Les auteurs tiennent à remercier leurs collaborateurs sur des études qui emploient le suivi des mouvements oculaires de la mémoire, avec notamment grâce à Eyal Reingold, Jiye Shen, Neal J. Cohen, Robert R. Althoff, Deborah Hannula, et Dave Warren. Ce travail a été soutenu par en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC), le Programme des chaires de recherche du Canada et la Fondation canadienne pour l&#39;innovation (FCI).

Le matériel utilisé lors de l&#39;acquisition de données Eye Tracker L&#39;oculomètre utilisé dans le protocole actuel est un système de Eyelink II (SR Research Ltd, Mississauga, Ontario, Canada). Cette tête-monté, basé sur la vidéo oculomètre oeil enregistre la position en X, Y coordonnées trame à un taux d&#39;échantillonnage de 500 Hz soit ou 250, avec une résolution spatiale de &lt;0,1 °. Une caméra est utilisée pour surveiller la position tête en envoyant des marqueurs infrarouges pour des capteurs placés sur les quatre coins de l&#39;écran d&#39;affichage qui est perçu par les participants. Deux caméras supplémentaires sont montés sur le bandeau situé en dessous de chacun des yeux, et projecteurs à infrarouge sont utilisées pour noter les élèves et les reflets cornéens. La position des yeux peut être fondée sur l&#39;élève et les reflets cornéens, ou fondé sur le seul élève. L&#39;arceau rembourré de l&#39;eye tracker peut être réglé dans deux plans pour s&#39;adapter confortablement la tête de la taille d&#39;un participant adulte. La plupart des lunettes et des lentilles de contact peuvent être logés par l&#39;oculomètre. Informatique Deux ordinateurs sont utilisés pour soutenir l&#39;enregistrement des mouvements oculaires. Un ordinateur sert de l&#39;ordinateur d&#39;affichage, qui présente les écrans de calibrage, des instructions de tâches nécessaires et les images utilisées dans le paradigme expérimental pour les participants. L&#39;ordinateur affiche les détails des paramètres de collecte des données qui sont ensuite gouverné par l&#39;ordinateur hôte, deuxième. L&#39;ordinateur hôte calcule la position contempler en temps réel et enregistre les données des mouvements oculaires pour une analyse ultérieure, ainsi que toute appuyez sur le bouton du clavier ou des réponses faites au participant. Configuration des participants et des opérations de l&#39;eye tracker sont effectuées via le PC hôte. Logiciel Dans ce protocole, la date et l&#39;ordre par lequel les stimuli expérimentaux doivent être présentés aux participants, et la manière dont la position des yeux est d&#39;être recueilli par le PC hôte sont programmées à travers l&#39;expérience Builder, un logiciel spécialement développé par SR Research Ltd à l&#39;interface avec l&#39;ordinateur hôte oeil tracker. Toutefois, la présentation du stimulus peut également être réalisée par le biais d&#39;autres logiciels (par exemple, présentation, Systems neurocomportementales; Albany, Californie). Conversion des données sur les mouvements des yeux à une série d&#39;événements et de la fixation des saccades qui prennent du temps verrouillé pour la présentation du stimulus (ou un autre événement extérieur) est réalisé par l&#39;ordinateur hôte et peut être interrogé avec Data Viewer, un logiciel développé par SR Research Ltd , mais, là encore, d&#39;autres programmes peuvent être utilisées pour calculer les mesures nécessaires le mouvement des yeux. Ici, la détection de fixations et de saccades sont tributaires d&#39;un analyseur en ligne, qui sépare les échantillons bruts mouvements oculaires dans des états significatifs (saccades, clignote et fixations). Si la vitesse de deux échantillons successifs mouvements oculaires dépasse 22 degrés par seconde sur une distance de 0,1 °, les échantillons sont étiquetés comme une saccade. Si l&#39;élève est absent pour 3 échantillons ou plus, l&#39;activité oculaire est marqué comme un clin d&#39;œil dans le flux de données. Non-saccade et non blink-activité sont considérés comme fixations. Procédures de suivi des yeux. Ci-dessous, nous détaillons les procédures d&#39;obtention des enregistrements des mouvements oculaires pour chaque participant. <ol><li> Consentement. Avant l&#39;installation des participants, les participants sont présentés le bandeau eye tracker. L&#39;expérimentateur explique aux participants que les positions tête et des yeux sont surveillés par les caméras qui sont contenues dans le bandeau. </li><li> Pour un paradigme expérimental donné, les participants sont assis à une distance fixe de l&#39;écran afin de maintenir le même angle visuel tous les participants. </li><li> Configuration Camera Eye tracker. Le casque eye tracker est ajustée de telle sorte que le casque est bien ajusté et peu susceptible de se déplacer mais pas inconfortable autour de la tête. Le casque est encore ajustée pour que la tête de caméra peut envoyer un éclairage infrarouge pour les marqueurs externes sur le moniteur. Chacune des caméras yeux sont situés sur des tiges individuelles qui s&#39;étendent du casque qui permettent un ajustement dans tous les axes. Les caméras yeux sont placés juste en dessous et légèrement à l&#39;écart de chaque œil sans créer d&#39;obstruction du participant s de l&#39;écran d&#39;affichage (voir Figure 1). Les caméras sont concentrés pour obtenir une image claire et stable de l&#39;élève et les reflets cornéens. Panneaux d&#39;état sur l&#39;ordinateur hôte indiquer si les réflexions des élèves et la cornée sont en cours d&#39;acquisition. Le seuil d&#39;éclairement peut être ajustée pour obtenir l&#39;enregistrement le plus stable de l&#39;élève et les reflets cornéens. L&#39;expérimentateur choisit alors le paradigme expérimental approprié, et désigne un nom de fichier pour les enregistrements qui ont suivi le mouvement des yeux. <img src="/files/ftp_upload/2108/2108fig1.jpg" alt="Figure 1" /> Figure 1. Exemple d&#39;un head-mounted eye tracker basé sur la vidéo (à gauche) et l&#39;affichage et l&#39;hôte PC (à droite). Notez que leaffichage de l&#39;écran en face de la participante indique l&#39;emplacement de la pupille (point bleu avec des croix) et reflet cornéen (point jaune avec des croix) pour aider au réglage de la caméra. </li><li> Etalonnage. Pour obtenir des enregistrements précis de la position des yeux sur le moniteur d&#39;affichage, une procédure d&#39;étalonnage est initiée configuration de la caméra qui suit. Pendant la procédure d&#39;étalonnage, les participants sont priés de regarder une série d&#39;objectifs qui apparaissent à divers endroits sur l&#39;écran. Typiquement, neuf emplacements cibles sont utilisés, mais l&#39;étalonnage peut être réalisé avec aussi peu que trois endroits cibles. De ces neuf lieux enregistrés, la position de l&#39;œil à tout moment sur l&#39;écran peuvent être interpolées. </li><li> Validation. Après étalonnage, une procédure de validation est utilisée pour vérifier l&#39;exactitude de l&#39;enregistrement des mouvements oculaires. Les neuf mêmes endroits cibles sont fournis pour le participant à fixer, et la différence est calculée entre la position de fixation actuel et la position de fixation précédemment enregistré. Si la précision moyenne pour l&#39;enregistrement de la position d&#39;un (ou deux) yeux dépasse les niveaux acceptables (erreur moyenne &lt;0,5 ° et l&#39;erreur maximale de tout point de &lt;1,0 °), les procédures d&#39;étalonnage et de validation sont répétées. Suite à l&#39;acceptation des niveaux de précision, l&#39;expérimentateur peut déterminer si l&#39;enregistrement des mouvements oculaires doivent être monoculaire ou binoculaire. Dans le cas de l&#39;enregistrement monoculaire, l&#39;expérimentateur peut déterminer à partir de laquelle les données œil est d&#39;être enregistré, ou le PC hôte peut sélectionner automatiquement l&#39;œil avec la plus faible erreur moyenne et l&#39;erreur maximale inférieure. Pendant le calibrage et la validation peut se produire avec les mouvements de tête légère, il est avantageux d&#39;avoir des participants assis aussi immobile que possible. Les participants sont également ordonné de ne pas anticiper les endroits à venir de cibles, mais plutôt à déplacer et fixer délibérément sur les cibles que quand ils apparaissent et de rester fixé sur la cible jusqu&#39;à ce qu&#39;il disparaisse. </li><li> Paradigme expérimental. Instructions particulières à un paradigme donné sont présentées au participant (par exemple, &quot;S&#39;il vous plaît librement visualiser chacune des images ci-dessous.