A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לחקור את הקשר בין הפרמטרים תנועה העין פונקציות קוגניטיביות בחולי פרקינסון לא מטורף. הניסוי השתמש בגשש עיניים כדי למדוד את משרעת העצה ואת משך הקיבעון במשימת חיפוש חזותית. המתאם עם הביצועים במשימות קוגניטיביות מרובות תחומים נמדד לאחר מכן.

Abstract

ליקוי קוגניטיבי הוא תופעה נפוצה במחלת פרקינסון כי יש השלכות על הפרוגנוזה. פשוט, לא פולשני ואובייקטיבי מדידה של תפקוד קוגניטיבי במחלת פרקינסון יהיה מועיל באיתור ירידה קוגניטיבית מוקדם. כמדד פיזיולוגי, הפרמטר תנועה העין אינו מבולבל על ידי התכונות של הנושא ואינטליגנציה והוא יכול לתפקד כסמן proxy אם הוא תואם פונקציות קוגניטיביות. לשם כך, מחקר זה חקר את היחסים בין הפרמטרים תנועה העין ביצועים במבחנים קוגניטיביים בתחומים מרובים. בניסוי, משימת חיפוש חזותית עם מעקב העין הוגדרה, היכן הנבדקים התבקש לחפש מספר המוטבע במערך של אלפבית מפוזרים באופן אקראי על מסך המחשב. הבידול בין המספר לבין האלפבית הוא משימה מדעית, כגון ההשפעה הקונבית של היכולת הקוגניטיבית על הפרמטרים של תנועת העין הוא ממוזער. משרעת הסקדודית הממוצעת ומשך הקיבעון נלכדו וחושבו במהלך משימת החיפוש החזותית. סוללת הערכה קוגניטיבית מכוסה תחומים של פונקציות חזיתית-מנהלים, תשומת לב, זיכרון מילולי וחזותי. נמצא כי משך הקיבעון ממושך היה קשור ביצועים עניים בשטף מילולי, זיכרון חזותי ומילולי, ומאפשר חקירה נוספת על השימוש של התנועה העין פרמטרים כמו סמנים proxy עבור תפקוד קוגניטיבי במחלת פרקינסון חולים. הפרדיגמה הניסיונית נמצאה נסבל מאוד בקבוצה שלנו של חולי פרקינסון וניתן להחיל מאבחן ליישויות מחלות אחרות עבור שאלות מחקר דומה.

Introduction

מחלת פרקינסון היא הפרעת מנוע קלאסי; עם זאת, המחלה קשורה גם לחסרונות קוגניטיביים, והתקדמות לתוך דמנציה היא נפוצה¹. הפתופסולוגיה של פגיעה קוגניטיבית במחלת פרקינסון אינה מובנת היטב. הוא נחשב להיות קשור אלפא-סירוס בתצהיר באזור הקורטיקלית מבוסס על ההיערכות של Braak². זה הוצע גם כי תסמונת כפול של ניוון של הדואמנרכולינרגיות ומערכת cholinergic מוביל לחסרונות קוגניטיביים שונים עם משתמע התחזיות³. מחקר נוסף דרוש כדי להבהיר עוד יותר את המנגנונים המדויקים המעורבים בפגיעה קוגניטיבית במחלת פרקינסון. על ההיבט הקליני, הנוכחות של ליקוי קוגניטיבי יש השפעה משמעותית על פרוגנוזה^4,5. הערכה של תפקוד קוגניטיבי בפרקטיקה הקלינית היא, לכן, חיונית. עם זאת, הערכה קוגניטיבית ממושכת מוגבלת על ידי התנאים הנפשיים והמוטוריים של המטופלים. לכן, מדידה לא פולשנית ופשוטה שיכולה לשקף את העומס של המחלה על תפקוד קוגניטיבי נדרש.

החריגות תנועה העין הם מתוארים באופן נרחב סימנים של מחלת פרקינסון מן השלבים המוקדמים שלה⁶, אך הפתופסולוגיה הוא אפילו פחות מאופיין היטב מזו של ליקוי קוגניטיבי. הדור של תנועת העין הוא באמצעות טרנספורמציה של קלט חושי חזותי, משנה על ידי הרשת קליפת המוח שזורים והקורטיקלית, לתוך אותות הגרעין של התנועה המרה בראש גזע לתוצאה⁷. מעורבות הפתווגיות של מחלת פרקינסון ברשתות אלה עלולה לגרום לחריגות תנועה העין הנצפה. יש, אולי חופפים של מבנים נוירואנטומיים השולטים השליטה של תנועת העין ותפקוד קוגניטיבי. יתר על כן, היו מחקרים בוחנים את היחסים בין תנועת עין saccadic ותפקוד קוגניטיבי בהפרעות נוירוניווניות אחרים⁸. בטענה כזו, כדאי לחקור את השימוש בפרמטרים של תנועת העין כסמן proxy של פונקציות קוגניטיביות במחלת פרקינסון. אחד חתך המחקר⁹ הראה כי משרעת saccadic מופחתת משך הקיבעון ארוך היה קשור לחומרת ליקוי קוגניטיבי גלובלי במחלת פרקינסון. עם זאת, יש חוסר נתונים על הקורלציה בין פרמטרים תנועה העין ותחומים קוגניטיביים ספציפיים. המשמעות והצורך של מדידה של תחומים קוגניטיביים ספציפיים, ולא מדינה קוגניטיבית כללית, היא כי התחום הקוגניטיבי האישי מיידע מידע התחזיות הדיפרנציאלי מחלת פרקינסון³ והם subserved ימשו על ידי רשתות עצביות שונות. מטרת מחקר זה היא לחקור את היחסים הספציפיים בין מדדי תנועת העין ופונקציות קוגניטיביות שונות. זהו הצעד הראשון כדי להקים בסיס שבו התפתחות של בסמנים של ירידה קוגניטיבית מחלת פרקינסון באמצעות טכנולוגיית מעקב העין יכול להיבנות.

