Questa ricerca è stata finanziata dalla borsa di ricerca post-dottorato LC Industries presso la RR e la Bosma Enterprises Borsa di ricerca post-dottorato ad AK. Gli autori ringraziano la dott.ssa Laura Walker e Donald Fletcher per i loro preziosi suggerimenti e l'aiuto nel reclutamento delle persone.

Tutte le procedure e il protocollo descritti di seguito sono stati esaminati e approvati dal comitato di revisione istituzionale della Wichita State University, Wichita, Kansas. Il consenso informato è stato ottenuto da tutti i partecipanti.
1. Selezione dei partecipanti
<ol><li>Partecipanti reclutati con visione normale (n=5, 4 femmine, media ± SE: 39,8 ± 2,6 anni) e con perdita della vista centrale (n=15, 11 femmine, 78,3 ± 2,3 anni) a causa della degenerazione maculare (legata all'età /giovanile). Si noti che l'età grossolanamente diversa dei due gruppi era secondaria alla demografia dei soggetti con perdita della vista centrale (la degenerazione maculare legata all'età colpisce i soggetti più anziani ed è più diffusa nelle femmine). Inoltre, l'obiettivo di questo studio non era confrontare le due coorti.</li>
</ol>2. Preparazione dell'esperimento
<ol><li>Utilizzare un otturatore attivo 3D wireless (Table of Materials) che può essere sincronizzato con qualsiasi monitor pronto per il 3D. Affinché gli occhiali dell'otturatore siano attivi, non dovrebbero esserci interferenze tra il trasmettitore a infrarossi (una piccola scatola nera a forma di piramide) e il ricevitore a infrarossi (sensore) sul ponte nasale degli occhiali dell'otturatore.</li>
	<li>Visualizza tutti gli stimoli visivi su un monitor 3D (1920 x 1080 pixel, 144 Hz). Affinché il monitor e gli occhiali 3D funzionino senza soluzione di continuità, assicurarsi che siano installati driver appropriati.</li>
	<li>Utilizzare un eye-tracker a infrarossi montato su tavolo (Table of Materials) in grado di misurare i movimenti degli occhi al campionamento di 1000 Hz per questo protocollo. Separare l'illuminazione a infrarossi e la fotocamera dell'eye-tracker utilizzare qualsiasi treppiede con altezza e angolo regolabili (Tavolo dei materiali) per tenerli saldamente in posizione. Posizionare la fotocamera a una distanza di 20-30 cm dal partecipante e posizionare lo schermo a una distanza di 100 cm dal partecipante.</li>
	<li>Utilizzare una patch riflettente a infrarossi (Tabella dei materiali) per evitare l'interferenza tra l'illuminazione a infrarossi dell'eye-tracker e il sistema a infrarossi degli occhiali dell'otturatore ( Figura1, Destra).</li>
	<li>Utilizzare il software disponibile in commercio (Table of Materials) per integrare occhiali dell'otturatore e monitor pronto per il 3D per la presentazione dicoptica di stimoli visivi per controllare l'eyetracker.</li>
	<li>Per stabilizzare i movimenti della testa, utilizzare un mento alto e largo e un poggia fronte(Tavolo dei Materiali)e fissarlo a un tavolo regolabile. L'ampia dimensione del mento e del poggiatesta consente un comodo posizionamento dei partecipanti con gli occhiali dell'otturatore. NOTA: la figura 1 mostra la configurazione per il tracciamento oculare con presentazione di stimolo dicottico utilizzando occhiali otturatore 3D e monitor pronto per il 3D. Il cerotto riflettente a infrarossi è stato posizionato strategicamente sotto il sensore a infrarossi sul ponte nasale degli occhiali dell'otturatore 3D(Figura 1,Destra).</li>
	<li>Riduci al minimo la perdita di informazioni sulla luminanza disattivando l'opzione light-boost nel monitor pronto per il 3D. La perdita di informazioni sulla luminanza da un occhio all'altro è nota come perdita di luminanza o crosstalk13. Questo è soggetto a verificarsi con i display stereoscopici nelle condizioni di luminanza elevata.</li>
	<li>A causa delle persiane, la quantità di illuminazione a infrarossi (dal sistema di tracciamento oculare) che raggiunge la pupilla puòessere significativamente ridotta di 13 – in media, circa il 65% della luminanza è stato ridotto(tabella complementare 1). Per superare questo problema, aumentare la resistenza dei LED a infrarossi dell'eyetracker al 100% o (l'impostazione massima) dall'impostazione di alimentazione predefinita. Quando si utilizza l'eye-tracker (Table of Materials) basato su video a infrarossi, modificare questa impostazione nelle impostazioni "Potenza di illuminazione" nella schermata inferiore sinistra, come illustrato nella figura 2.</li>
</ol>3. Esecuzione dell'esperimento