&quot;), Et l&#39;enregistrement des données est initiée pour la session. </li><li> Correction de la dérive. Avant le début de chaque stimulus expérimental, une correction de la dérive peut être effectuée par les participants ayant regarder une cible de fixation centrale tout en appuyant sur un bouton sur un joypad ou clavier pour accepter la position de fixation. Lorsque la correction de dérive est employé, un procès ne commencera pas tant que le participant fait une fixation sur le succès de la région de fixation centrale au sein · 2.0 de la cible centrale. Si le participant fait une fixation constamment supérieure à 2,0 °, le participant doit à nouveau subir les procédures d&#39;étalonnage et de validation. Toute différence inférieure à 2,0 ° entre la position des yeux enregistrée et la position de fixation initiale obtenue pendant les enregistrements de calibration / validation est ensuite noté que l&#39;erreur et comptabilisés dans les données. </li><li> Présentation du stimulus. La position des yeux, y compris les événements de fixation et de la saccade, est enregistré en suivant les procédures de correction de dérive pour chaque présentation du stimulus. L&#39;expérimentateur peut contrôler l&#39;exactitude des enregistrements en ligne via l&#39;inspection de l&#39;ordinateur hôte. </li><li> Après la session d&#39;enregistrement des mouvements oculaires, des mesures qui caractérisent les mouvements oculaires de balayage des modèles pour différents types d&#39;images (roman par exemple, répétée) peut être dérivée d&#39;une variété de logiciels, tels que l&#39;Observateur SR Research Ltd s de données. En outre, la visualisation à des régions spécifiques d&#39;un stimulus (par exemple, inaltéré, manipulé) peut être caractérisée par l&#39;analyse des mouvements oculaires à l&#39;égard de l&#39;expérimentateur tirés des régions d&#39;intérêt qui sont créés pour chaque image soit à la phase de programmation de paradigme ou après la collecte des données. </li><li> Les participants sont debriefing sur le but de l&#39;expérience à la fin de la session. </li></ol> Les résultats représentatifs Mesures multiples peuvent être dérivées à partir des enregistrements des mouvements oculaires, y compris des mesures qui décrivent l&#39;ensemble visualisation de l&#39;image (y compris les caractéristiques de chaque fixation / saccade), et des mesures qui décrivent le modèle de visualisation qui a été dirigé vers une région particulière d&#39;intérêt au sein une image 3. Mesures de visualisation globale d&#39;une image peuvent inclure (mais ne sont pas limités à): le nombre de fixations et le nombre de saccades apportées à l&#39;image, la durée moyenne de chaque fixation, et le montant total du temps d&#39;écoute qui a été dépensé fixation sur l&#39;image. Mesures qui décrivent le modèle de visualisation à une région particulière d&#39;intérêt peuvent inclure (mais ne sont pas limités à): le nombre de fixations faites à la région d&#39;intérêt, la quantité de temps passé dans une région d&#39;intérêt, et le nombre de transitions faite dans le / hors d&#39;une région d&#39;intérêt. En outre, des mesures peuvent être dérivées à partir des enregistrements des mouvements oculaires qui décrivent le moment par lequel (c&#39;est à dire, how début) un événement particulier, le mouvement des yeux a eu lieu, comme lorsque, après le début du stimulus, les yeux se rivent sur une région spécifique d&#39;intérêt, lorsque le premier est composé des saccades sur une image, et l&#39;entropie (contrainte / aléatoire) inhérents à la séquence de mouvements oculaires. Pour une image donnée, les mesures des mouvements oculaires peuvent détail où les yeux étaient fixés, quand et pour combien de temps. Pour obtenir un indice de la mémoire, nous pouvons donner aux téléspectateurs de différents types ou les montants de l&#39;exposition à des ensembles distincts d&#39;images, puis de comparer les habitudes d&#39;écoute à travers ces ensembles et tous les participants. Par exemple, pour sonder la mémoire de répétition d&#39;une image, des modèles de numérisation peut être comparée entre les images originales et les images qui ont été vu à plusieurs reprises pendant une session de test. Visualisation des images à plusieurs reprises au long d&#39;une session de test des résultats à une diminution de visualisation globale de l&#39;image 2, 4-5, 8. Ce peut être vu dans la figure 2. Dans ce résultat représentatif de Riggs et al 11, les participants ont vu des photos de visages roman fois dans chacun des cinq blocs d&#39;essais;. Avec une exposition croissante, il y avait une diminution de la quantité de fixations que les téléspectateurs font les visages. Pour sonder la mémoire pour les détails d&#39;une image particulière, les modèles de numérisation peut être comparée entre les images qui ont été maintes fois vu dans leur forme originale, sans modification (images répétées) et les images qui ont pareillement été vu à plusieurs reprises pendant une session de test, mais une modification a été introduit à un élément dans une scène pendant la dernière exposition (images manipulées). Dans de tels cas, les modèles de numérisation sont attirés différemment à la région qui a été modifié dans une image manipulée par rapport à la même région inaltérée d&#39;images répétées 2-3, 7-8. Cependant, ces indices mouvements oculaires de mémoire ne sont pas présents dans certaines populations, comme lorsque des adultes sains âgés et les patients atteints d&#39;amnésie due à des dommages lobe temporal sont évalués pour leur mémoire des relations spatiales entre les objets dans les scènes, comme indiqué dans la figure 3 2, 8. Par conséquent, les résultats de la surveillance des mouvements oculaires peuvent être utilisées pour la mémoire de contraste entre les groupes de participants avec différents état ​​neuropsychologique 2-3, 8-10. <img src="/files/ftp_upload/2108/2108fig2.jpg" alt="Figure 2" /> Figure 2. Les mouvements oculaires révèle la mémoire de répétition dans ce résultat représentatif de notre laboratoire [11], les participants ont vu des visages sur les 5 blocs d&#39;étude;. Que le nombre de visionnements augmenté (de 1-5), le nombre de fixations sur le visage baissé. <img src="/files/ftp_upload/2108/2108fig3.jpg" alt="Figure 3" /> Figure 3. Les mouvements oculaires révèlent la mémoire pour plus de détails changé. Les jeunes adultes [2 (expériences 1, 2), 8 (Condition visionnage gratuit)] a dirigé une plus grande proportion de leurs fixations oculaires total à une région critique dans une image manipulée qui a subi un changement à partir d&#39;un avant visualisation par rapport à quand la région n&#39;a pas subi un changement, comme dans le roman et les images répétées. Ces effets de mémoire étaient absents adultes en santé âgés [8 (Condition visionnage gratuit], et chez les patients amnésiques [2].

