JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

אנו מציגים פיתוח של מסגרת תצוגה מותנית מבט המיועדת למחקר תפיסתי ואוקולומוטורי המדמה אובדן ראייה מרכזי. מסגרת זו ניתנת להתאמה במיוחד לחקר אסטרטגיות התנהגותיות ואוקולומוטוריות מפצות אצל אנשים החווים אובדן ראייה מרכזי מדומה ופתולוגי כאחד.

Abstract

ניוון מקולרי (MD) הוא אחד הגורמים המובילים לפגיעה בראייה בעולם המערבי. חולים עם MD נוטים לפתח אסטרטגיות תנועת עיניים ספונטניות כדי לפצות על אובדן הראייה שלהם, כולל אימוץ מיקום רשתית מועדף, או PRL, אזור היקפי חסוך בו הם משתמשים בתדירות גבוהה יותר כדי להחליף את הגומה הפגועה. עם זאת, לא כל המטופלים מצליחים לפתח PRL, וגם כאשר הם מצליחים, זה עשוי לקחת להם חודשים. נכון לעכשיו, לא קיים טיפול שיקומי בתקן זהב, ומחקר MD מעוכב עוד יותר על ידי סוגיות של גיוס, היענות ותחלואה נלווית. כדי לסייע בטיפול בבעיות אלה, גוף הולך וגדל של מחקרים השתמש בתצוגות מונחות מעקב עיניים ותלויות מבט בפרדיגמת אובדן ראייה מרכזית מדומה אצל אנשים עם ראייה שלמה. בעוד שאובדן ראייה מדומה שונה מבחינה איכותית מאובדן ראייה מרכזי פתולוגי, המסגרת שלנו מספקת מודל מבוקר ביותר שדרכו ניתן לחקור תנועות עיניים מפצות ולבדוק התערבויות שיקומיות אפשריות בראייה ירודה. על ידי פיתוח מסגרת מקיפה, במקום להסתמך על משימות מבודדות ומנותקות, אנו יוצרים סביבה מגובשת שבה אנו יכולים לבחון השערות בקנה מידה גדול יותר, מה שמאפשר לנו לבחון אינטראקציות בין משימות, להעריך את השפעות האימון על פני מדדים מרובים ולבסס מתודולוגיה עקבית למחקר עתידי. יתר על כן, משתתפים במחקרי סימולציה של אובדן ראייה מרכזי מראים דמיון בהתנהגויות הפיצוי האוקולומוטוריות שלהם בהשוואה לחולים עם MD. כאן, אנו מציגים מסגרת לביצוע מחקרים מותני מבט הקשורים לאובדן ראייה מרכזי מדומה. אנו שמים דגש על השימוש במסגרת לבדיקת ביצועים התנהגותיים ואוקולומוטוריים של אנשים בריאים במגוון רחב של משימות תפיסתיות הכוללות רמות שונות של עיבוד חזותי. אנו דנים גם כיצד ניתן להתאים מסגרת זו לאימון חולי MD.

Introduction

ניוון מקולרי (MD) הוא הגורם העיקרי ללקות ראייה ברחבי העולם, והוא צפוי להשפיע על 248 מיליון אנשים ברחבי העולם עד 20401. MD בשלב מאוחר מאופיין בפגיעה בקולטני האור במרכז שדה הראייה (fovea). לאובדן ראייה מרכזית יש השפעות חמורות על משימות יומיומיות המסתמכות על ראייה מרכזית, כגון ניווט2, קריאה3 וזיהוי פנים4. ההשלכות של MD משפיעות מאוד על איכות חייהם של אנשים אלה5 ומובילות להשלכות פסיכולוגיות שליליות6. מטופלים עם MD, ללא הראייה המרכזית שלהם, עשויים לפתח באופן ספונטני אסטרטגיות אוקולומוטוריות מפצות הכוללות שימוש באזור רשתית היקפי כדי להחליף את הגומה (איור 1). אזור זה, המכונה מיקום הרשתית המועדף (PRL)7, מאומץ לעתים קרובות על ידי מטופלים במשימות הכוללות קיבוע, קריאה וזיהוי פנים. ישנן עדויות לכך שה-PRL, בחולים עם MD, לקח על עצמו את תפקידי ההפניה האוקולומוטורית של הגומה 8,9. יתר על כן, שינויים בקשב ובשליטה קוגניטיבית נצפים בחולים עם אובדן ראייה מרכזי, מה שמרמז על קשר בין אובדן ראייה לתפקודים קוגניטיביים10.