NOTA: L'esperimento principale di questo studio è stato il tracciamento oculare binoculare e lo screening del campo visivo centrale usando lo stimolo dicottico. Lo screening centrale del campo visivo era paragonabile al test visivo sul campo degli strumenti disponibili in commercio (Table of Materials). Le proprietà fisiche dello stimolo visivo come la luminanza del bersaglio (~22 cd/m2),la luminanza dello sfondo (~10 cd/m2),la dimensione del bersaglio (Goldmann III – 4 mm2),la griglia del campo visivo (griglia Polar 3 con 28 punti, figura 3)e la durata dello stimolo (200 ms) erano identiche al test visivo sul campo degli strumenti disponibili in commercio. Si noti che questi valori di luminanza sono stati misurati tramite occhiali dell'otturatore quando l'otturatore era ON (Tabella supplementare 1). Ai fini delle prove qui discusse, la luminanza dello stimolo era costante a differenza dei test sul campo visivo in cui la luminanza dello stimolo viene alterata per ottenere una soglia di rilevamento. In altre parole, l'esperimento ha utilizzato lo screening sopra soglia e non la soglia. Pertanto, i risultati dello screening sono stati risposte binarie (stimoli visti o non visti) e non valori numerici.
<ol><li>Controlli pre-esperimento<ol>
<li>Un paio di minuti prima dell'arrivo del partecipante per il test, assicurarsi che sia l'eye tracker che il computer host (che esegue l'esperimento) siano accesi e verificare che il computer host sia collegato all'eyetracker.</li>
		<li>Di norma, confermare l'accuratezza della sincronizzazione (utilizzando comandi specifici della piattaforma) del display prima di iniziare l'esperimento.</li>
	</ol></li>
	<li>Avvio dell'esperimento principale NOTA: i passaggi seguenti sono molto specifici della piattaforma ed è subordinato allo script che esegue l'esperimento principale. Vedere Materiale supplementare che contiene i campioni dei codici utilizzati per progettare ed eseguire l'esperimento.<ol>
<li>Avviare il programma (vedere Materiale supplementare - 'ELScreeningBLR.m') che esegue l'esperimento principale dall'interfaccia appropriata. Quando e se richiesto dal programma, immettere le informazioni sui partecipanti (ad esempio l'ID partecipante, la distanza di test) necessarie per salvare il file di dati di output nella cartella dati con un nome di file univoco.</li>
		<li>Uno schermo grigio con istruzioni come "Premere INVIO per attivare o disattivare la fotocamera; Premere C per calibrare, premere V per convalidare" apparirà sullo schermo. In questa fase, regolare la fotocamera dell'eye-tracker per allinearla alla pupilla del partecipante, come illustrato nella figura 2.</li>
	</ol></li>
	<li>Calibrazione e convalida degli eye-tracker<ol>
<li>Avviare la calibrazione dell'eye-tracker. Istruisi i partecipanti a seguire il bersaglio spostando gli occhi (e non la testa) e guarda il centro del bersaglio.</li>
		<li>Dopo la calibrazione riuscita, avviare la convalida. Fornire le stesse istruzioni della calibrazione.</li>
		<li>Leggere i risultati del passaggio di convalida (in genere visualizzato sullo schermo). Ripetere la calibrazione e la convalida fino a ottenere il risultato "buono/equo" (come raccomandato dal manuale dell'eyetracker).</li>
	</ol></li>
	<li>Correzione della deriva<ol>
<li>Una volta eseguita la calibrazione e la convalida dell'eye-tracker, avviare la correzione della deriva.</li>
		<li>Istruisi i partecipanti a "guardare il bersaglio di fissazione centrale e tenere gli occhi il più stabili possibile". NOTA: Dopo la calibrazione, la convalida e la correzione della deriva, il tracciamento oculare verrà avviato contemporaneamente all'esperimento principale.</li>
	</ol></li>
	<li>Screening visivo sul campo<ol>
<li>Ri-istruire/ricordare al partecipante l'attività che deve eseguire durante l'esperimento. Chiedi ai soggetti di tenere entrambi gli occhi aperti durante l'intero test.</li>
		<li>Per questo esperimento sul campo visivo, indicare loro di mantenere la fissazione alla destinazione di fissazione centrale rispondendo a "qualsiasi luce bianca vista" premendo il pulsante "INVIO" nel pulsante di risposta (Figura 1, Tabella dei materiali). Istruisili a non muovere gli occhi e cercare le nuove luci bianche. Inoltre, ricorda loro che le brevi luci bianche possono apparire in qualsiasi posizione sullo schermo. NOTA: Durante lo screening visivo sul campo, il funzionamento degli occhiali dell'otturatore può essere sondato utilizzando bersagli monoculari che possono essere fusi per formare un percetto completo (vedi Figura supplementare 2 - prove di cattura).</li>