<ol>
	<li>Bradfield, A. L., Wells, G. L., Olsen, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+damaging+effect+of+confirming+feedback+on+the+relation+between+eyewitness+certainty+and+identification+accuracy.">The damaging effect of confirming feedback on the relation between eyewitness certainty and identification accuracy.</a> J. Appl. Psychol. 87 (1), 112-120 (2002).</li><li>Ryan, J. D., Althoff, R. R., Whitlow, S., Cohen, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amnesia+is+a+deficit+in+relational+memory.">Amnesia is a deficit in relational memory.</a> Psych. Sci. 11 (6), 454-461 (2000).</li><li>Ryan, J. D., Cohen, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+nature+of+change+detection+and+online+representations+of+scenes.">The nature of change detection and online representations of scenes.</a> J. Exp. Psych. Hum. Percept. Perfor. 30, 98-1015 (2004).</li><li>Althoff, R. R., Cohen, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eye-movement-based+memory+effect:+a+re-processing+effect+in+face+perception.">Eye-movement-based memory effect: a re-processing effect in face perception.</a> J. Exp. Psychol. Learn Mem. Cog. 25 (4), 997-1010 (1999).</li><li>Heisz, J. J., Shore, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=More+efficient+scanning+for+familiar+faces.">More efficient scanning for familiar faces.</a> J. Vis. 8 (1), 1-10 (2008).</li><li>Parker, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Picture+processing+during+recognition.">Picture processing during recognition.</a> J. Exp. Psych. Hum. Percept. Perfor. 4, 284-293 (1978).</li><li>Hollingworth, A., Williams, C. C., Henderson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=To+see+and+remember:+Visually+specific+information+is+retained+in+memory+from+previously+attended+objects+in+natural+scenes.">To see and remember: Visually specific information is retained in memory from previously attended objects in natural scenes.</a> Psychon Bull. Rev. 8, 761-768 (2001).</li><li>Ryan, J. D., Leung, G., Turk-Browne, N. B., Hasher, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+age-related+changes+in+inhibition+and+binding+using+eye+movement+monitoring.">Assessment of age-related changes in inhibition and binding using eye movement monitoring.</a> Psychol. Aging. 22 (2), 239-250 (2007).</li><li>Hannula, D. E., Ryan, J. D., Tranel, D., Cohen, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+onset+relational+memory+effects+are+evident+in+eye+movement+behavior,+but+not+in+hippocampal+amnesia.">Rapid onset relational memory effects are evident in eye movement behavior, but not in hippocampal amnesia.</a> J. Cog. Neuro. 19 (10), 1690-1705 (2007).</li><li>Bate, S., Haslam, C., Tree, J. J., Hodgson, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+of+an+eye+movement-based+memory+effect+in+congenital+prosopsagnosia.">Evidence of an eye movement-based memory effect in congenital prosopsagnosia.</a> Cortex. 44 (7), 806-819 (2008).</li><li>Riggs, L., McQuiggan, D., Chan, J., Anderson, A. K., Ryan, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emotion-+modulated+viewing+of+faces+by+association.">Emotion- modulated viewing of faces by association.</a> , .</li><li>Kramer, A. F., McCarley, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oculomotor+behaviour+as+a+reflection+of+attention+and+memory+processes:+Neural+mechanisms+and+applications+to+human+factors.">Oculomotor behaviour as a reflection of attention and memory processes: Neural mechanisms and applications to human factors.</a> Theor. Issues Ergon. Sci. 4 (1), 21-55 (2003).</li></ol>

