안구 추적을 통해 비탈증 파킨아 병 환자에서 눈 운동 매개 변수와 인지 기능 사이의 관계를 특성화
Summary
여기에서, 우리는 비 demented 파킨슨 병 환자에 있는 눈 운동 매개변수 그리고 인식 기능 사이 관계를 공부하는 프로토콜을 제시합니다. 이 실험은 아이 트래커를 사용하여 시각적 검색 작업의 수정 진폭과 고정 기간을 측정했습니다. 다중 도메인 인지 작업의 성능과의 상관 관계는 이후에 측정되었습니다.
Abstract
인지 장애는 예후에 영향을 미치는 파킨슨 병의 일반적인 현상입니다. 파킨슨 병에서 인지 기능의 간단하고 비침습적이며 객관적인 프록시 측정은 조기 인지 기능 저하를 감지하는 데 도움이 될 것입니다. 생리학적 메트릭으로, 눈 운동 매개 변수는 피사체의 속성과 지능에 의해 혼동되지 않으며 인지 기능과 상관 관계가있는 경우 프록시 마커로 작동 할 수 있습니다. 이를 위해, 이 연구는 여러 도메인의 인지 테스트에서 눈 운동 매개 변수와 성능 사이의 관계를 탐구했다. 실험에서는 아이트래킹이 포함된 시각적 검색 태스크가 설정되어 있으며, 여기서 피험자는 컴퓨터 화면에 무작위로 흩어져 있는 알파벳 배열에 포함된 숫자를 찾아달라는 요청을 받았습니다. 숫자와 알파벳의 차이는 눈 운동 매개 변수에 대한 인지 능력의 혼란스러운 영향을 최소화할 수 있도록 과도한 작업입니다. 시각적 검색 작업 중에 평균 수정 진폭 및 고정 기간이 캡처되고 계산되었습니다. 인지 평가 배터리는 정면 집행 기능, 주의, 구두 및 시각 기억의 영역을 다루었습니다. 그것은 장기간된 고정 기간 구두 유창에 가난한 성능과 관련 된 것으로 나타났습니다., 시각 및 구두 메모리, 파 킨 슨 병에 인지 기능에 대 한 프록시 마커로 눈 운동 매개 변수의 사용에 추가 탐구를 허용 환자. 실험 패러다임은 파킨슨 병 환자의 우리의 그룹에서 매우 견딜 수 있는 것으로 밝혀졌으며 유사한 연구 질문에 대한 다른 질병 주체에 transdiagnostically 적용 될 수 있습니다.
Introduction
파킨슨 병은 고전적으로 운동 장애입니다. 아직, 질병은 또한 인지 적자와 연관되고, 치매로 진행은 일반적인1입니다. 파킨슨 병의 인지 장애의 병리생리학은 잘 이해되지 않습니다. 그것은 브라크의 발판에 따라 피질 영역에서 알파 synuclein 증착에 관련 된 것으로 생각된다 2. 또한 도파민성 및 해 계통의 변성의 이중 증후군이 예후 적암시와 다른 인지 적자로 이어진다는 것을 제안했다3. 더 많은 연구는 더 파 킨 슨 병에 인지 장애에 관련 된 정확한 메커니즘을 해명 하는 데 필요한. 임상적인 양상에, 인지 장애의 존재는 예후4,5에중대한 영향을 미칩니다. 따라서 임상 실습에서 인지 기능의 평가는 필수적입니다. 그러나, 긴 인지 평가는 환자의 정신 및 운동 조건에 의해 제한됩니다. 따라서, 인지 기능에 대한 질병의 부담을 반영할 수 있는 비침습적이고 간단한 측정이 필요하다.