figure-introduction-1328
איור 1. המחשה של החוויה התפיסתית של אנשים עם ראייה בריאה וחולי ניוון מקולרי עם סקוטומה פוביאלית. סקוטומה פוביאלית מובילה לאובדן ראייה מרכזי בחולים עם ניוון מקולרי. אנשים מסוימים יכולים לפצות חלקית על אובדן הקלט החזותי לגומה על ידי שימוש במיקום רשתית היקפי, המוגדר כמיקום רשתית מועדף (PRL). בחולים שפיתחו PRL, זה משמש לעתים קרובות לקיבוע אקסצנטרי ובמהלך משימות יומיומיות. מיקום הרשתית, הצורה והגודל של ה-PRL יכולים להשתנות מאדם לאדם. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

אמנם לא קיימת התערבות בתקן זהב כדי לשחזר אובדן ראייה או לפצות על אובדן ראייה מרכזית, גישות ניסיוניות מאופטומטריה, ריפוי בעיסוק ומדעי הראייה נבדקות כדי לשפר את הפיצוי באמצעות ראייה היקפית11,12. גישות אוקולומוטוריות מתמקדות בלימוד מטופלים לשפר את השליטה והקואורדינציה של תנועת העיניים, כולל ללמד אותם להשתמש ב-PRL הולםיותר 11,12,13,14,15 בעוד שהתערבויות תפיסתיות מתמקדות בשיפור יכולות הראייה ההיקפית הכללית או הראייה בתוך ה-PRL, תוך התגברות חלקית על מגבלת הראייה ההיקפית 16,17,18,19,20. מחקרים אחרונים השתמשו בתצוגה מותנית מבט המבוססת על מעקב עיניים כפרדיגמה לחקר תנועות העיניים באובדן ראייה מרכזי 21,22,23,24,25,26,27,28,29. גישה זו, המשתמשת בסקוטומה מדומה (כלומר, אוטם לחסימת האזור המרכזי של שדה הראייה) באנשים בריאים (איור 1), מקלה על בעיות של גיוס ותאימות, תוך מתן שליטה גבוהה על מספר פרמטרים, כגון גודל וצורת הסקוטומה, ובכך מציעה אלטרנטיבה מבטיחה למעורבות ישירה של חולים עם MD. בעוד שקיימים מספר הבדלים בין אובדן ראייה מרכזי לבין סקוטומה מדומה30,31, ניתן לראות חלק מההתנהגות האוקולומוטורית שנצפתה בראשון, כגון התפתחות PRL, ב-27,30,32 האחרון, מה שמרמז על כך שניתן לעורר היבטים מסוימים של אסטרטגיות אוקולומוטוריות מפצות על ידי פרדיגמה מותנית מבט זו. חשוב לציין, אובדן ראייה מרכזי מדומה מספק מסגרת רחבה לחקר פלסטיות הן במערכת הראייה הבריאה והן לאחר אובדן ראייה מרכזי.

כאן, אנו מציגים את התכנון, הפיתוח והשימוש במסגרת תלוית-מבט שיכולה לשמש לבדיקת ביצועים תפיסתיים, אוקולומוטוריים וקשביים אצל אנשים בריאים, ועם שינויים מסוימים, בחולי MD (איור 2). אנו מפרטים גם את השיקולים הטכניים והפסיכופיזיים הנלווים להכשרה היקפית מותנית מבט. אתגר טכני מרכזי כרוך ביצירת תפיסה של תנועת חביון חלקה וקצרה של הסקוטומה33. חביון קצר זה מתקבל על ידי בחירת התקני תצוגה מתאימים, עוקבי עיניים ומערכות הפעלה 34,35,36. עבודות קודמות תיעדו כיצד כל פיסת חומרה מוסיפה חביון37 ואסטרטגיות להפחתת ההשהיה הכוללת, התאמה למצמוץ ותנועות עיניים איטיות33. היבט חדש של הפרדיגמה שלנו הוא הסט המגוון של משימות הכשרה והערכה במסגרת אחת למחקר תפיסתי באוכלוסיות בריאות ומטופלות כאחד. המסגרת מאפיינת רמות מרובות של עיבוד חזותי המושפעות מאובדן ראייה מרכזי, במיוחד ראייה ברמה נמוכה, ראייה ברמה גבוהה יותר, קשב, שליטה אוקולומוטורית ושליטה קוגניטיבית. בדיקות ראשוניות שנערכו באמצעות גרסה מותאמת של גישה זו הראו עדויות לשיפור בחדות הראייה הן בבקרות הבריאות והן באוכלוסיית המטופלים32.

figure-introduction-5459
איור 2. גישה רב מימדית לחקר הפלסטיות במערכת הראייה, ושיקום הראייה בניוון מקולרי. המחשה של ממדים הקשורים זה בזה כגון תפיסה חזותית, אוקולומוטור ושליטה קוגניטיבית התורמים לעיבוד חזותי ומושפעים מאובדן ראייה מרכזי. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

Protocol

כל המשתתפים היו אנשים בריאים עם חדות ראייה של 20/40 ומעלה וללא בעיות ראייה ידועות. שתי המשתתפות המייצגות הן נשים, וגילן 27 ו-24. כל המשתתפים סיפקו הסכמה מדעת, והמחקר קיבל אישור מועצת הביקורת המוסדית (IRB) באוניברסיטת אלבמה בברמינגהם.