Surveillance des mouvements des yeux est un moyen efficace, outil utile permettant d&#39;évaluer la fonction de mémoire dans une variété de populations. Ce protocole décrit l&#39;utilisation d&#39;un head-mounted eye tracker basé sur la vidéo, mais le protocole peut être facilement adapté à l&#39;utilisation de dispositifs de suivi à distance des yeux, comme traqueurs oeil à distance retirer la nécessité d&#39;un ajustement du casque et de simplifier les réglages caméra. Toutefois, avec un eye tracker à...

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		<th>Comment</th>
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<tr>
<td>Eye Tracker</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>SR Research Ltd.</td>
<td>Eyelink II</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Experimental Control Software</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>SR Research Ltd.</td>
<td>Experiment Builder</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Eye Movement Analysis Program</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>SR Research Ltd.</td>
<td>Data Viewer</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

eye movement monitoring of memory

Explicite (souvent verbales) des rapports sont habituellement utilisés pour étudier la mémoire (par exemple &quot;Dis-moi ce que vous vous souvenez de la personne que vous avez vu à la banque hier.&quot;), Mais ces rapports peuvent souvent pas être fiables ou sensibles aux biais de réponse<sup&gt; 1</sup&gt;, Et peut-être impossibles à obtenir dans certaines populations participant. Par ailleurs, des rapports explicites ne révèlent que lorsque l&#39;information a atteint la conscience et ne peut pas commenter sur le moment où les souvenirs ont été consultés au cours du traitement, indépendamment de savoir si l&#39;information est ensuite accessible d&#39;une manière consciente. Surveillance des mouvements des yeux (eye tracking) fournit un outil par lequel la mémoire peut être sondé, sans demander aux participants de commenter le contenu de leurs souvenirs, et l&#39;accès de ces mémoires peut être révélée en ligne<sup&gt; 2,3</sup&gt;. Trackers basés sur la vidéo yeux (soit monté sur la tête ou à distance) utiliser un système de caméras et de marqueurs infrarouges pour examiner la pupille et reflet cornéen dans chaque œil que le participant vues d&#39;un moniteur d&#39;affichage. Pour trackers yeux monté sur la tête, les marqueurs infrarouges sont également utilisés pour déterminer la position de la tête pour permettre les mouvements de tête et de localisation plus précise de la position de l&#39;œil. Ici, nous démontrons l&#39;utilisation d&#39;un système monté sur la tête eye tracking pour étudier les performances de la mémoire chez les adultes neurologiquement intact et neurologiquement réduite. Procédures de surveillance des yeux le mouvement commence par le placement de l&#39;eye tracker sur le participant, et la configuration de la tête et des yeux des caméras. Les procédures d&#39;étalonnage et de validation sont menées pour assurer l&#39;exactitude de l&#39;enregistrement la position des yeux. En temps réel les enregistrements de X, Y coordonner les positions sur l&#39;écran d&#39;affichage sont alors convertis et utilisés pour décrire des périodes de temps dans lequel l&#39;œil est statique (ie fixations) par rapport au mouvement (c.-à-saccades). Fixations et saccades sont de temps enfermés à l&#39;égard de l&#39;apparition / offset d&#39;un affichage visuel ou un autre événement extérieur (par exemple, appuyez sur le bouton). Les manipulations expérimentales sont construites afin d&#39;examiner comment et quand les modèles de fixations et de saccades sont modifiés par différents types d&#39;expérience préalable. L&#39;influence de la mémoire est révélé dans la mesure où la numérisation des modèles pour de nouvelles images diffèrent de l&#39;analyse des modèles pour les images qui ont été précédemment étudiées<sup&gt; 2, 4-5</sup&gt;. La mémoire peut également être interrogé pour sa spécificité: par exemple, mouvements oculaires qui diffèrent entre l&#39;identique et une version modifiée d&#39;une image précédemment étudiés révèlent le stockage des détails modifiés en mémoire<sup&gt; 2-3, 6-8</sup&gt;. Ces indices de mémoire peuvent être comparées entre les populations participant, fournissant ainsi un outil puissant qui permet d&#39;examiner l&#39;organisation de la mémoire chez les individus sains, et les changements spécifiques qui se produisent à la mémoire avec l&#39;insulte ou le déclin neurologique<sup&gt; 2-3, 8-10</sup&gt;.