הפרדיגמה הניסיונית המוצגת מורכבת מ -2 חלקים עיקריים: ההערכה הקוגניטיבית ומשימת מעקב העין. הסוללה הערכה קוגניטיבית הקיפה מגוון של פונקציות קוגניטיביות, כולל תשומת לב וזיכרון עבודה, בפועל הפונקציה, שפה, זיכרון מילולי פונקציה ויזואומרחבית. הבחירה של אלה 5 תחומים קוגניטיביים מבוסס על האגודה הפרעת תנועה החברה כוח משימה הנחיות ליקוי קוגניטיבי מתון במחלת פרקינסון¹⁰, וכן קבוצה של מבחנים קוגניטיביים זמינים באופן מקומי נבחרו לבנות את ההערכה סוללה. במחקר הקודם עין דומה מחקר על קוגניציה מחלת פרקינסון שהוזכר⁹, המחבר החילוץ הפרמטרים תנועה העין בעוד הנושאים היו עוסקים במשימות קוגניטיביות חזותי, שבו הפרמטרים עשויים להיות מושפעים על ידי ה יכולת הקוגניטיבית של הנבדק. כמו מחקר זה נועד להעריך את הקורלציה בין הפרמטרים תנועה העין ותחומים קוגניטיביים שונים, ההשפעה הפוטנציאלית של יכולות קוגניטיביות על פרמטרי העין חייב להיות ממוען. בהקשר זה, משימה החיפוש החזותי, מותאם מחקר אחר מעקב אחר העין על מחלת אלצהיימר¹¹, היה מועסק ללכוד את הפרמטרים של תנועת העין של הנושאים. במהלך המשימה, הנבדקים היו צריכים לחפש מספר בודד על מסך מחשב בין מספר רב של אלפבית. משימה זו לעורר את השימוש החלופי של תנועת עיניים saccadic וקיבעון חזותי, העיוותים של אשר מתוארים באופן נרחב במחלת פרקינסון. הזיהוי והבידול של מספר ו-abc היא משימה מתומדת, שבה הביקוש לפונקציות קוגניטיביות הוא רק מינימלי ולכן, לפיכך, להיות מתאים לענות על שאלת המחקר של מחקר זה. תוכנית מחשב פותחה על בסיס המפרט והעיצוב כאמור על ידי רוסלר ואח ‘¹¹. במחקר המקורי שלהם להיות מופעל בתוך התוכנה בנויה של מכשיר המעקב שלנו עין. אלגוריתם בתוך הבית לסיווג וניתוח של נתוני מעקב העין פותחה גם עבור מחקר זה.

Protocol

פרויקט מחקר זה אושר על ידי האוניברסיטה הסינית המשותפת של הונג קונג-הטריטוריות החדשות המזרח אשכול מחקר קליני ועדת האתיקה (CREC Ref. No.: 2015.263). 1. גיוס משתתפים והערכת בסיסית לגייס מחלת פרקינסון חולים בגילאי פחות או שווה 70 מהמרפאה מומחה נוירולוגיה עם האבחנה שנעשתה על בסיס …

Representative Results

התוצאה המלאה של מחקר זה זמין בעיתון המקורי שפורסם23. נבדקים מחלת פרקינסון (n = 67) גויסו והשלימו את ההערכה. עם זאת, 5 המקרים לא הצליחו להשלים את משימת החיפוש החזותי כאשר הם לבשו עדשה מתקדמת שאינה תואמת לעוקב העין והנתונים שלהם נמחקו. הגיל הממוצע של הנושאים היה 58.9 שנים (SD = 7.5 שנים) עם ?…

Discussion

הפרוטוקול שהוצגו לעיל תוכנן כחלק הראשון של מחקר האורך בחקר השירות הקליני הפוטנציאלי של הפרמטרים תנועה העין כסמנים פונדקאית עבור פונקציות קוגניטיביות במחלת פרקינסון. בעוד יש מחקרים לבחון יותר העין הקלאסית מעקב תבניות כגון saccade המהיר, saccade רפלקסיבי, ו anti-saccade^25,26…

Materials

Computer	Intel
Computerized cognitive assessment tool	CANTAB	CANTAB Research Suite	Contains Pattern Recognition Memory, Spatial Span, and Stockings of Cambridge
Eye Movement Analyzer	Lab Viso Limited		https://github.com/lab-viso-limited/visual-search-analyzer
Eye tracker	Tobii	Tx300	23 inch computer screen with resolution of 1920×1080, Sampling rate at 300Hz
Hong Kong List Leanrning Test	Department of Psychology, The Chinese University of Hong Kong	The Hong Kong List Learning Test (HKLLT) 2nd Edition
Stroop test	Laboratory of Neuropsychology, The University of Hong Kong	Neuropsychological Measures: Normative Data for Chinese, Second Edition (Revised)
Tobii Studio	Tobii	Tobii Studio version 3.2.2	Computer programme for running the visual search task
Visual Search Task	Lab Viso Limited		https://www.labviso.com/#products