1. זיהוי מערכת אידיאלית לסימולציה של מחקר אובדן ראייה מרכזי

  1. זהה מערכת המשדרת ביעילות מידע ממעקב העין לתוכנת יצירת הגירויים בלולאה רציפה. השתמש בשיטות המתוארותב-37 כדי למדוד את ההשהיה של שילובים שונים של מערכות כדי לזהות את זו עם ההשהיה הנמוכה ביותר.
    הערה: השוואה של ההשהיה המשולבת של ארבעה שילובים שונים של מערכות הכוללות שני עוקבי עיניים (EyeLink 1000 Plus Tower Mount ו-TRACKPixx3), שני התקני תצוגה (צג CRT (קצב רענון = 100Hz) ו-Display++ (קצב רענון = 120Hz)) יחד עם שתי מערכות הפעלה (Windows 10 ו-Mac iOS) מוצגת באיור 3. כל שילוב נמדד 20 פעמים. התוצאות הראו שהשהיית המערכת הייתה הנמוכה ביותר כאשר נעשה שימוש במעקב אחר העיניים Vpixx TrackPixx3 בשילוב עם מערכת ההפעלה Windows 10.

figure-protocol-1166
איור 3: השוואת שיהוי על פני שילובים שונים של צגים, התקני מעקב עיניים ומערכות הפעלה. עמודות מייצגות את סטיית התקן ± 1 על פני 20 החזרות לכל שילוב. ננקטו אמצעים עם טלפון מערכת הפעלה Mac במצב הילוך איטי, שהגיע לקצב רענון של 240 הרץ. TP/CRS/Win שונה סטטיסטית מ-E1000/CRT/Mac (t(38)=9.53, p<0.001), E1000/CRS/Mac (t(38)=16.24, p<0.001) ו-E1000/CRS/Win (t(38)=3.94, p<0.001). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

2. היכרות המשתתפים עם אובדן ראייה מרכזי מדומה באמצעות תצוגה מותנית מבט

הערה: מרכיב בסיסי בהדמיית אובדן ראייה מרכזי הוא להכיר למשתתפים את התצוגה המותנית במבט. ללא היכרות מתאימה, מדדים של יכולות יכולים להתבלבל על ידי המאמץ של המשתתפים לנווט בתצוגה מותנית המבט. מספר שלבים מרכזיים בפרוטוקול מבטיחים היכרות מספקת עם התצוגה המותנית במבט כדי להיות מסוגל למדוד ביצועים חזותיים בצורה מהימנה.

  1. ספקו למשתתפים הוראות אור-קוליות לגבי המשימה שהם יבצעו במהלך מפגש מסוים. עבור כל משימה, יש הוראות וידאו ייעודיות עם צילומי מסך מהמשימה בפועל. לאחר מכן, הסבירו את ההוראות בעל פה כדי להבטיח שלמשתתף יש הבנה טובה למה לצפות במשימה נתונה.
  2. ספק למשתתפים ניסויי תרגול לפני תחילת כל אחת מהמשימות העיקריות. זה מספק הזדמנות להבהיר כל שאלה הקשורה למשימה.
  3. במהלך הביקור הראשוני, לפני ביצוע משימות מותנות מבט, בצעו אימוני קיבוע על המשתתפים, שם הם לומדים למקם את הסקוטומה המדומה שלהם בתוך קופסה מרכזית לבנה על המסך לפרקי זמן משתנים עם סובלנות מרחבית גוברת במהלך הניסויים, תוך התעלמות מהסחות דעת שעשויות להופיע על המסך.
  4. בנוסף, בצע משימת אינדוקציה של PRL על המשתתפים, שנועדה לקדם התפתחות של התנהגות דמוית PRL. במשימה זו, גרמו למשתתפים לצפות בדיסקה אטומה הממוקמת באופן אקראי על המסך המכסה מטרה (לדוגמה, Landolt C) ולהזיז את הסקוטומה קרוב לדיסקה האטומה כדי לחשוף את המטרה.
    הערה: ניתוח אוקולומוטורי של משימה זו יכול להצביע על מיקום מוקדם דמוי PRL שיכול לשמש מאוחר יותר כמוקד אימון. בפרדיגמה ניסויית זו, הסקוטומה המרכזית המעגלית החליפה את זווית הראייה של 10 מעלות. שלבים אלה מאפשרים למשתתפים להכיר את התצוגה מותנית המבט ולהכין אותם לבצע מגוון רחב של הערכות תפיסתיות ומשימות אימון באמצעות הראייה ההיקפית שלהם.