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Eye Movement Monitoring of Memory

Surveillance des mouvements des yeux (ou eye tracking) révèle où dans l&#39;espace du regard s&#39;attarde, quand et pour combien de temps. Ici, nous montrons comment le suivi du regard peut être utilisée pour étudier l&#39;intégrité de la mémoire dans les populations de plusieurs participants, sans exiger des rapports verbaux, explicites ou non,.

Surveillance de la mémoire Eye Movement

Explicit (often verbal) reports are typically used to investigate memory (e.g. "Tell me what you remember about the person you saw at the bank ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

14.5K vues.  Rotman Research Institute. Surveillance des mouvements des yeux (ou eye tracking) révèle où dans l'espace du regard s'attarde, quand et pour combien de temps. Ici, nous montrons comment le suivi du regard peut être utilisée pour étudier l'intégrité de la mémoire dans les populations de plusieurs participants, sans exiger des rapports verbaux, explicites ou non,.

Vidéo: Eye Movement Monitoring of Memory

Brain Imaging Investigation of the Memory-Enhancing Effect of Emotion

Emotional events tend to be better remembered than non-emotional events1,2. One goal of cognitive and affective neuroscientists is 
to understand the neural mechanisms underlying this enhancing effect of emotion on memory. A method that has proven particularly influential in the 
investigation of the memory-enhancing effect of emotion is the so-called subsequent memory paradigm (SMP). This method was originally used to investigate the 
neural correlates of non-emotional memories3, and more recently we and others also applied it successfully to studies of emotional memory (reviewed in4, 5-7). 
Here, we describe a protocol that allows investigation of the neural correlates of the memory-enhancing effect of emotion using the SMP in conjunction with 
event-related functional magnetic resonance imaging (fMRI). An important feature of the SMP is that it allows separation of brain activity specifically 
associated with memory from more general activity associated with perception. Moreover, in the context of investigating the impact of emotional stimuli, 
SMP allows identification of brain regions whose activity is susceptible to emotional modulation of both general/perceptual and memory-specific processing. 
This protocol can be used in healthy subjects8-15, as well as in clinical patients where there are alterations in the neural correlates of emotion perception 
and biases in remembering emotional events, such as those suffering from depression and post-traumatic stress disorder (PTSD)16, 17.

We present a protocol that uses functional magnetic resonance imaging to investigate the neural correlates of the memory-enhancing effect of emotion. This protocol allows identification of brain activity specifically linked to memory-related processing, contrary to more general perceptual processing, and can be used with healthy and clinical populations.

Investigation d&#39;imagerie cérébrale de l&#39;effet de mémoire-Amélioration de l&#39;émotion

Emotional events tend to be better remembered than non-emotional events1,2. One goal of cognitive and affective neuroscientists is 
to understand the ...

Recherche

Neurosciences

Physiological, Morphological and Neurochemical Characterization of Neurons Modulated by Movement

The role of individual neurons and their function in neuronal circuits is fundamental to understanding the neuronal mechanisms of sensory and motor functions. Most investigations of sensorimotor mechanisms rely on either examination of neurons while an animal is static1,2 or record extracellular neuronal activity during a movement.3,4 While these studies have provided the fundamental background for sensorimotor function, they either do not evaluate functional information which occurs during a movement or are limited in their ability to fully characterize the anatomy, physiology and neurochemical phenotype of the neuron. A technique is shown here which allows extensive characterization of individual neurons during an in vivo movement. This technique can be used not only to study primary afferent neurons but also to characterize motoneurons and sensorimotor interneurons. Initially the response of a single neuron is recorded using electrophysiological methods during various movements of the mandible followed by determination of the receptive field for the neuron. A neuronal tracer is then intracellularly injected into the neuron and the brain is processed so that the neuron can be visualized with light, electron or confocal microscopy (Fig. 1). The detailed morphology of the characterized neuron is then reconstructed so that neuronal morphology can be correlated with the physiological response of the neuron (Figs. 2,3). In this communication important key details and tips for successful implementation of this technique are provided. Valuable additional information can be determined for the neuron under study by combining this method with other techniques. Retrograde neuronal labeling can be used to determine neurons with which the labeled neuron synapses; thus allowing detailed determination of neuronal circuitry. Immunocytochemistry can be combined with this method to examine neurotransmitters within the labeled neuron and to determine the chemical phenotypes of neurons with which the labeled neuron synapses. The labeled neuron can also be processed for electron microscopy to determine the ultrastructural features and microcircuitry of the labeled neuron. Overall this technique is a powerful method to thoroughly characterize neurons during in vivo movement thus allowing substantial insight into the role of the neuron in sensorimotor function.