		<li>Re-iterare l'istruzione per "tenere la fissazione" più volte durante l'esperimento per garantire che la fissazione rientri nell'area desiderata. NOTA: un feedback audio (come un tono di errore) può essere utilizzato per avvisare la perdita di fissazione (come gli occhi spostati all'esterno di una finestra di tolleranza). Quando la fissazione decade, ristruttura il partecipante a fissare solo sulla destinazione incrociata. La presentazione degli stimoli visivi può essere temporaneamente interrotta fino a quando il partecipante non riporta la fissazione all'interno della finestra di tolleranza (come 2° centrale).</li>
		<li>Al termine dell'esperimento sul campo visivo, sullo schermo verrà visualizzato il risultato del test che evidenzia in modo diverso le posizioni viste e non viste, ad esempio la figura 6.</li>
	</ol></li>
	<li>Salvataggio del file di dati<ol>
<li>Tutti i dati del campo visivo (ad esempio salvati come ". mat") e i dati di movimento oculare (ad esempio salvati come file ".edf") verranno salvati automaticamente per l'analisi post-hoc. Tuttavia, assicurarsi che i file siano stati salvati prima di uscire dal programma o dalla piattaforma che esegue l'esperimento.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Analisi
NOTA: L'analisi del movimento degli occhi e dei dati del campo visivo può essere eseguita in diversi modi ed è dipendente dal software utilizzato per eseguire l'esperimento e il formato dati dell'output dell'eye tracker. I passaggi seguenti sono specifici dell'impostazione e del programma (vedere Materiali supplementari).
<ol><li>Analisi del movimento oculare (post-hoc) NOTA: il file di dati dei movimenti oculari salvati (EDF) è un formato binario altamente compresso e contiene molti tipi di dati, tra cui eventi di movimento oculare, messaggi, pressioni dei pulsanti e campioni di posizione dello sguardo.<ol>
<li>Convertire EDF in file ASC-II utilizzando un programma traduttore (EDF2ASC).</li>
		<li>Eseguire 'PipelineEyeMovementAnalysisERI.m' per inizializzare l'analisi del movimento oculare e seguire le istruzioni riportate nel codice (vedere Materiali supplementari per lo script di codice).</li>
		<li>Eseguire 'EM_plots.m', per estrarre le posizioni oculari orizzontali e verticali e per tracciare come illustrato nella figura 4 e nella figura 5. NOTA: I dati sul movimento degli occhi possono essere ulteriormente analizzati per calcolare la stabilità di fissazione, rilevare microsaccadi, ecc. Tuttavia, questo esula dall'ambito del documento attuale.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Campi visivi<ol>
<li>Per ottenere i report del test del campo visivo, eseguire 'VF_plot.m'. NOTA: tutti i set di dati relativi all'esperimento sui campi visivi, ad esempio i punti visti/non visti, verranno tracciati come mappa dei campi visivi, come illustrato nella figura 6. Se un punto è stato visto, allora verrà tracciato come quadrato riempito "verde", altrimenti verrà tracciato un quadrato pieno di rosso. Non sarà richiesta alcuna analisi post-hoc per i dati dei campi visivi.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Fletcher, D. C., Schuchard, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preferred+retinal+loci+relationship+to+macular+scotomas+in+a+low-vision+population.">Preferred retinal loci relationship to macular scotomas in a low-vision population.</a> Ophthalmology. 104 (4), 632-638 (1997).</li><li>Raveendran, R. N., Babu, R. J., Hess, R. F., Bobier, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+improvements+in+fixational+stability+in+strabismic+amblyopes+following+bifoveal+fixation+and+reduced+interocular+suppression.">Transient improvements in fixational stability in strabismic amblyopes following bifoveal fixation and reduced interocular suppression.</a> Ophthalmic &amp; Physiological Optics. 34, 214-225 (2014).</li><li>Nystr&#246;m, M., Hansen, D. W., Andersson, R., Hooge, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+have+microsaccades+become+larger?+Investigating+eye+deformations+and+detection+algorithms.">Why have microsaccades become larger? Investigating eye deformations and detection algorithms.</a> Vision Research. , (2014).</li><li>Raveendran, R. N., Babu, R. J., Hess, R. F., Bobier, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+improvements+in+fixational+stability+in+strabismic+amblyopes+following+bifoveal+fixation+and+reduced+interocular+suppression.">Transient improvements in fixational stability in strabismic amblyopes following bifoveal fixation and reduced interocular suppression.</a> Ophthalmic and Physiological Optics. 34 (2), (2014).