3. פיתוח הוראות יעילות

הערה: הוראות ממלאות תפקיד מכריע בהדרכת המשתתפים כיצד להגיב לגירויים ולנהל את הסקוטומה המדומה שלהם במהלך משימות שונות. ההוראות המתאימות חייבות להיות יסודיות וברורות כדי למנוע בלבול. יש לחזור על ההוראות לפי הצורך כדי להבטיח הבנה.

  1. סרטוני הדרכה
    1. הדגמה חזותית: ספק סרטונים שמדגימים חזותית כל שלב במשימה. סרטונים צריכים להמחיש בבירור כיצד לנהל את הסקוטומה המדומה כראוי במהלך המשימה וכיצד להגיב לגירויים.
    2. קריינות: ספק תסריט תמציתי שפותח כדי ללוות את ההדגמה החזותית שמסבירה את התהליך במונחים פשוטים. ודא שהשפה קלה להבנה והימנע מטרמינולוגיה טכנית.
  2. הוראות מילוליות כתובות
    1. עקביות: השתמש בתסריט סטנדרטי להוראות מילוליות כדי להבטיח עקביות בין מפגשים ומשתתפים שונים. דוגמה: במהלך המשימה, יהיו הפסקות מרובות כדי להניח את העיניים. במהלך ההפסקות הללו, הקפידו לשמור על הראש על משענת הסנטר. כאשר אתה מוכן להמשיך במשימה, לחץ על מקש הרווח והמשימה תתחיל שוב.
    2. בהירות: דברו לאט וברור - הקפידו להדגיש את כל ההיבטים החשובים של המשימה.
  3. הוראות חזותיות
    1. הוראות על המסך: ספק הדרכה כתובה על המסך שהמשתתפים יכולים לקרוא לפני ובמהלך השלמת המשימות. השתמש במשפטים קצרים לבהירות עם עזרים חזותיים כדי להדגים גירויים שהמשתתף עשוי להיתקל בהם במהלך כל משימה.

4. עיצוב ויישום משימות הערכה

הערה: משימות שתוכננו במסגרת זו מחולקות באופן כללי לשתי קטגוריות עיקריות: (1) משימות תנועת עיניים חופשית ו-(2) משימות מוגבלות קיבעון. במשימות תנועת העין החופשית, תנו למשתתפים לבצע תנועות עיניים על פני המסך כדי לזהות מטרות המופיעות במיקומים אקראיים על המסך (או כדי לקרוא טקסט), בעוד שבמשימות מוגבלות קיבעון, בקשו מהמשתתפים לשמור על קיבעון בתוך קופסה לבנה מרכזית לאורך כל המשימה ולהשתמש בראייה ההיקפית שלהם כדי לשפוט. איור 4 מציג משימות ותיאורים לדוגמה עבור כל קטגוריה. מידע מפורט יותר על המשימות ניתן למצואב-38.

figure-protocol-5585
איור 4: ייצוג חזותי של משימות הערכה שונות שתוכננו באמצעות המסגרת. המשימות מסווגות באופן כללי למשימות תנועת עיניים חופשיות, כאשר הסקוטומה עוקבת אחר תנועות העיניים של המשתתפים כדי לראות מטרות בחופשיות (פאנל עליון), ומשימות מוגבלות קיבוע, שבהן יש למקם את הסקוטומה בתוך קופסה לבנה מרכזית לאורך המשימה (פאנל תחתון). נתון זה שונהמ-38. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