A technique is described to quantify the in vivo physiological response of mammalian neurons during movement and correlate the physiology of the neuron with neuronal morphology, neurochemical phenotype and synaptic microcircuitry.

Physiologiques, caractérisation morphologique et neurochimiques des neurones modulée par le Mouvement

The role of individual neurons and their function in neuronal circuits is fundamental to understanding the neuronal mechanisms of sensory and motor ...

Coherence between Brain Cortical Function and Neurocognitive Performance during Changed Gravity Conditions

Previous studies of cognitive, mental and/or motor processes during short-, medium- and long-term weightlessness have only been descriptive in nature, and focused on psychological aspects. Until now, objective observation of neurophysiological parameters has not been carried out - undoubtedly because the technical and methodological means have not been available -, investigations into the neurophysiological effects of weightlessness are in their infancy (Schneider et al. 2008).
While imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and magnetic resonance imaging (MRI) would be hardly applicable in space, the non-invasive near-infrared spectroscopy (NIRS) technique represents a method of mapping hemodynamic processes in the brain in real time that is both relatively inexpensive and that can be employed even under extreme conditions. The combination with electroencephalography (EEG) opens up the possibility of following the electrocortical processes under changing gravity conditions with a finer temporal resolution as well as with deeper localization, for instance with electrotomography (LORETA).
Previous studies showed an increase of beta frequency activity under normal gravity conditions and a decrease under weightlessness conditions during a parabolic flight (Schneider et al. 2008a+b). Tilt studies revealed different changes in brain function, which let suggest, that changes in parabolic flight might reflect emotional processes rather than hemodynamic changes. However, it is still unclear whether these are effects of changed gravity or hemodynamic changes within the brain. Combining EEG/LORETA and NIRS should for the first time make it possible to map the effect of weightlessness and reduced gravity on both hemodynamic and electrophysiological processes in the brain. Initially, this is to be done as part of a feasibility study during a parabolic flight. Afterwards, it is also planned to use both techniques during medium- and long-term space flight.
It can be assumed that the long-term redistribution of the blood volume and the associated increase in the supply of oxygen to the brain will lead to changes in the central nervous system that are also responsible for anaemic processes, and which can in turn reduce performance (De Santo et al. 2005), which means that they could be crucial for the success and safety of a mission (Genik et al. 2005, Ellis 2000).
Depending on these results, it will be necessary to develop and employ extensive countermeasures. Initial results for the MARS500 study suggest that, in addition to their significance in the context of the cardiovascular and locomotor systems, sport and physical activity can play a part in improving neurocognitive parameters. Before this can be fully established, however, it seems necessary to learn more about the influence of changing gravity conditions on neurophysiological processes and associated neurocognitive impairment.

The effect of weightlessness and hypergravity on both hemodynamic and electrophysiological processes in the brain is going to be followed during parabolic flight by EEG and NIRS techniques. 
A feasibility study of a more complex experiment, which is planned to carry out during medium- and long-term space flight.

Cohérence entre la fonction cérébrale corticale et la performance neurocognitifs dans des conditions de gravité Changé

Previous studies of cognitive, mental and/or motor processes during short-, medium- and long-term weightlessness have only been descriptive in nature, and ...

Using Affordable LED Arrays for Photo-Stimulation of Neurons

Standard slice electrophysiology has allowed researchers to probe individual components of neural circuitry by recording electrical responses of single cells in response to electrical or pharmacological manipulations1,2. With the invention of methods to optically control genetically targeted neurons (optogenetics), researchers now have an unprecedented level of control over specific groups of neurons in the standard slice preparation. In particular, photosensitive channelrhodopsin-2 (ChR2) allows researchers to activate neurons with light3,4. By combining careful calibration of LED-based photostimulation of ChR2 with standard slice electrophysiology, we are able to probe with greater detail the role of adult-born interneurons in the olfactory bulb, the first central relay of the olfactory system. Using viral expression of ChR2-YFP specifically in adult-born neurons, we can selectively control young adult-born neurons in a milieu of older and mature neurons. Our optical control uses a simple and inexpensive LED system, and we show how this system can be calibrated to understand how much light is needed to evoke spiking activity in single neurons. Hence, brief flashes of blue light can remotely control the firing pattern of ChR2-transduced newborn cells.

Adult-born neurons expressing ChR2 can be manipulated in slice electrophysiological preparations in order to examine their contribution towards the function of olfactory neural circuits.

L&#39;utilisation abordable tableaux LED pour photo-stimulation des neurones

Standard slice electrophysiology has allowed researchers to probe individual components of neural circuitry by recording electrical responses of single ...

