Registrar eficientemente la coordinación ojo-mano al espectro de incoordinación
Summary
Lesión cerebral puede dañar los sistemas del motor oculares y somáticos. Caracterización de la lesión posterior al control del motor permite biomarcadores que ayudan en la detección de enfermedades, monitoreo y pronóstico. Se revisa un método para medir el control de movimiento de ojo-mano en salud y patológica falta de coordinación, con paradigmas de mirar-y-alcance para evaluar la coordinación entre ojo y mano.
Abstract
El análisis objetivo de los movimientos de ojo tiene una historia importante y durante mucho tiempo ha demostrado ser una herramienta de investigación importante en la configuración de la lesión cerebral. Grabaciones cuantitativas tienen una fuerte capacidad a la pantalla de diagnóstico. Exámenes simultáneos del ojo y los movimientos de la extremidad superior dirigidos hacia objetivos funcionales compartidos (por ejemplo, coordinación ojo-mano) servir como un camino cargado de biomarcadores robusto adicional para capturar e interrogar a lesiones neurales, incluyendo daño cerebral adquirido (ABI ). Mientras que la cuantitativas grabaciones de doble unidad de efectos en 3-d permitir amplias posibilidades dentro de las investigaciones motor ocular-manual en el ajuste de ABI, la viabilidad de tales grabaciones duales de ojo y la mano es un reto en valores patológicos, particularmente Cuando se acercó con el rigor de la investigación. Aquí se describe la integración de un sistema de seguimiento con un sistema diseñado principalmente para que la investigación de control de miembro para el estudio de un comportamiento natural de seguimiento de movimiento de ojo. El protocolo permite la investigación de las tareas de coordinación ojo-mano (3D) tridimensional, sin restricciones. Más específicamente, se revisa un método para evaluar la coordinación ojo-mano en tareas visualmente guiadas de sacudida para alcanzar en sujetos con accidente cerebrovascular crónico arteria cerebral media (MCA) y compararlos con controles sanos. Se presta especial atención a las propiedades del sistema específico de seguimiento de ojo y de miembro con el fin de obtener datos de alta fidelidad de la lesión de los participantes. Frecuencia de muestreo, precisión, rango de movimiento de la cabeza permitida dado tolerancia prevista y la viabilidad del uso de varias de las propiedades críticas consideradas al seleccionar un perseguidor del ojo y un enfoque. El perseguidor de la extremidad se seleccionaron con base en una rúbrica similar pero incluye la necesidad de 3-d grabación, interacción dinámica y una huella física miniaturizada. Los datos cuantitativos por este método y el general enfoque cuando ejecuta correctamente tiene un tremendo potencial para más refinan nuestra comprensión mecanicista de control óculo-manual y ayudar a informar a posibles intervenciones diagnóstico y pragmáticas dentro de la práctica neurológica y de rehabilitación.
Introduction
Un elemento crítico de la función neurológica es coordinación ojo-mano o la integración de sistemas motor oculares y manual para la planificación y ejecución de función combinada hacia un objetivo común, por ejemplo, una mirada, alcanzar y agarrar de la televisión de control remota. Muchas tareas útiles dependen de acciones visualmente dirigidas, como alcanzar, agarrar, manipulación de objetos y herramientas, que dependen de los movimientos de ojo y mano temporal y espacial acoplados. Lesiones cerebrales adquiridas (ABI) causan trastornos funcionales del miembro, sino también la disfunción ocular; más recientemente, también hay pruebas que señalan a la disfunción de de coordinación ojo-mano1. Programas de control de motor de coordinación ojo-mano son susceptibles a insultar en lesiones neurológicas de etiologías vasculares, traumáticas y degenerativas. Estos insultos pueden provocar una ruptura entre las relaciones indispensables para el control de motor integrado y rápido2,3,4,5,6. Muchos estudios sobre la motricidad manual han terminado y han aprovechado orientación visual como pilar central del paradigma sin un método o protocolo para analizar los movimientos de los ojos al mismo tiempo.
