Enregistrer efficacement la Coordination oculo-manuelle au spectre de l’Incoordination
Summary
Lésion cérébrale peut endommager les systèmes moteurs somatiques et oculaires. Caractérisation de blessure après contrôle moteur conduit aux biomarqueurs d’aider à la détection de la maladie, la surveillance et pronostic. Nous passons en revue une méthode pour mesurer le contrôle des mouvements oculo-manuelle en santé et en incoordination pathologique, avec regard-et-atteignent des paradigmes d’évaluer la coordination entre le œil et la main.
Abstract
L’analyse objective des mouvements des yeux a une histoire importante et a été depuis longtemps prouvé d’être un outil de recherche important dans le cadre de lésions cérébrales. Enregistrements quantitatives ont une forte capacité à écran diagnostique. Des examens simultanés de le œil et les mouvements du membre supérieur dirigés vers des objectifs fonctionnels communs (par exemple, la coordination oeil-main) servent un chemin de biomarqueur chargées robuste supplémentaire pour capturer et interroger les blessures neurales, incluant une lésion cérébrale acquise (ABI ). Tandis que quantitatives dual-effecteur enregistrements en 3-d s’offrir de nombreuses possibilités dans les enquêtes moteurs oculaire-manuel dans le cadre des ABI, la faisabilité de ces enregistrements en doubles pour les yeux et la main est difficile dans des contextes pathologiques, en particulier Quand s’est approché avec la rigueur de la recherche de qualité. Ici, nous décrivons l’intégration d’une système oculométrique avec un système destiné à la recherche de contrôle membre d’étudier un comportement naturel de suivi de mouvement. Le protocole permet l’étude des tâches de coordination oculo-manuelle sans restriction, en trois dimensions (3D). Plus précisément, nous passons en revue une méthode pour évaluer la coordination oculo-manuelle dans les tâches visuellement guidées de saccade à atteindre chez les sujets atteints de maladies chroniques artère cérébrale moyenne (MCA) et comparez-les aux témoins sains. Une attention particulière est accordée aux propriétés spécifique et membre-oculométrie système afin d’obtenir des données de haute fidélité d’après lésion de participants. Taux d’échantillonnage, de précision, de mouvement tête admissible plage de tolérance prévue ainsi que la faisabilité d’utilisation ont plusieurs propriétés critiques a examiné lors de la sélection un traqueur d’oeil ainsi qu’une approche. Le traqueur de membre a été sélectionné une rubrique similaire mais comprenait la nécessité pour la 3-d enregistrement, interaction dynamique et une empreinte physique miniaturisée. Les données quantitatives fournies par cette méthode et le global approche lorsqu’il est exécuté correctement possède un énorme potentiel pour mieux affiner notre compréhension mécaniste du contrôle oculo-manuelle et contribuer à éclairer les interventions diagnostiques et pragmatiques possibles dans la pratique neurologique et de réadaptation.
Introduction
Un élément essentiel de la fonction neurologique est coordination oculo-manuelle ou l’intégration des systèmes moteurs oculaires et manuels pour la planification et l’exécution d’une fonction combinée vers un objectif commun, par exemple, un coup d’oeil, atteindre et saisir de la télécommande de télévision. Nombreuses tâches tenace dépendent des actions visuellement guidées, comme atteignant, préhension, manipulation d’objets et outil utiliser, quel charnière sur les mouvements oculaires et main temporellement et spatialement couplés. Provoquent des lésions cérébrales acquises (ABI) non seulement les dysfonctionnement membre, mais aussi les troubles oculaires ; plus récemment, il semble également pointant sur le dysfonctionnement de coordination oculo-manuelle1. Les programmes de contrôle moteur de coordination oculo-manuelle sont susceptibles d’insulter des blessures neurologiques d’étiologies vasculaires, traumatiques et dégénératives. Ces insultes peuvent provoquer une rupture entre une des relations indispensables nécessaires pour le contrôle moteur intégré et rapide2,3,4,5,6. De nombreuses études sur la motricité manuelle sont terminées et ont entraîné un guidage visuel comme un pilier de base du paradigme sans une méthode ou un protocole permettant d’analyser simultanément les mouvements des yeux.