Selective Viral Transduction of Adult-born Olfactory Neurons for Chronic in vivo Optogenetic Stimulation

Local interneurons are continuously regenerated in the olfactory bulb of adult rodents1-3. In this process, called adult neurogenesis, neural stem cells in the walls of the lateral ventricle give rise to neuroblasts that migrate for several millimeters along the rostral migratory stream (RMS) to reach and incorporate into the olfactory bulb. To study the different steps and the impact of adult-born neuron integration into preexisting olfactory circuits, it is necessary to selectively label and manipulate the activity of this specific population of neurons. The recent development of optogenetic technologies offers the opportunity to use light to precisely activate this specific cohort of neurons without affecting surrounding neurons4,5. Here, we present a series of procedures to virally express Channelrhodopsin2(ChR2)-YFP in a temporally restricted cohort of neuroblasts in the RMS before they reach the olfactory bulb and become adult-born neurons. In addition, we show how to implant and calibrate a miniature LED for chronic in vivo stimulation of ChR2-expressing neurons.

Selective Viral Transduction of Adult-born Olfactory Neurons for Chronic in vivo Optogenetic Stimulation

Adult-born neurons of the olfactory bulb can be optogenetically controlled using Channelrhodopsin2-expressing lentiviral injection in the rostral migratory stream and chronic photostimulation with an implanted miniature LED.

Sélective transduction virale des adultes-né pour les neurones olfactifs chronique In vivo Stimulation optogénétique

Local interneurons are continuously regenerated in the olfactory bulb of adult rodents1-3. In this process, called adult neurogenesis, neural stem cells ...

Rapid Determination of the Thermal Nociceptive Threshold in Diabetic Rats

Painful diabetic neuropathy (PDN) is characterized by hyperalgesia i.e., increased sensitivity to noxious stimulus, and allodynia i.e., hypersensitivity to normally innocuous stimuli1. Hyperalgesia and allodynia have been studied in many different rodent models of diabetes mellitus2. However, as stated by B&ouml;lcskei et al, determination of "pain" in animal models is challenging due to its subjective nature3. Moreover, the traditional methods used to determine behavioral responses to noxious thermal stimuli usually lack reproducibility and pharmacological sensitivity3. For instance, by using the hot-plate method of Ankier4, flinch, withdrawal and/or licking of either hind- and/or fore-paws is quantified as reflex latencies at constant high thermal stimuli (52-55 &deg;C). However, animals that are hyperalgesic to thermal stimulus do not reproducibly show differences in reflex latencies using those supra-threshold temperatures3,5. As the recently described method of B&ouml;lcskei et al.6, the procedures described here allows for the rapid, sensitive and reproducible determination of thermal nociceptive thresholds (TNTs) in mice and rats. The method uses slowly increasing thermal stimulus applied mostly to the skin of mouse/rat plantar surface. The method is particularly sensitive to study anti-nociception during hyperalgesic states such as PDN. The procedures described bellow are based on the ones published in detail by Alm&aacute;si et al 5 and B&ouml;lcskei et al 3. The procedures described here have been approved the Laboratory Animal Care and Use Committee (LACUC), Wright State University.

Here, we describe a rapid reliable and simple procedure to determine the lowest temperature at which rats or mice show nocifensive behavior, i.e. the thermal nociceptive threshold (TNT). This method applies a slowly increasing thermal stimulus allowing precise and reproducible estimation of TNTs with minimum, if any, stress to the animals.

Détermination rapide du seuil thermique nociceptive chez les rats diabétiques

Painful diabetic neuropathy (PDN) is characterized by hyperalgesia i.e., increased sensitivity to noxious stimulus, and allodynia i.e., hypersensitivity ...

Optical Recording of Suprathreshold Neural Activity with Single-cell and Single-spike Resolution

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also propagation of suprathreshold spiking activity involves populations of neurons. Empirical studies addressing cortical function directly thus require recordings from populations of neurons with high resolution. Here we describe an optical method and a deconvolution algorithm to record neural activity from up to 100 neurons with single-cell and single-spike resolution. This method relies on detection of the transient increases in intracellular somatic calcium concentration associated with suprathreshold electrical spikes (action potentials) in cortical neurons. High temporal resolution of the optical recordings is achieved by a fast random-access scanning technique using acousto-optical deflectors (AODs)1. Two-photon excitation of the calcium-sensitive dye results in high spatial resolution in opaque brain tissue2. Reconstruction of spikes from the fluorescence calcium recordings is achieved by a maximum-likelihood method. Simultaneous electrophysiological and optical recordings indicate that our method reliably detects spikes (&gt;97% spike detection efficiency), has a low rate of false positive spike detection (&lt; 0.003 spikes/sec), and a high temporal precision (about 3 msec) 3. This optical method of spike detection can be used to record neural activity in vitro and in anesthetized animals in vivo3,4.

Understanding the function of the vertebrate central nervous system requires recordings from many neurons because cortical function arises on the level of populations of neurons. Here we describe an optical method to record suprathreshold neural activity with single-cell and single-spike resolution, dithered random-access scanning. This method records somatic fluorescence calcium signals from up to 100 neurons with high temporal resolution. A maximum-likelihood algorithm deconvolves the underlying suprathreshold neural activity from the somatic fluorescence calcium signals. This method reliably detects spikes with high detection efficiency and a low rate of false positives and can be used to study neural populations in vitro and in vivo.

D&#39;enregistrement optique de l&#39;activité neuronale supraliminaire avec une résolution à cellule unique et un seul pic

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also ...