  1. משימות תנועת עיניים חופשית
    הערה: משימות תנועת עיניים חופשיות מודדות את התנהגות תנועת העיניים של המשתתפים בזמן שהם מבצעים משימות. אלה מקדמים את ההבנה של תנועות העין בהקשר של משימות נטורליסטיות כמו קריאה וחיפוש חזותי.
    1. סרטון הדרכה/הוראות מילוליות
      1. הציגו למשתתף סרטון הדרכה והוראות מילוליות כתובות לפני הכיול.
    2. כיול
      1. הפעל אימותים של כיולים קודמים בין משימות וכיולים נוספים כאשר האימותים גרועים, או כאשר המשתתפים לוקחים הפסקות בין משימות.
    3. שיטות ספציפיות למשימה לצפייה חופשית
      1. בצע משימות צפייה חופשית המדריכות את המשתתפים לבצע מגוון פעולות באמצעות מבטם במקום להתמקד באזור אחד. בחר לבצע את המשימה עם אחת מהגרסאות הבאות.
      2. קרב את הסקוטומה לרמז, מה שגורם לגירוי להופיע. שמור על קיבוע במיקום מסך ספציפי למשך פרק זמן מסוים. בצע משימה סטנדרטית, כמו קריאה או חיפוש חזותי, כאשר הראייה המרכזית חסומה על ידי הסקוטומה.
      3. בתחילת המשימות, ספקו למשתתפים הוראות על המסך ואחריהם סדרה של ניסויי תרגול. לאחר השלמת מבחני התרגול, תן הוראות תזכורת לפני המעבר למשימה. ודא שהמשתתפים מבינים והראו מיומנות בשימוש בפריסות החזותיות, הפעולות האוקולומוטוריות הנדרשות ומאפייני התגובה של כל משימה לפני מדידת הביצועים.
      4. ספק למשתתפים משוב שמיעתי המציין את דיוק תגובותיהם כשהם משלימים כל משימה, שכן משוב חזותי עלול לפספס עקב השימוש בסקוטומה.
      5. שלבו הפסקות של עד דקה אחת בכל משימה כדי להפחית את הסיכוי לעייפות בדיקות. שלבו הפסקות של 3 דקות או יותר למשך ימים הכוללים מפגשים ארוכים יותר של הערכות כדי להפחית את הסיכוי לעייפות בדיקות.
  2. משימות מוגבלות קיבעון
    הערה: משימות מוגבלות קיבוע שימושיות לבדיקה או לאימון של ראייה היקפית במיקומים ספציפיים של שדה ראייה. משימות אלו מתאימות לבדיקת עיבוד חזותי ברמה מוקדמת ובינונית, כולל חדות ראייה, רגישות לניגודיות, צפיפות וכו', כמו גם עיבוד חזותי ברמה גבוהה, כולל קשב אקסוגני ואנדוגני. עבור משימות אלה, חשוב שהמשתתפים ילמדו לשמור על קיבעון יציב כדי למנוע בלבול של ביצועי משימות על ידי משאבי קשב המוקדשים לקיבוע יציב. במהלך המטלות האלה, המשתתפים מתבקשים לשמור על הראייה המרכזית שלהם ממוקדת במרכז המסך בעזרת עזרי קיבוע (איור 5B) תוך תגובה לגירויים שמופיעים בראייה ההיקפית שלהם.
    1. סרטון הדרכה/הוראות מילוליות
      1. הציגו למשתתף סרטון הדרכה והוראות מילוליות כתובות לפני הכיול.
    2. כיול
      1. הפעל אימותים של כיולים קודמים בין משימות וכיולים נוספים כאשר האימותים גרועים, או כאשר המשתתפים לוקחים הפסקות בין משימות.
    3. שיטות ספציפיות למשימה מוגבלות קיבוע
      1. במהלך משימות מוגבלות קיבוע, בקשו מהמשתתפים לשמור על תנוחת הראש שלהם במשענת הסנטר למשך המשימה, ולהבטיח שהכיול יישאר מדויק ככל האפשר למיקום המקורי לאורך כל התהליך.
      2. ספקו למשתתפים הוראות על המסך ואחריהם סדרה של ניסויי תרגול. לאחר השלמת ניסויי התרגול, תן סט תזכורת של הוראות על המסך לפני שתעבור למשימה.
      3. במהלך משימות אלה, בקשו מהמשתתפים לשמור על הראייה המרכזית שלהם ממוקדת במרכז המסך בעזרת עזרי קיבוע (קופסת קיבוע מלבנית לבנה) תוך תגובה לגירויים המופיעים בראייה ההיקפית שלהם משני צידי קופסת הקיבוע.
      4. בקשו מהמשתתפים להגיב באמצעות האצבע המורה הימנית שלהם על תיבת תגובה עם חמישה כפתורים הממוקמת מימינם במהלך ההערכה. אם הקיבוע לא נשמר, הגירוי לא יוצג וייפסק אלא אם כן הקיבוע יחודש.
      5. ספקו למשתתפים משוב שמיעתי המציין את דיוק תגובותיהם כשהם משלימים כל משימה, שכן, שוב, משוב חזותי עלול להחמיץ עקב השימוש בסקוטומה.
      6. שלבו הפסקות של עד דקה אחת בכל משימה כדי להפחית את הסיכוי לעייפות בדיקות. שלבו הפסקות של 3 דקות או יותר למשך ימים הכוללים מפגשים ארוכים יותר של הערכות כדי להפחית את הסיכוי לעייפות בדיקות.
  3. פיתוח תצוגות קיבוע מתאימות
    הערה: משימות הכוללות מטרות המוצגות באופן היקפי וסקוטומה מדומה החוסמת את הראייה המרכזית מציבות אתגרים כאשר מנסים להעריך ביצועים במיקום מוגדר רטינוטופית. ואכן, אפילו במשימות פובאליות, העיניים מבצעות תנועות קטנות ולא רצוניות בצורה של סחיפה ומיקרו-סקאדות). לפיכך, על מנת לייעל את יציבות הקיבוע, יש להשקיע מחשבה מדוקדקת בתכנון עזרי קיבוע.
    1. פתח תכן עזר קיבוע המשלב הן צלב קיבוע גדול והן תיבת קיבוע (איור 5). הנחו את המשתתפים לשמור על האטם האטום בתוך תיבת הקיבוע ולהשתמש בזרועות הארוכות של צלב הקיבוע כהתייחסות למרכז המסך.
      הערה: עיצוב זה משלב גם סוגים של עזרים חזותיים וגם כוונת, שהוכחו כמובילים ליציבות הקיבוע הטובה ביותר39. בנוסף, על ידי שימוש גם בקופסת קיבוע וגם בצלב קיבוע, ניתן להשתמש בעיצוב זה בקלות בהקשרים תרגומיים לבדיקת חולים עם אובדן ראייה מרכזי, כפי שקורה בחולים עם MD.
  4. אופטימיזציה של נהלים אדפטיביים למדידה מדויקת של ביצועים
    הערה: היבט קריטי ביישום הערכות שונות הוא היכולת להעריך במהירות ובהצלחה סף ביצועים בתת-קבוצה של משימות אלה (במיוחד חדות ראייה, רגישות לניגודיות, צפיפות ושילוב קווי מתאר). האתגר הוא שגרמי מדרגות קונבנציונליים יכולים להיות איטיים להתכנס ולכוון את הביצועים קרוב לסף, מה שגורם לתסכול ועייפות. כדי לעקוף זאת, יישמנו הליך תלת-שלבי להערכת ביצועי המשתתפים במשימות אלה.
    1. בשלב הראשון, בקשו מהמשתתפים לבצע 12 ניסויי תרגול לפני הניסוי בפועל. במהלך השלב השני, השתמש בגרם מדרגות 2 למטה 1 למעלה שמסתיים לאחר 3 היפוכים כלפי מטה (כלומר, כיוון שינוי הגירוי, מלמטה (קשה) למעלה (קל), עיין גם בסעיף התוצאות המייצגות), ואחריו השלב השלישי המורכב מגרם מדרגות קונבנציונאלי של 3 למטה 1 למעלה שמסתיים לאחר 60 ניסיונות.
      הערה: מחקרי פיילוט הצביעו על כך שהליך זה משיג סף אמין עבור רוב המשימות (משימות חדות ראייה, צפיפות ורגישות לניגודיות). עם זאת, משימות מסוימות עשויות לדרוש שיטות אחרות, במיוחד כאשר הביצועים עשויים להיות שונים מאוד בין המשתתפים. לדוגמא, במשימת שילוב קווי המתאר, לאחר השלב הראשון של ההליך (תרגול), יושם הליך נוסף. הקושי של המשימה תומרן בשיטת גרם מדרגות פרוגרסיבי שבו ריצוד הכיוון (0°, 1°, 2°, 4°, 6°, 8°, 10°, 12°) גדל כל שלושה ניסיונות בסך הכל 24 ניסיונות. לאחר מכן, השלבים השני והשלישי של ההליך (גרם מדרגות אדפטיבי) המשיכו כרגיל. באופן כללי, משימות שונות עשויות לדרוש הליכי הסתגלות שונים במקצת. עם זאת, הגישה התלת-שלבית מאפשרת למשתתפים לתרגל ולהגיע במהירות לטווח הסף שלהם ומספקת מדידה מפורטת בטווח זה.

