Использование айтрекинга для оценки относительной важности визуального и вестибулярного ввода для обработки подкорковых движений в плоскости крена

Мы изучаем, как движения глаз отражают функцию мозга. Цель — разработать более совершенные методы диагностики и лечения неврологических заболеваний, понимая, как зрение, равновесие и восприятие движений взаимодействуют. Мы разработали метод, количественно оценивающий зрительный и вестибулярный вклад в восприятие движений на подкорковому уровне, показывая, как сотрясение мозга может привести к визуальному головокружению через повышенную чувствительность к движению.

Мы изучим, как движения глаз затягивают прогрессирование заболевания и реакцию на лечение при неврологических расстройствах. В настоящее время мы изучаем, как гальваническая суперкортикальная стимуляция может уменьшить укачивание и способствовать стабильности взгляда. Для начала надёжно посадите испытуемого на назначенное кресло для всех испытаний.

Регулируйте положение кресла, чтобы обеспечить стабильность и комфорт, а также снизить риск нежелательных движений головой или проскальзывания маски. Используя ремни с крюком и петлями, надевайте и закрепляйте трекер глаз, установленный на голове, чтобы минимизировать движение головы. Убедитесь, что камеры с трекером глаз имеют чёткий и беспрепятственный обзор глаз объекта во всех движениях.

Измените высоту точки вращения с учётом индивидуальных различий в высоте. Затем отрегулируйте точку вращения механических саней так, чтобы ось вращения всего тела была установлена между глазами испытуемого. Надёжно закрепите трекер на голове объекта.

Выберите визуальную сцену с высоким контрастом, состоящую из разбросанных линий или точек, центрированных вокруг точки фиксации. Расположите точку фиксации так, чтобы она выровнялась прямо перед глазами объекта, как вертикально, так и горизонтально. Уберите все отвлекающие источники света в комнате, чтобы визуальная сцена была единственным источником освещения.

Используйте экран, достаточно большой, чтобы заполнить всё поле зрения объекта. Инструктировать субъекта держать взгляд на центральной части на протяжении всего процесса. Затем запустите программу для отслеживания глаз и головы и покажите статическую визуальную сцену в течение 10 секунд, прежде чем начать движение.

За одну-две секунды до начала движения попросите объекта держать глаза широко открытыми. Начните визуальное движение, повернув сцену до фиксированной амплитуды при заданном ускорении. Убедитесь, что комната полностью тёмная, чтобы убрать любые визуальные ориентиры.

Закрепите объект в механизированных санях, чтобы минимизировать нежелательные движения головы или тела. Сообщите субъекту, что суд вот-вот начнётся. Затем запустите программное обеспечение для отслеживания глаз и головы, позволяя пройти десятисекундный интервал перед началом движения.

За одну-две секунды до начала движения попросите подопытного держать глаза широко открытыми. Активируйте механические сани для выполнения вращения головы с той же амплитудой и ускорением, что и визуальная стимуляция. Используйте программное обеспечение для отслеживания глаз для анализа записанных видео с отслеживанием взгляда и извлечения кручильных, вертикальных и горизонтальных движений глаз.

Настройте и откалибруйте функцию отслеживания ученика в соответствии с требованиями системы. Для анализа крутильного отклика выберите две точки отсчёта с отличительными топографическими особенностями по обе стороны зрачка для каждого глаза, что обеспечивает точное сопоставление шаблонов. Запустите аналитическую программу, чтобы генерировать позиционные данные со временем и экспортировать все данные о движении глаз в отдельный файл.

Теперь оцифровывайте входные данные из системы отслеживания глаз, включая движения глаз, положение головы и движение стула. Визуально проверьте импортированные данные для каждого испытания, чтобы проанализировать торсионные, вертикальные и горизонтальные положения глаз со временем, а также положение головы в плоскости крена. Затем подтвердите стабильный исходный уровень и ожидаемые реакции на движение по всем потокам данных.

Для анализа медленных фаз вручную обведите каждую торсионную медленную фазу, чтобы исключить оставшиеся смешивающие данные. Оцените время ударов нистагма, отмечая начало каждой быстрой фазы и подсчитывая общее количество быстрых фаз на каждом пробном и испытуемом. Включайте все медленные фазы из каждого исследования и субъекта для обеспечения репрезентативных высокоэффективных статистических данных.

Для оценки сенсорного вклада разделите среднюю медленную фазовую скорость каждого участника из экспериментов только с визуальным и только вестибулярным на усреднённую скорость в видено-вестибулярных испытаниях, усредненной по условию ускорения. Во всех условиях стимуляции висуо-вестибулярные испытания показали самые высокие крутильные медленные фазовые скорости, тогда как визуальные испытания — самые низкие, валидирующие аддитивную мультисенсорную интеграцию. Крутильная скорость систематически увеличивалась с увеличением ускорения стимула во всех модальностях, демонстрируя чувствительность, зависящую от ускорения.

Пациенты демонстрировали значительно более высокие крутильные медленные фазовые скорости по сравнению с контролями как при визуальной, так и визуо-вестибулярной стимуляции, но не в исследованиях только с вестибулярной стимуляцией. Прирост стимула глаз был наивысшим во время визуо-вестибулярных исследований, умеренным — только при вестибулярной стимуляции, и самым низким — при визуальной стимуляции, что подтверждает чувствительность отслеживания, специфическая по модальности. Анализ относительного вклада показал, что вестибулярный вход стабильно перевешивает визуальный вход на всех уровнях ускорения, при этом разница увеличивается при более высоких ускорениях.

По сравнению с контрольной группой, у пациентов наблюдался сниженный вклад вестибулярной нагрузки и увеличение зрительного вклада, что свидетельствует о изменении сенсорного веса после сотрясения. Частота ударов при нистагме не различалась между группами или методами, но у пациентов в визуальных исследованиях наблюдалось более раннее начало ударов, особенно при более высоких ускорениях.