimentos de rastreamento em tandem, como perseguição psicótica ou suave.

Um único computador pode ser usado para a exibição visual para estudar movimentos oculares opostos, como virgens ou a interação de virgens com movimentos da versão tandem. É necessário um escopo haplo com dois monitores de computador para exibição visual. A primeira calibração é necessária para converter um conjunto de métricas em outro, porque os movimentos oculares são normalmente indicados em graus de rotação.

Enquanto os monitores de computador usam valores de pixel, pode-se usar trigonometria para calcular onde colocar os alvos físicos para calibrar as exibições visuais. Por exemplo, se o estímulo na tela do computador se alinha com um alvo físico de dois graus, esse valor de pixel corresponde a um estímulo de dois graus. Para calibrar o sistema, o operador precisa abrir o arquivo pixel para degree dot vei dentro do diretório de visualização.

Primeiro, defina o monitor a ser calibrado usando o campo de modo de alongamento. Digite o número um para o monitor do olho esquerdo e o número dois para o monitor do olho direito. Em seguida, execute o programa e mova o estímulo da linha verde até que a linha verde seja sobreposta ao alvo físico.

Agora insira a posição conhecida do alvo físico em graus e pressione o botão salvar. Em seguida, clique na linha verde. O grau e o valor do pixel serão mostrados no visor no canto inferior esquerdo, e o operador deve coletar um mínimo de três pontos de calibração.

Depois de salvar todos os pontos de calibração, abra o arquivo de saída D two P Excel no diretório visualizado. Para obter os pontos de calibração. Plote os pontos de calibração para obter uma equação de regressão linear.

Use a equação para calcular a posição inicial e final do estímulo visual. O operador deseja programar em valores de pixel. Um exemplo da curva de calibração do olho esquerdo e do olho direito obtido usando cinco pontos de calibração para um estímulo virgem é mostrado aqui.

Repita as duas etapas anteriores para o outro monitor se o estímulo exigir um monitor adicional. Primeiro, o operador precisa definir a posição inicial e final do estímulo do olho esquerdo e direito antes do experimento. Para fazer isso, abra um novo arquivo de texto e, na primeira linha, defina os valores iniciais de tempo e posição.

Quatro parâmetros precisam ser definidos, o tempo, a posição horizontal, a posição vertical e a rotação, cada um separado por uma guia. Da mesma forma, defina os quatro parâmetros finais, o tempo final, a posição horizontal, a posição vertical e a rotação do estímulo. Salve o estímulo no diretório visualizado como um arquivo dot vii de nome de estímulo e repita esta etapa para qualquer outro estímulo I.

Em seguida, o movimento do estímulo pode ser generalizado em dois tipos de movimento. Um passo abrupto ou uma rampa contínua. Um degrau permite que o estímulo se mova abruptamente ou salte da posição inicial para a posição final.

O operador deve observar que a mudança no tempo deve ser de 0,001 segundos para um estímulo de degrau. Um exemplo de um passo psicótico, rampa de perseguição suave, passo virgem e rampa virgem são mostrados na tabela um. Para estímulos, você pode ter um único estímulo, como um passo ou uma sequência de tarefas visuais, como vários passos.

Agora, salve os dois arquivos de estímulo na biblioteca de estímulos. Observe que há várias configurações padrão no diretório visualizado. A primeira linha é a porcentagem da tela dentro da direção horizontal.

A segunda linha é a porcentagem da tela na direção vertical. A terceira é a imagem de fundo e a quarta é a imagem de primeiro plano ou de destino. A quinta linha indica que o computador deve funcionar no modo independente.

A sexta linha significa qual monitor é usado. A sétima linha é a proporção dos monitores. O resto das linhas são os diferentes tipos de estímulos que o operador pode usar em uma sessão experimental.

Agora, abra o monitor de estímulo do olho esquerdo e o estímulo do olho direito. Monitore arquivos do diretório visualizado. Esses dois arquivos contêm os estímulos da biblioteca para o olho esquerdo e o olho direito, respectivamente.

Na última linha, escreva o nome do arquivo do estímulo que foi definido. O número do perfil refere-se à linha correspondente ao nome do arquivo de estímulo. Por exemplo, aqui o número do perfil do estímulo é oito.

Pode-se repetir as etapas anteriores para criar quantos estímulos forem necessários para um experimento. Em seguida, o script para o protocolo experimental pode ser escrito. Primeiro, abra um arquivo de texto para digitar os comandos do protocolo experimental e salve esse arquivo no diretório visualizado como um nome de script vs arquivo.