눈 운동 이상은 그것의 초기 단계6에서파킨슨 병의 검출 가능한 표시를 넓게 기술됩니다, 그러나 병리생리학은 인지 손상의 그것 보다는 더 적은 잘 특성화됩니다. 눈 운동의 생성은 시각적 감각 입력의 변형을 통해, 얽힌 피질 및 피질 네트워크에 의해 하위, 효과7에대한 뇌간에서 의 oculomotor 핵에 신호로. 이 네트워크에 있는 파킨슨 병 병리의 관련은 관찰 가능한 눈 운동 이상으로 이끌어 낼 수 있습니다. 눈 운동과 인지 기능의 제어를 제어하는 신경 해부학 구조의 아마도 중복이있다. 더욱이, 다른 신경 퇴행성 질환에서 saccadic 눈 운동과 인지 기능 사이의 관계를 검토 하는 연구 되었습니다8. 이러한 근거에, 그것은 파 킨 슨 병에 인지 기능의 프록시 마커로 눈 운동 매개 변수의 사용을 탐구 하는 가치가 있다. 한 단면 연구9 감소 saccadic 진폭 및 더 긴 고정 기간 파 킨 슨 병에 글로벌 인지 장애의 심각도와 관련 된 것으로 나타났습니다. 그러나, 눈 운동 매개 변수와 특정 인지 도메인 사이의 상관 관계에 대한 데이터의 부족이있다. 일반적인 인지 상태가 아닌 특정 인지 영역의 측정의 중요성과 필요성은 개별 인지 도메인이 파킨슨 병3에서 차등 예후 정보를 알려주고 그에 의해 하위에 해당한다는 것입니다. 신경망이 다를 수 있습니다. 이 연구의 목적은 눈 운동 메트릭과 다른 인지 기능 사이의 특정 관계를 탐구하는 것입니다. 이것은 아이 트래킹 기술을 사용하여 파킨슨 병의 인지 기능 저하의 바이오 마커의 개발이 구축 될 수있는 기반을 구축하는 첫 번째 단계입니다.
제시된 실험 패러다임은 인지 평가와 아이트래킹 작업의 2가지 주요 부분으로 구성됩니다. 인지 평가 배터리는 주의력과 작업 기억, 집행 기능, 언어, 구두 기억 및 visuospatial 기능을 포함한 다양한 인지 기능을 포괄합니다. 이들 5개의 인지 영역의 선택은 파킨슨병의 경도 인지 장애에 대한 운동 장애 사회 태스크 포스가이드라인(10)에기초하며, 평가를 구축하기 위해 국부적으로 이용 가능한 인지 테스트 세트를 선택했습니다. 배터리. 파킨슨 병 인식에 대한 이전의 유사한 아이 트래킹 연구에서언급 한 9,저자는 피험자가 시각적 인지 작업에 종사하는 동안 눈 운동 매개 변수를 추출했으며, 여기서 매개 변수는 잠재적으로 과목의 인지 능력. 이 연구는 눈 운동 매개 변수와 다른 인지 영역 사이의 상관 관계를 평가하기 위한 것으로, 눈 매개 변수에 대한 인지 능력의 잠재적 혼란 효과를 해결해야 합니다. 이와 관련하여, 알츠하이머 병에 대한 또 다른 아이트래킹 연구에서 적응된 시각적 검색태스크(11)는피험자의 눈 운동 파라미터를 포착하기 위해 사용되었다. 작업 하는 동안, 과목 여러 알파벳 산만 중 컴퓨터 화면에 단일 숫자를 검색 했다. 이 작업은 파킨 아 병에서 널리 설명되는 saccadic 눈 운동 및 시각적 고정의 대체 사용을 유도할 것입니다. 숫자와 알파벳의 식별 과분화는 인지 기능에 대한 수요가 최소한이며, 따라서이 연구의 연구 질문에 대답하기에 적합할 수 있는 과도한 작업입니다. 컴퓨터 프로그램은 뢰슬러 외11에의해 명시된 사양과 디자인을 기반으로 개발되었다. 아이 트래커의 내장 소프트웨어 내에서 실행되는 원래의 연구에서. 아이트래킹 데이터의 분류 및 분석을 위한 사내 알고리즘도 이 연구를 위해 개발되었습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
위에 제시된 프로토콜은 파킨슨 병에서 인지 기능에 대한 대리 마커로서 눈 운동 매개 변수의 잠재적 인 임상 적 유용성을 탐구하는 종방향 연구의 첫 번째 부분으로 설계되었습니다. 이 연구에서는 자기 주도의 사카데, 반사사케이드, 안티사케이드25,26,27과 같은 고전적인 아이트래킹 패러다임을 조사하는 연구가 있었지만, 눈을 측정…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 원고에 대한 그의 조언에 하비 헝 박사에게 감사드립니다.
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 |
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