figure-protocol-12290
איור 5: עזרי קיבוע המשמשים לקידום יציבות הקיבוע אצל המשתתפים. (A) צלב קיבוע ותיבת קיבוע שימשו למשימות יציבות קיבוע. (B) צלב הקיבוע, תיבת הקיבוע והצלב השחור במרכז שימשו במטלות ראייה ברמה נמוכה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

תוצאות

בחלק זה, אנו מציגים נתונים להמחשה הן מתנועת עיניים חופשית והן ממשימות מוגבלות קיבעון. מטרת סעיף זה היא להמחיש נתונים המתקבלים באמצעות המסגרת ויכולתה למדוד תפקודי ראייה היקפיים. החלק מאורגן בארבע קטגוריות נפרדות, כל אחת מדגישה אלמנטים קריטיים הדרושים להערכת ביצועים חזו?...

Discussion

במאמר מתודולוגי זה, אנו מציגים מסגרת מותנית מבט לביצוע מחקר תפיסתי באובדן ראייה מרכזי מדומה המדגישה חומרה, עיצוב ושיקולים מתודולוגיים הנדרשים כדי (1) לבחור את זמן ההשהיה הקצר ביותר של המערכת לתצוגה מותנית מבט, (2) לנהל מגוון רחב של משימות תפיסה חזותית, ו-(3) למדוד את הביצועי?...