</li><li>Brascamp, J. W., Naber, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eye+tracking+under+dichoptic+viewing+conditions:+a+practical+solution.">Eye tracking under dichoptic viewing conditions: a practical solution.</a> Behavior Research Methods. 49 (4), 1303-1309 (2017).</li><li>Qian, C. S., Brascamp, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+build+a+dichoptic+presentation+system+that+includes+an+eye+tracker.">How to build a dichoptic presentation system that includes an eye tracker.</a> Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).</li><li>Raveendran, R. N., Bobier, W. R., Thompson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Binocular+vision+and+fixational+eye+movements.">Binocular vision and fixational eye movements.</a> Journal of Vision. 19 (4), 1-15 (2019).</li><li>. Binocular vision and fixational eye movements Available from: <a target="_blank" href="https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10112/12076">https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10112/12076</a> (2017)</li><li>. Fixational eye movements in strabismic amblyopia Available from: <a target="_blank" href="https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10012/7478">https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10012/7478</a> (2013)</li><li>Maiello, G., Chessa, M., Solari, F., Bex, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulated+disparity+and+peripheral+blur+interact+during+binocular+fusion.">Simulated disparity and peripheral blur interact during binocular fusion.</a> Journal of Vision. 14 (8), (2014).</li><li>Maiello, G., Harrison, W. J., Bex, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monocular+and+binocular+contributions+to+oculomotor+plasticity.">Monocular and binocular contributions to oculomotor plasticity.</a> Scientific Reports. 6, (2016).</li><li>Maiello, G., Kwon, M. Y., Bex, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+binocular+eye-hand+coordination+in+normal+vision+and+with+simulated+visual+impairment.">Three-dimensional binocular eye-hand coordination in normal vision and with simulated visual impairment.</a> Experimental Brain Research. 236 (3), 691-709 (2018).</li><li>Agaoglu, S., Agaoglu, M. N., Das, V. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motion+Information+via+the+Nonfixating+Eye+Can+Drive+Optokinetic+Nystagmus+in+Strabismus.">Motion Information via the Nonfixating Eye Can Drive Optokinetic Nystagmus in Strabismus.</a> Investigative Opthalmology &amp; Visual Science. 56 (11), 6423 (2015).</li><li>Erkelens, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fusional+limits+for+a+large+random-dot+stereogram.">Fusional limits for a large random-dot stereogram.</a> Vision Research. 28 (2), 345-353 (1988).</li><li>Seiple, W., Szlyk, J. P., McMahon, T., Pulido, J., Fishman, G. A. <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+training+for+reading+in+patients+with+age-related+macular+degeneration.">Eye-movement training for reading in patients with age-related macular degeneration.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 46 (8), 2886-2896 (2005).</li><li>Aguilar, C., Castet, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gaze-contingent+simulation+of+retinopathy:+Some+potential+pitfalls+and+remedies.">Gaze-contingent simulation of retinopathy: Some potential pitfalls and remedies.</a> Vision Research. 51 (9), 997-1012 (2011).</li><li>Pratt, J. D., Stevenson, S. B., Bedell, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scotoma+Visibility+and+Reading+Rate+with+Bilateral+Central+Scotomas.">Scotoma Visibility and Reading Rate with Bilateral Central Scotomas.</a> Optom Vis Sci. 94 (31), 279-289 (2017).</li><li>Babu, R. J., Clavagnier, S., Bobier, W. R., Thompson, B., Hess, R. F., PGH, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+Extent+of+Peripheral+Suppression+in+Amblyopia.">Regional Extent of Peripheral Suppression in Amblyopia.</a> Investigative Opthalmology &amp; Visual Science. 58 (4), 2329 (2017).</li><li>Ebenholtz, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motion+Sickness+and+Oculomotor+Systems+in+Virtual+Environments.">Motion Sickness and Oculomotor Systems in Virtual Environments.</a> Presence: Teleoperators and Virtual Environments. 1 (3), 302-305 (1992).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare. Parti dello studio qui presentato sono state presentate come astratte intitolate "Binocular Central Visual Function in Macular Degeneration" nell'incontro annuale dell'American Academy of Optometry 2019.

