Summary

Visualeyes: ein modulares Softwaresystem für oculomotorius Experimentieren

Published: March 25, 2011
doi:

Summary

Neuronale Steuerung und kognitive Prozesse durch Augenbewegungen untersucht werden. Die Visualeyes Software ermöglicht es dem Bediener, Reize auf zwei Computer-Bildschirme unabhängig voneinander mit Hilfe eines einfachen, benutzerdefinierten Skriptsprache programmieren. Das System kann Tandemaugenbewegungen (Sakkaden und glatten Streben) oder gegenüberliegende Augenbewegungen (Konvergenz) oder eine beliebige Kombination stimulieren.

Abstract

Augenbewegungsstudien haben ein starkes Fundament bildet ein Verständnis, wie das Gehirn visuelle Informationen übernimmt sowohl in der normalen und dysfunktionale Gehirn zur Verfügung gestellt. 1 jedoch Entwicklung einer Plattform zur Förderung und Speicherung von Augenbewegungen können erhebliche Programmierung, Zeit und Kosten zu verlangen. Viele Systeme bieten nicht die Flexibilität, um zahlreiche Stimuli für eine Vielzahl von experimentellen Anforderungen programmieren. Allerdings hat die Visualeyes-System eine flexible Architektur, sodass der Bediener jede Vorder- und Hintergrundreiz Programm ein oder zwei Bildschirme für Tandem- oder entgegenAugenBewegungen wählen und stimulieren das linke und rechte Auge unabhängig. Dieses System kann die Programmierung der Entwicklungszeit benötigt, um ein Augenbewegungsstudie deutlich zu reduzieren. 1) die Augenbewegungserfassungseinrichtung, um die Augenbewegung Antworten erhalten, 2) die Visual Software in LabView geschrieben, um eine Reihe von Stimuli zu erzeugen: der Visual Systems wird in drei Teilen erläutertund speichern Antworten als Textdateien und 3) Offline-Datenanalyse. Einem Limbus-Tracking-System, eine Sklera Suchspule oder einem Videobild-System: Die Augenbewegungen können durch verschiedene Arten von Instrumenten, wie aufgezeichnet. Typische Augenbewegung Reize wie Sakkaden Schritten gier Rampen und konvergente Schritte mit den entsprechenden Antworten angezeigt. In diesem Video-Bericht zeigen wir die Flexibilität eines Systems zahlreiche visuelle Reize und Rekordaugenbewegungen, die von Grundlagenforschern und Klinikern genutzt werden kann, gesunde sowie klinischen Populationen zu untersuchen, um zu erstellen.

Protocol

Ein Überblick über die wichtigsten Elemente erforderlich, um einen Augenbewegungs Experiment durchzuführen ist in Abbildung 1 dargestellt Jeder Block in dem Ablaufdiagramm wird unten im Detail diskutiert werden. 1. INSTRUMENTATION SET-UP: Jede Art von Augenbewegung Monitor kann für dieses System verwendet werden. Wir werden eine Infrarot-Limbus-Tracking und ein Videoüberwachungssystem zu demonstrieren. Bei Tandem-Tracking-Bewegungen wie Sakkaden oder glatten Streben…

Discussion

Kritische Schritte:

Augenbewegungen überwacht muss ordnungsgemäß auf dem Thema angepasst werden. Zum Beispiel arbeiten die Augenbewegung Aufzeichnung Monitore in einem Bereich und muss auf das Thema eingestellt werden. Wenn die Augenbewegung des Patienten geht über den Bereich, dann wird das System gesättigt. Nach Sättigung, ist die Augenbewegung Signal nicht gültig. Die Kalibrierung ist auch kritisch in Augenbewegungsaufzeichnung. Alle Augenbewegungen überwacht messen ein analoges Sign…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde teilweise durch eine CAREER Award von der National Science Foundation (BES-0.447.713), und aus einem Zuschuss von Essilor International unterstützt.

References

  1. Leigh, R. J., Zee, D. S. . The Neurology of Eye Movements. , (2006).
  2. Pruehsner, W. R., Enderle, J. D. The operating version of the Eye Tracker, a system to measure saccadic eye movements. Biomed Sci Instrum. 38, 113-118 (2002).
  3. Pruehsner, W. R., Liebler, C. M., Rodriguez-Campos, F., Enderle, J. D. The Eye Tracker System–a system to measure and record saccadic eye movements. Biomed Sci Instrum. 39, 208-213 (2003).
  4. Rufa, A. Video-based eye tracking: our experience with Advanced Stimuli Design for Eye Tracking software. Ann N Y Acad Sci. 1039, 575-579 (2005).
  5. Cornelissen, F. W., Peters, E. M., Palmer, J. The Eyelink Toolbox: eye tracking with MATLAB and the Psychophysics Toolbox. Behav Res Methods Instrum Comput. 34, 613-617 (2002).
  6. Han, S. J., Guo, Y., Granger-Donetti, B., Vicci, V. R., Alvarez, T. L. Quantification of heterophoria and phoria adaptation using an automated objective system compared to clinical methods. Ophthalmic Physiol Opt. 30, 95-107 (2010).
  7. Kim, E. H., Granger-Donetti, B., Vicci, V. R., Alvarez, T. L. The Relationship between Phoria and the Ratio of Convergence Peak Velocity to Divergence Peak Velocity. Invest Ophthalmol Vis Sci. , (2010).
  8. Lee, Y. Y., Granger-Donetti, B., Chang, C., Alvarez, T. L. Sustained convergence induced changes in phoria and divergence dynamics. Vision Res. 49, 2960-2972 (2009).
  9. Maruta, J., Suh, M., Niogi, S. N., Mukherjee, P., Ghajar, J. Visual tracking synchronization as a metric for concussion screening. J Head Trauma Rehabil. 25, 293-305 (2010).
  10. Osanai, R., Kinoshita, M., Hirose, K. Eye movement disorders in myotonic dystrophy type 1. Acta Otolaryngol Suppl. , 78-84 (2007).
  11. Kaufman, L. D., Pratt, J., Levine, B., Black, S. E. Antisaccades: a probe into the dorsolateral prefrontal cortex in Alzheimer’s disease. A critical review. J Alzheimers Dis. 19, 781-793 (2010).
  12. Hannula, D. E. Use of Eye Movement Monitoring to Examine Item and Relational Memory in Schizophrenia. Biol Psychiatry. , (2010).
  13. Schubert, M. C., Zee, D. S. Saccade and vestibular ocular motor adaptation. Restor Neurol Neurosci. 28, 9-18 (2010).
  14. Noudoost, B., Chang, M. H., Steinmetz, N. A., Moore, T. Top-down control of visual attention. Curr Opin Neurobiol. 20, 183-190 (2010).
  15. Herwig, A., Beisert, M., Schneider, W. X. On the spatial interaction of visual working memory and attention: evidence for a global effect from memory-guided saccades. J Vis. 10, (2010).
  16. McDowell, J. E., Dyckman, K. A., Austin, B. P., Clementz, B. A. Neurophysiology and neuroanatomy of reflexive and volitional saccades: evidence from studies of humans. Brain Cogn. 68, 255-270 (2008).

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Cite This Article
Guo, Y., Kim, E. H., Alvarez, T. L. VisualEyes: A Modular Software System for Oculomotor Experimentation. J. Vis. Exp. (49), e2530, doi:10.3791/2530 (2011).

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