Disclosures

המחברים מצהירים כי אין ניגוד עניינים בנוגע לפרסום מאמר זה.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכת על ידי NIH NEI 1 U01 R01EY031589 ו- 1R21EY033623-01.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
CRT MonitorViewSonic PF817 Professional Series CRT, ViewSonic Corp.https://www.viewsonic.com/us/monitors.html?srsltid=
AfmBOorEmjc67A5U2v2V
wywNRHWzdrxcYx7Q3Y0
9tiNrnbs6FC4TPlc9
Display++ LCD MonitorCambridge Research Systemshttps://www.crsltd.com/tools-for-vision-science/calibrated-displays/displaypp-lcd-monitor/
Eye TrackerEyeLink 1000 Plus Tower Mount, SR Researchhttps://www.sr-research.com/eyelink-1000-plus/
Eye TrackerVpixx Technologies Inc.www.vpixx.com
Macintosh IOSApple Inc.https://www.apple.com/mac/
Windows 10Microsoft Inc.https://www.microsoft.com/en-us/

References

  1. Wong, W. L., et al. Global prevalence of age-related macular degeneration and disease burden projection for 2020 and 2040: a systematic review and meta-analysis. Lancet Glob. Health. 2 (2), e106-e116 (2014).
  2. Bowers, A., Peli, E., Elgin, J., McGwin, G., Owsley, C. On-road driving with moderate visual field loss. Optom Vis Sci. 82 (8), 657-667 (2005).
  3. Bullimore, M. A., Bailey, I. L. Reading and eye movements in age-related maculopathy. Optom Vis Sci. 72 (2), 125-138 (1995).
  4. Bernard, J. B., Chung, S. T. L. The role of external features in face recognition with central vision loss. Optom Vis Sci. 93 (5), 510-520 (2016).
  5. Šiaudvytytė, L., Mitkutė, D., Balčiūnienė, J. Quality of life in patients with age-related macular degeneration. Medicina (Kaunas). 48, 109-111 (2012).
  6. Sabel, B. A., Wang, J., Cárdenas-Morales, L., Faiq, M., Heim, C. Mental stress as consequence and cause of vision loss: the dawn of psychosomatic ophthalmology for preventive and personalized medicine. EPMA J. 9 (2), 133-160 (2018).
  7. Fletcher, D. C., Schuchard, R. A. Preferred retinal loci relationship to macular scotomas in a low-vision population. Ophthalmology. 104 (4), 632-638 (1997).
  8. White, J. M., Bedell, H. E. The oculomotor reference in humans with bilateral macular disease. Invest Ophthalmol Vis Sci. 31 (6), 1149-1161 (1990).
  9. Whittaker, S. G., Cummings, R. W. Foveating saccades. Vision Res. 30 (9), 1363-1366 (1990).
  10. Sabbah, N., et al. Reorganization of early visual cortex functional connectivity following selective peripheral and central visual loss. Sci Rep. 7, 43223 (2017).
  11. Verdina, T., et al. Efficacy of biofeedback rehabilitation based on visual evoked potentials analysis in patients with advanced age-related macular degeneration. Sci Rep. 10, 20886 (2020).
  12. Verdina, T., et al. Biofeedback rehabilitation of eccentric fixation in patients with Stargardt disease. Eur J Ophthalmol. 23 (5), 723-731 (2013).
  13. Nilsson, U. L., Frennesson, C., Nilsson, S. E. Location and stability of a newly established eccentric retinal locus suitable for reading, achieved through training of patients with a dense central scotoma. Optom Vis Sci. 75 (12), 873-878 (1998).
  14. Morales, M. U., et al. Biofeedback fixation training method for improving eccentric vision in patients with loss of foveal function secondary to different maculopathies. Int Ophthalmol. 40 (2), 305-312 (2020).
  15. Nilsson, U. L., Frennesson, C., Nilsson, S. E. Patients with AMD and a large absolute central scotoma can be trained successfully to use eccentric viewing, as demonstrated in a scanning laser ophthalmoscope. Vision Res. 43 (16), 1777-1787 (2003).
  16. Tarita-Nistor, L., Brent, M. H., Steinbach, M. J., Markowitz, S. N., González, E. G. Reading training with threshold stimuli in people with central vision loss: a feasibility study. Optom Vis Sci. 91 (1), 86-96 (2014).
  17. Maniglia, M., et al. Perceptual learning leads to long lasting visual improvement in patients with central vision loss. Restor Neurol Neurosci. 34 (5), 697-720 (2016).
  18. Maniglia, M., Soler, V., Trotter, Y. Combining fixation and lateral masking training enhances perceptual learning effects in patients with macular degeneration. J Vis. 20 (10), 19 (2020).
  19. Chung, S. T. L. Improving reading speed for people with central vision loss through perceptual learning. Invest. Ophthalmol Vis Sci. 52 (2), 1164-1170 (2011).
  20. Plank, T., et al. Perceptual learning in patients with macular degeneration. Front Psychol. 5, 1189 (2014).
  21. Xie, X. Y., Liu, L., Yu, C. A new perceptual training strategy to improve vision impaired by central vision loss. Vision Res. 174, 69-76 (2020).
