Оценка вестибулярных порогов восприятия с помощью платформы движения с шестью степенями свободы

Представленный протокол позволяет достоверно и эффективно оценить вестибулярные перцептивные пороги. Протокол подходит для оценки пороговых значений вдоль и вокруг произвольных осей и может применяться для всех соответствующих частот стимулов (например, 0,1-5 Гц). Хотя мы представляем данные с использованием стандартной процедуры адаптивной лестницы «три вниз/один вверх», протокол также может быть использован для других, более эффективных процедур оценки 12, включая подходы^{фиксированной} интенсивности, преобразованные/взвешенные вверх/вниз или байесовские (например, Quest¹⁸). Исчерпывающее обсуждение доступных алгоритмов выходит за рамки представленной рукописи, но отличное сравнение теории, моделирования и фактических данных можно найти в другом месте¹⁹. Эффективные процедуры оценки имеют большое значение в клиническом контексте, где время ограничено, а исследования по более быстрым оценкам в настоящее время проводятся^19,20.

Перспективной областью исследований является идентификация конкретных профилей движения и других клинически значимых параметров, таких как баланс ^2,21. Это направление исследований важно, поскольку оно дает рекомендации о том, какие оси и частоты наиболее предсказуемы для клинически значимого поведения и событий, таких как риск падения, тем самым уменьшая пространство поиска в клиническом контексте.

Как только оборудование и программное обеспечение доступны и работают по назначению, два фактора имеют решающее значение для надежной оценки порога. Во-первых, экспериментатор должен убедиться, что участник понимает задачу и сохраняет бдительность на протяжении всей процедуры. Для большинства стимулов (например, для всех переводов) инструкции ясны и просты в исполнении. Однако для поворотов тангажа и крена инструкция отвечать влево или вправо может быть неоднозначной, особенно когда ось вращения расположена на уровне головы. В этих случаях части тела выше осей вращения (например, голова) вращаются в противоположном направлении, чем части тела ниже осей вращения (например, ноги). Термины «левый/правый» могут быть неоднозначными, и было бы полезно попросить участников классифицировать движения по часовой стрелке или против часовой стрелки. Важно объяснить и попрактиковаться в том, как участник должен оценивать стимулы движения. Достаточное количество тестовых испытаний особенно важно, когда исследуются пациенты или пожилые люди.

Во-вторых, важно выбрать достаточное количество испытаний вокруг порога. Мы рекомендуем адаптивный критерий прекращения в виде числа разворотов интенсивности вместо фиксированного числа испытаний, которое использовалось другими ^7,22. Кроме того, использование заранее определенного количества испытаний может стать неэффективным и несет риск того, что лестница не сойдется, когда интенсивность старта слишком далека от порога. Как правило, пилотные эксперименты необходимы для выбора разумных начальных интенсивностей и критериев окончания.

Лестничные алгоритмы направлены на оценку одной точки на психометрической функции^23,24. Поэтому они предоставляют ограниченную информацию, поскольку смещения ответа и наклон психометрической функции не могут быть выведены из предполагаемого порога. Если такие параметры представляют интерес, фиксированные интенсивности могут быть использованы для выборки в течение большего интервала, что позволяет соответствовать психометрической функции. Хотя такая процедура занимает более много времени, она позволяет проводить более сложные анализы, которые могут дать ценную информацию^14,25. В качестве альтернативы могут быть использованы адаптивные алгоритмы оценки уклона¹³.

Важным аспектом в оценке порогов вестибулярного восприятия является минимизация сигналов от других сенсорных систем. Чтобы достичь этого, шум, создаваемый платформой, обычно маскируется белым шумом. Минимизация проприоцептивных или тактильных сигналов является более сложной задачей¹ и может быть достигнута только частично, потому что ускорение требует силы, действующей на тело, что неизбежно вызовет экстравестибулярную стимуляцию. Однако подушки часто используются для уменьшения тактильных и проприоцептивных сигналов. Аналогичным образом, фиксация головы необходима для обеспечения постоянной ориентации вестибулярных органов относительно движения и для обеспечения того, чтобы профиль движения, выполняемый головой, был таким же, как и профиль движения платформы, без какой-либо фильтрации телом, которая происходит в условиях неограниченного движения²⁶.

На данный момент времени вестибулярные пороги восприятия преимущественно используются в фундаментальных исследованиях. Исследования показали, что вестибулярные пороги увеличиваются с^{возрастом 27,28}, и они зависят от направления^20,28 и частоты движения ^5,29. Совсем недавно перцептивные пороги были использованы для документирования первых доказательств перцептивного обучения в вестибулярной области¹⁴.

Исследования, сравнивающие пациентов с вестибулярными расстройствами со здоровыми контрольными группами, показали измененные вестибулярные пороги восприятия в соответствии с их патологией. Например, пороги были повышены у пациентов с вестибулярной недостаточностью 29,30,31, а тенденция к снижению порогов или даже гиперчувствительности была показана у пациентов с вестибулярной мигренью ^31,32. Эти исследования подразумевают потенциал для клинического применения, и в недавнем обзоре⁴ обсуждалась применимость и полезность вестибулярных порогов восприятия в клиническом диагнозе. Одним из важных аспектов является то, что пороги восприятия добавляют уникальные свойства в набор инструментов врача. Стандартные процедуры (HIT, VEMP, калорийное орошение) используют прямые пути от вестибулярных конечных органов к мышцам глаз или шейки матки. Тем самым они не предлагают возможности исследования информационной цепочки до неокортекса. Оценка вестибулярных перцептивных порогов, с другой стороны, включает когнитивные процессы, позволяющие проверить вестибулярную систему под другим углом, что может быть особенно интересно в контексте стойкого постурально-перцептивного головокружения (PPPD). Недостатком представленной процедуры является ее неспособность обнаруживать асимметрии направления, о чем сообщалось^{другими 33}.

Вестибулярные перцептивные пороги также представляют интерес для оценки и мониторинга (терапевтических) вмешательств. Многие исследования используют риск падения в качестве конечной точки при оценке эффективности лечения. Однако, поскольку была продемонстрирована корреляция между вестибулярными порогами вокруг оси крена и риском падения² и производительностью во время выполнения задач^{баланса 34} , пороговые значения могут быть использованы в качестве более надежной зависимой переменной, например, для оценки результата³⁵ или оптимальной конфигурации вестибулярных имплантатов.