Dans ABI, déficits moteurs visibles sont souvent détectés lors de l’examen clinique chevet. Cependant, déficiences moteurs oculaires simultanées et déficiences complexes impliquant l’intégration des systèmes sensoriels et moteurs peuvent être subcliniques et nécessitent un enregistrement objectif pour être identifié7,8,9, 10,11,12,13,14,15,16. Coordination motrice oculaire-manuel dépend d’un réseau cérébral grand et interconnecté, soulignant la nécessité d’une étude détaillée. Une évaluation de coordination oeil-main avec doubles objectifs enregistrements offre la possibilité de doser la fonction motrices et cognitive chez plusieurs populations, y compris les témoins sains et les sujets ayant des antécédents de traumatisme crânien, donnant ainsi un aperçu en circuits et la fonction cérébrale3.
Tandis que les saccades sont balistiques besoin de mouvements qui peuvent varier en amplitude selon la tâche, ont démontré les dépendances entre les mouvements de saccade et de la main au cours de l’action visuellement guidées17,18,19, 20. en effet, des expériences récentes ont démontré que les systèmes de contrôle pour les deux mouvements partagent planification ressources21,22. Le moteur de planification hub pour la coordination oeil-main se trouve dans le cortex pariétal postérieur. Dans un accident vasculaire cérébral, il y a des déficits connus dans contrôle moteur ; les patients hémiparétiques auraient dû être divulgués pour produire des prévisions inexactes, étant données un ensemble de commandes neuronales, lorsqu’invités à effectuer des mouvements de la main visuellement guidées, en utilisant soit les plus touchés (controlatéral) ou moins (ipsilatéral) branche23 ,24,25,26,27,28,29. En outre, coordination oculo-manuelle et programmes connexes de contrôle moteur sont susceptibles d’être insulter suite à des lésions neurologiques, découplage des relations, temporellement et spatialement, entre effecteurs30. Objectives enregistrements de contrôle de le œil et la main sont primordiaux pour caractériser l’incoordination ou le degré de déficience de la coordination et améliore la compréhension scientifique du mécanisme de commande de moteur oeil-main dans un contexte fonctionnel.
Il existe de nombreuses études de coordination oculo-manuelle en témoins sains17,31,32,33,34, notre groupe a avancé le champ de notre cadre de lésion neurologique, pour instance au cours de l’évaluation des circuits de course, ont étudié l’organisation spatiale et temporelle des mouvements de la main, souvent en réaction aux cibles spatiales visuellement affichés. Les études qui ont élargi la caractérisation objective à le œil et la main ont porté presque exclusivement sur la capacité de performance pour enregistrer que les deux effecteurs après accident vasculaire cérébral ou dans des contextes pathologiques ; le protocole décrit permet la caractérisation robuste de la motricité oculaire et manuelle dans les mouvements naturels et sans contrainte. Nous décrivons ici la technique lors d’une enquête des mouvements de saccade à atteindre visuellement guidée chez les sujets atteints de maladies chroniques artère cérébrale moyenne (MCA) par rapport aux témoins sains. Pour l’enregistrement simultané de saccade et d’accessibilité, nous employons des yeux simultanée et suivi de mouvement de main.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’avènement de le œil et la main des systèmes de suivi comme les outils disponibles pour étudier objectivement les caractéristiques des systèmes moteurs oculaire-manuel a accéléré les études de recherche, ce qui permet un nuancé enregistrement approche pour une tâche essentielle dans les activités quotidiennes – coordination oeil-main. De nombreuses tâches d’action dépendante naturels sont guidés visuellement et dépendent de la vision comme une entrée sensorielle primaire. Regard est programmé pa…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous tenons à remercier le Dr Tamara Bushnik et l’équipe de recherche de Rusk NYULMC pour leurs idées, suggestions et contributions. Cette recherche a été financée par 5K 12 HD001097 (à J-RR, MSL et 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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