  22. Fine, E. M., Rubin, G. S. Reading with simulated scotomas: attending to the right is better than attending to the left. Vision Res. 39 (5), 1039-1048 (1999).
  23. Costela, F. M., Reeves, S. M., Woods, R. L. Orientation of the preferred retinal locus (PRL) is maintained following changes in simulated scotoma size. J Vis. 20 (7), 25 (2020).
  24. Chen, N., et al. Cortical reorganization of peripheral vision induced by simulated central vision loss. J. Neurosci. 39 (18), 3529-3536 (2019).
  25. Bertera, J. H. The effect of simulated scotomas on visual search in normal subjects. Invest Ophthalmol Vis Sci. 29 (3), 470-475 (1988).
  26. Barraza-Bernal, M. J., et al. Can positions in the visual field with high attentional capabilities be good candidates for a new preferred retinal locus. Vision Res. 140, 1-12 (2017).
  27. Kwon, M., Nandy, A. S., Tjan, B. S. Rapid and persistent adaptability of human oculomotor control in response to simulated central vision loss. Curr Biol. 23 (17), 1663-1669 (2013).
  28. Liu, R., Kwon, M. Integrating oculomotor and perceptual training to induce a pseudofovea: A model system for studying central vision loss. J Vis. 16 (6), 10 (2016).
  29. Maniglia, M., Jogin, R., Visscher, K. M., Seitz, A. R. We don't all look the same; detailed examination of peripheral looking strategies after simulated central vision loss. J Vis. 20 (13), 5 (2020).
  30. Walsh, D. V., Liu, L. Adaptation to a simulated central scotoma during visual search training. Vision Res. 96, 75-86 (2014).
  31. Van der Stigchel, S., et al. Macular degeneration affects eye movement behavior during visual search. Front Psychol. 4, 579 (2013).
  32. Maniglia, M., Visscher, K. M., Seitz, A. R. Perspective on vision science-informed interventions for central vision loss. Front Neurosci. 15, 734970 (2021).
  33. Aguilar, C., Castet, E. Gaze-contingent simulation of retinopathy: some potential pitfalls and remedies. Vision Res. 51, 997-1012 (2011).
  34. Lin, Z., Yang, Z., Feng, C., Zhang, Y. PsyBuilder: An Open-Source, Cross-Platform Graphical Experiment Builder for Psychtoolbox With Built-In Performance Optimization. Adv Meth Pract Psychol Sci. 5, 251524592110705 (2022).
  35. Bridges, D., Pitiot, A., MacAskill, M. R., Peirce, J. W. The timing mega-study: comparing a range of experiment generators, both lab-based and online. PeerJ. 8, e9414 (2020).
  36. Rohr, M., Wagner, A. How monitor characteristics affect human perception in visual computer experiments: CRT vs. LCD monitors in millisecond precise timing research. Sci Rep. 10, 6962 (2020).
  37. Saunders, D. R., Woods, R. L. Direct measurement of the system latency of gaze-contingent displays. Behav Res Methods. 46 (2), 439-447 (2014).
  38. Jayakumar, S. . Developing robust methods and tools for advancing perceptual learning research. , (2024).
  39. Thaler, L., Schütz, A. C., Goodale, M. A., Gegenfurtner, K. R. What is the best fixation target? The effect of target shape on stability of fixational eye movements. Vision Res. 76, 31-42 (2013).
  40. Gaudino, E. A., Geisler, M. W., Squires, N. K. Construct validity in the Trail Making Test: What makes Part B harder. J Clin Exp Neuropsychol. 17 (4), 529-535 (1995).
  41. Crossland, M. D., Culham, L. E., Rubin, G. S. Fixation stability and reading speed in patients with newly developed macular disease. Ophthalmic Physiol Opt. 24 (4), 327-333 (2004).
  42. Maniglia, M., Visscher, K. M., Seitz, A. R. A method to characterize compensatory oculomotor strategies following simulated central vision loss. J Vis. 20 (9), 15 (2020).
  43. Agaoglu, M. N., Fung, W., Chung, S. T. L. Oculomotor responses of the visual system to an artificial central scotoma may not represent genuine visuomotor adaptation. J Vis. 22 (10), 17 (2022).
  44. Frennesson, C., Jakobsson, P., Nilsson, U. L. A computer and video display based system for training eccentric viewing in macular degeneration with an absolute central scotoma. Doc Ophthalmol. 91 (1), 9-16 (1995).
  45. Fletcher, D. C., Schuchard, R. A., Renninger, L. W. Patient awareness of binocular central scotoma in age-related macular degeneration. Optom Vis Sci. 89 (9), 1395-1398 (2012).
  46. Harrar, V., Le Trung, W., Malienko, A., Khan, A. Z. A nonvisual eye tracker calibration method for video-based tracking. J Vis. 18 (9), 13 (2018).
  47. Ramírez Estudillo, J. A., et al. Visual rehabilitation via microperimetry in patients with geographic atrophy: a pilot study. Int J Retina Vitreous. 3, 21 (2017).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

JoVE218

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved