使用六自由度运动平台估计前庭知觉阈值

本稿件使用的所有数据均在参与者知情同意后记录，并符合伯尔尼大学人文科学学院的伦理批准 [2020-04-00004]。 1. 材料 为了估计前庭感知阈值，请确保可以使用运动平台或旋转椅。 确保存在用于编程运动曲线和连接运动平台的控制软件。注意：本研究使用了PlatformCommander15，16，用于连接运动平台的开源软件包。PlatformCommander允许定义正弦加速度曲线，通常用于估计前庭阈值。 确保存在用于注册参与者响应的响应设备（例如游戏控制器）。 运动平台产生的噪声与运动强度相关。参与者可以将这种听觉噪音用作估计前庭感知阈值期间的额外、意外的信息来源。为了掩盖平台的声音，请在每次试验期间通过降噪耳机 向 参与者呈现白噪声。 蒙住参与者的眼睛，以消除视觉运动线索的影响。 决定使用哪种估计算法并定义相应的参数。如果使用阶梯方法，请定义起点、步长、最新和终止规则。如果用户不知道选择什么值，请执行先导测量或查阅文献。默认值由联机提供的示例脚本提供 （https://gitlab.com/dr_e/2022-jovedemo）。注意：起点定义了第一次试验中平台的峰值速度。通过先导测试或查阅阈值文献来确定合适的起始速度（有关偏航阈值，请参阅Grabherr等人5）。步长描述了试验之间的强度变化程度。最新规则描述了是否以及如何根据参与者的反应改变刺激强度。在前庭区域，三下/一上楼梯手术很常见。这意味着强度在连续三个正确答案后降低，但在每个错误答案后增加。终止标准通常由固定次数的试验或强度逆转的次数来定义。强度逆转是反应在一个或多个强度降低后导致强度增加的试验，反之亦然。提供的脚本跟踪反转，终止过程，并自动计算最终阈值。 确定需要估计阈值的频率。在演示中，使用了 1 Hz。注意：通常研究0.1至5 Hz之间的频率的前庭阈值，并且已知阈值随着刺激频率的增加而降低3。 确定需要估计阈值的运动类型。在演示中，执行偏航旋转。注意：可以估计平移和轮换的阈值。阈值最常估计为三个主轴（鼻枕、耳间、头部垂直）及其周围的旋转（滚动、俯仰、偏航）。提供的脚本一次仅估计一个定义的运动（方向、频率）。但是，为了估计多个阈值，可以使用相同或不同的运动参数（方向、频率、旋转轴）重新运行脚本。 通过培训开始每个阈值估计程序，让参与者熟悉任务。为此，请使用在线提供的脚本“threshold-training.jl”（请参阅步骤 1.6）。注意：训练脚本呈现一系列超阈值运动刺激。测试脚本自动控制估计过程，处理楼梯算法更新、激励强度、运动刺激的呈现、每个运动刺激期间听觉白噪声的呈现，以及所有相关数据的记录。在培训期间，确保参与者了解任务并在出现不确定性时提供指导。 2. 说明 向参与者解释实验程序并获得知情同意。 将参与者坐在安装在运动平台上的椅子上。 使用安全带固定参与者。 向参与者提供响应按钮，并解释如何将键分配给响应。 蒙住参与者的眼睛。将耳机放在参与者的头上。 应用适当的头部固定。 使用主开关、电池开关和控制器开关打开运动平台。 确保平台周围的区域畅通无阻，并且在测试期间没有人可以接近移动平台。 通过在命令行中键入 julia threshold-training.jl 来启动训练过程脚本。 告知参与者有关运动平台的参与情况。 通过检查服务器软件（平台指挥官）的GUI中显示的状态，确保会话的成功初始化。成功初始化后，状态显示将从 会话未进行 切换到 短序列。它还将显示连接的客户端的 IP 地址和初始化会话的时间。如果会话在几秒钟后未成功初始化，请检查客户端和服务器之间的网络连接。确保运动平台已打开且控制器已连接。 确保参与者理解任务，指出参与者的错误（例如，当他们按下错误的按钮时），并回答参与者可能遇到的潜在问题。 通知参与者培训过程已完成，估计过程即将开始。 通过在命令行中键入 julia threshold-test.jl 来启动估计过程脚本。 监督全自动估算程序，直到达到终止标准。 根据设计，使用不同的刺激重复从步骤2.13开始的过程或终止该过程。 停放运动平台。 取下头固定装置、耳机、眼罩和按钮，让参与者下降。 向参与者汇报该程序，并询问他们的经验，以改进进一步的实验。注意：该过程可以随时暂停，然后重新启动，最好不要在阈值估计阶段（步骤2.15-2.17）。