Este será o arquivo de script a partir do qual o sistema de visualização lerá e executará comandos. As funções visualizadas têm argumentos de entrada e saída. Esta tabela exibe todas as funções no software visualizado que podem ser usadas quando o arquivo temporário dot lwf não está definido.

Durante a execução desta função, o software não armazenará nenhum dado de entrada para digitalização. As strings de saída da função do arquivo de log ou o buffer de entrada definido a partir do teste EXP no arquivo de texto de saída no diretório visualizado. Quando o experimento for concluído, certifique-se de alterar o nome do arquivo de texto de saída para outro nome.

Caso contrário, os dados serão substituídos durante o próximo experimento. A função de peso do gatilho espera que o sujeito aperte o botão de gatilho para iniciar o teste experimental indicado como teste de exp na tela e digitalizar os dados. Este é o canal 12 na placa de aquisição digital que está esperando o sinal mudar de um alto digital para baixo.

Finalmente, a função de atraso aleatório gera um atraso aleatório para evitar a previsão ou antecipação do próximo estímulo, e a função MSD de onda calcula a média e o desvio padrão dos dados. Antes de iniciar um experimento, o sujeito deve fornecer consentimento informado e por escrito aprovado pelo conselho de revisão institucional. O experimento deve ser explicado em detalhes antes que um sujeito possa concordar em participar.

Diferentes monitores de movimento ocular, como o sistema de imagem de vídeo de reflexão da córnea, o sistema de rastreamento de limbo ou a bobina de busca da esclera, podem ser usados para coletar e registrar os movimentos oculares. Aqui vamos demonstrar um sistema de rastreamento de limbo. Em seguida, ajuste o monitor de movimento ocular para capturar os atributos anatômicos do olho, como o limbo ou o reflexo da pupila e da córnea, dependendo do monitor de movimento ocular usado.

Uma vez que o monitor de movimento ocular esteja devidamente ajustado no sujeito, valide se o monitor de movimento ocular está capturando os movimentos oculares, pedindo ao sujeito que faça movimentos psicóticos de um lado para o outro ou para dentro e para fora chamados de movimentos virgens. Abra o programa Read script dot vei no diretório visualizado no canto superior direito, digite o nome do arquivo de script de protocolo experimental criado anteriormente. Em seguida, execute o script de leitura do programa dot vei pressionando o botão de seta no canto superior esquerdo.

Em seguida, dê ao sujeito o botão de gatilho e explique que, quando o botão for pressionado, a coleta de dados começará. Outro arquivo VEI de aquisição aparecerá automaticamente na tela, que plotará os dados recebidos. Os dados são amostrados a 500 hertz.

Quando o experimento for concluído, o script de leitura dot bei será interrompido automaticamente neste momento. Vá para o diretório visualizado e encontre o arquivo de texto. Renomeie o arquivo.

Caso contrário, na próxima vez que o operador executar o experimento, o arquivo de dados será substituído. Quando o experimento estiver concluído, os dados poderão ser analisados usando diferentes pacotes de software, incluindo latência MATLAB ou Excel. A velocidade ou amplitude de pico pode ser de interesse, dependendo do estudo.

Um exemplo de um código de análise MATLAB é fornecido no diretório visualizado para plotar códigos SEC, degraus virgens e rampas virgens. Aqui vemos exemplos do conjunto de movimentos oculares que podem ser registrados usando o sistema visualizado. Nessas tramas, vemos movimentos psicóticos típicos de 10 graus, também chamados de Proseccos.

Nossa pesquisa usa o grau de rotação. Os movimentos oculares podem ser calibrados em unidades de graus, ângulos de metro ou dioptrias de prisma. Cada traço representa um movimento ocular individual onde na posição superior do gráfico é denotado em graus em função do tempo.

O gráfico inferior é a velocidade plotada em graus por segundo em função do tempo. Antis cos são mostrados aqui. Estas são respostas psicóticas.

Quando o sujeito é instruído a fazer um segundo na direção oposta do estímulo visual, as respostas da virgem são de quatro graus. Os passos podem ser vistos aqui e as respostas da virgem a estímulos de rampa de cinco graus por segundo são mostradas aqui. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de calibrar o sistema antes de o sujeito vir para um estudo.

Dê instruções adequadas ao assunto e certifique-se de que o monitor de movimento ocular esteja ajustado corretamente para o assunto. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como programar usando a linguagem de script visualizada para construir seus próprios estímulos visuais para estudar uma ampla gama de experimentos motores oculares. A pesquisa motora ocular se beneficia de uma base de pesquisa sólida porque pode fornecer informações sobre o cérebro normal e disfuncional.