En ABI, déficits motor visibles a menudo se detectan durante el examen clínico de cabecera. Sin embargo, deficiencias motoras oculares concurrentes y complejos problemas que implica la integración de los sistemas sensoriales y motor pueden ser subclínica y requieren de grabación objetivo sea identificado7,8,9, 10,11,12,13,14,15,16. Coordinación motora ocular manual depende de una red cerebral grande e interconectada, resaltando la necesidad de un estudio detallado. Una evaluación de coordinación ojo-mano con grabaciones de objetivo duales ofrece la oportunidad de análisis función cognitiva y motor en varias poblaciones, incluyendo controles sanos y sujetos con antecedentes de lesión cerebral, proporcionando así una visión cerebral circuito y función3.
Mientras que los movimientos sacádicos son balísticos necesitan de movimientos que pueden variar en amplitud dependiendo de la tarea, los estudios han demostrado las dependencias entre movimiento saccade y de la mano durante acción visualmente guiada17,18,19, 20. de hecho, experimentos recientes han demostrado que los sistemas de control para ambos movimientos comparten planificación recursos21,22. El motor de planificación de centro de coordinación ojo-mano se encuentra en la corteza parietal posterior. En un golpe, hay conocidos déficits en el control del motor; han demostrado los pacientes hemiparéticos para generar predicciones inexactas dadas un conjunto de comandos neurales, cuando le pide que realice movimientos de la mano guiada visualmente, utilizando ya sea el más afectado (contralateral) o menos afectadas del miembro (ipsolateral)23 ,24,25,26,27,28,29. Además, coordinación ojo-mano y programas relacionados con el control del motor son susceptibles a insultar después de lesiones neurológicas, las relaciones, la disociación temporal y espacial, entre efectores30. Objetivo de control de ojo y mano son fundamentales para caracterizar la incoordinación o grado de deficiencia de coordinación y mejora la comprensión científica del mecanismo de control motor de la ojo-mano en un contexto funcional.
Aunque hay muchos estudios de coordinación ojo-mano en controles sanos31,de17,32,33,34, nuestro grupo ha avanzado el campo por nuestra configuración de lesión neurológica, de ejemplo durante la evaluación de los circuitos de movimiento, han investigado la organización espacial y temporal de los movimientos de la mano, a menudo en respuesta a objetivos espaciales mostrados visualmente. Estudios que se han expandido la caracterización objetiva al ojo y la mano se han centrado casi exclusivamente en la capacidad de rendimiento para grabar que ambos efectores del post- movimiento o en contextos patológicos; el protocolo descrito permite caracterización robusto de control motor ocular y manual en los movimientos espontáneos y naturales. Aquí describimos la técnica en una investigación de los movimientos de sacudida para alcanzar visualmente guiada en sujetos con accidente cerebrovascular crónico arteria cerebral media (MCA) en comparación con controles sanos. Para la grabación simultánea de sacudida y alcance, empleamos ojo concurrente y seguimiento de movimiento de mano.
Protocol
Representative Results
Discussion
La llegada de ojo y mano, sistemas de seguimiento como herramientas para explorar objetivamente las características de los sistemas motor ocular-manual ha acelerado estudios de investigación, lo que permite una matizada grabación acercamiento para una tarea esencial en las actividades cotidianas, coordinación ojo-mano. Muchas de las tareas de dependiente de la acción naturales son guiados visualmente y dependen de la visión como una entrada sensorial primaria. La mirada está programada a través de comandos motor …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nos gustaría agradecer al Dr. Tamara Bushnik y el equipo de investigación de Rusk NYULMC sus pensamientos, sugerencias y contribuciones. Esta investigación fue apoyada por 5K 12 HD001097 (J-RR, MSL y PR).
Materials
| 27.0" Dell LED-Lit monitor | Dell | S2716DG | QHD resolution (2560 x 1440) |
| ASUS ROG G750JM 17-Inch | AsusTek Computer Inc | ||
| Eye Link II | SR-Research | 500 Hz binocular eye monitoring 0.01 º RMS resolutions |
|
| Matlab | MathWorks | ||
| Polhemus MicroSensor 1.8 | Polhemus | 240 Hz, 0.08 cm accuracy |
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