Observation of the Ciliary Movement of Choroid Plexus Epithelial Cells Ex Vivo

The choroid plexus is located in the ventricular wall of the brain, the main function of which is believed to be production of cerebrospinal fluid. Choroid plexus epithelial cells (CPECs) covering the surface of choroid plexus tissue harbor multiple unique cilia, but most of the functions of these cilia remain to be investigated. To uncover the function of CPEC cilia with particular reference to their motility, an ex vivo observation system was developed to monitor ciliary motility during embryonic, perinatal and postnatal periods. The choroid plexus was dissected out of the brain ventricle and observed under a video-enhanced contrast microscope equipped with differential interference contrast optics. Under this condition, a simple and quantitative method was developed to analyze the motile profiles of CPEC cilia for several hours ex vivo. Next, the morphological changes of cilia during development were observed by scanning electron microscopy to elucidate the relationship between the morphological maturity of cilia and motility. Interestingly, this method could delineate changes in the number and length of cilia, which peaked at postnatal day (P) 2, while the beating frequency reached a maximum at P10, followed by abrupt cessation at P14. These techniques will enable elucidation of the functions of cilia in various tissues. While related techniques have been published in a previous report1, the current study focuses on detailed techniques to observe the motility and morphology of CPEC cilia ex vivo.

Observation of the Ciliary Movement of Choroid Plexus Epithelial Cells Ex Vivo

In this study, a detailed light microscopic technique was optimized for real-time observation and analysis of the motion of CPEC cilia ex vivo together with an electron microscopic method for ultrastructural analysis.

Observation du Mouvement ciliaire des cellules épithéliales plexus choroïde<em&gt; Ex Vivo</em

The choroid plexus is located in the ventricular wall of the brain, the main function of which is believed to be production of cerebrospinal fluid. ...

Characterizing the Relationship Between Eye Movement Parameters and Cognitive Functions in Non-demented Parkinson's Disease Patients with Eye Tracking

Cognitive impairment is a common phenomenon in Parkinson&#8217;s disease that has implications on the prognosis. A simple, noninvasive and objective proxy measurement of cognitive function in Parkinson&#8217;s disease will be helpful in detecting early cognitive decline. As a physiological metric, eye movement parameter is not confounded by the subject&#39;s attributes and intelligence and can function as a proxy marker if it correlates with cognitive functions. To this end, this study explored the relationship between the eye movement parameters and performance in cognitive tests in multiple domains. In the experiment, a visual search task with eye tracking was set up, where subjects were asked to look for a number embedded in an array of alphabets scattered randomly on a computer screen. The differentiation between the number and the alphabet is an overlearned task such that the confounding effect of cognitive ability on the eye movement parameters is minimized. The average saccadic amplitude and fixation duration were captured and calculated during the visual search task. The cognitive assessment battery covered domains of frontal-executive functions, attention, verbal and visual memory. It was found that prolonged fixation duration was associated with poorer performance in verbal fluency, visual and verbal memory, allowing further exploration on the use of eye movement parameters as proxy markers for cognitive function in Parkinson&#8217;s disease patients. The experimental paradigm has been found to be highly tolerable in our group of Parkinson&#39;s disease patients and could be applied transdiagnostically to other disease entities for similar research questions.

Characterizing the Relationship Between Eye Movement Parameters and Cognitive Functions in Non-demented Parkinson&#039;s Disease Patients with Eye Tracking

Here, we present a protocol to study the relationship between the eye movement parameters and cognitive functions in non-demented Parkinson&#39;s disease patients. The experiment used an eye tracker to measure the saccadic amplitude and fixation duration in a visual search task. The correlation with performance in multi-domain cognitive tasks was subsequently measured.

Caractérisation de la relation entre les paramètres du mouvement oculaire et les fonctions cognitives chez les patients atteints de la maladie de Parkinson non démente avec suivi oculaire

Cognitive impairment is a common phenomenon in Parkinson&#8217;s disease that has implications on the prognosis. A simple, noninvasive and objective proxy ...

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the cerebellum. IO has long been proposed to be crucial for motor control and its activity is currently considered to be at the center of many hypotheses of both motor and cognitive functions of the cerebellum. While its physiology and function have been relatively well studied on single-cell level in vitro, presently there are no reports on the organization of the IO network activity in living animals. This is largely due to the extremely challenging anatomical location of the IO, making it difficult to subject to conventional fluorescent imaging methods, where an optic path must be created through the entire brain located dorsally to the region of interest.
Here we describe an alternative method for obtaining state-of-the-art -level calcium imaging data from the IO network. The method takes advantage of the extreme ventral location of the IO and involves a surgical procedure for inserting a gradient-refractive index (GRIN) lens through the neck viscera to come into contact with the ventral surface of the calcium sensor GCaMP6s-expressing IO in anesthetized mice. A representative calcium imaging recording is shown to demonstrate the feasibility to record IO neuron activity after the surgery. While this is a non-survival surgery and the recordings must be conducted under anesthesia, it avoids damage to life-critical brainstem nuclei and allows conducting large variety of experiments investigating spatiotemporal activity patterns and input integration in the IO. This procedure with modifications could be used for recordings in other, adjacent regions of the ventral brainstem.

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

We present a protocol to expose the brainstem of adult mouse from the ventral side. By using a gradient-refractive index lens with a miniature microscope, calcium imaging can be used to examine the activity of inferior olive neural somata in vivo.