Il metodo proposto per misurare i movimenti oculari in condizioni di visione dicottiche ha molte potenziali applicazioni. La valutazione dei campi visivi binoculari nei partecipanti con perdita della vista centrale che viene dimostrata qui è una di queste applicazioni. Abbiamo usato questo metodo per valutare il campo visivo binoculare in quindici partecipanti con perdita della vista centrale per studiare come la visualizzazione binoculare influenzi l'eterogenea perdita del campo visivo centrale.
<p class="jove_cont...

La degenerazione maculare è generalmente una condizione bilaterale che influenza la visione centrale e il modello di perdita visiva può essere eterogeneo. La perdita visiva centrale potrebbe essere simmetrica o asimmetrica tra due occhi1. Attualmente, ci sono diverse tecniche disponibili per valutare il campo visivo centrale nella degenerazione maculare. Il grafico a griglia amsler contiene un motivo a griglia che può essere utilizzato per schermare manualmente il campo visivo centrale. I perimetri automatizzati (ad esempio, analizzatore di campi visivi Humphrey) presentano lampi di luce di varia luminosità e dimensioni in una ciotola ganzfeld standardizzata per sondare il campo visivo. La microperimetria dipendente da gaze presenta stimoli visivi su un display LCD. I micro-perimetri possono compensare i movimenti dei micro-occhi monitorando una regione di interesse sulla retina. I micro-perimetri possono sondare le regioni locali nella retina centrale alla ricerca di cambiamenti nella funzione, ma possono testare solo un occhio alla volta. Di conseguenza, i test micro-perimetrici non possono spiegare come i difetti eterogenei in ogni occhio influenzino l'interazione binoculare e la funzione del mondo reale. È necessario che un metodo valuti in modo affidabile i campi visivi in una condizione di visualizzazione che si avvicina strettamente alla visualizzazione nel mondo reale. Tale valutazione è necessaria per capire come il difetto del campo visivo di un occhio influisce / contribuisce al difetto del campo visivo binoculare. Proponiamo un nuovo metodo per valutare il campo visivo centrale nelle persone con perdita visiva centrale in condizioni di visione dicottiche (cioè, quando gli stimoli visivi sono presentati in modo indipendente a ciascuno dei due occhi).
Per misurare i campi visivi in modo affidabile, la fissazione deve essere mantenuta in un determinato luogo. Pertanto, è importante combinare il tracciamento oculare e la presentazione dicoptica per la valutazione binoculare. Tuttavia, la combinazione di queste due tecniche può essere impegnativa a causa delle interferenze tra i sistemi illuminanti dell'eye-tracker (ad esempio, LED a infrarossi) e gli elementi ottici dei sistemi di presentazione dicoptici (ad esempio, specchi di aploscopio o prismi di stereoscopi). Opzioni alternative sono l'utilizzo di una tecnica di tracciamento oculare che non interferisca con la linea di vista (ad esempio, la tecnica della bobina sclerale) o un eye-tracker integrato con gli occhiali2. Sebbene ogni metodo abbia i suoi benefici, ci sono svantaggi. Il primo metodo è considerato invasivo e può causarenotevole disagio 3 e questi ultimi metodi hanno basse risoluzioni temporali (60 Hz)4. Per superare questi problemi, Brascamp & Naber (2017)5 e Qian & Brascamp (2017)6 hanno utilizzato un paio di specchi freddi (che trasmettevano luce infrarossa ma riflettevano il 95% della luce visibile) e un paio di monitor su entrambi i lati degli specchi freddi per creare una presentazione dicoptica. L'eye-tracker basato su video a infrarossi è stato utilizzato per tenere traccia dei movimenti degli occhi nella configurazione dell'aploscopio7,8.
Tuttavia, l'uso di una presentazione dicoptica di tipo aploscopio ha uno svantaggio. Il centro di rotazione dello strumento (aploscopio) è diverso dal centro di rotazione dell'occhio. Pertanto, sono necessari ulteriori calcoli (come descritto nell'Appendice – A di Raveendran (2013)9) per misurazioni corrette e accurate dei movimenti oculari. Inoltre, i piani di alloggio e di convergenza devono essere allineati (cioè, la domanda di alloggio e vergenza deve essere la stessa). Ad esempio, se la distanza di lavoro (distanza ottica totale) è di 40 cm, la domanda di alloggio e vergenza è rispettivamente di 2,5 diottrie e angoli di 2,5 metri. Se allineiamo gli specchi perfettamente ortogonali, allora l'aploscopio è allineato per una visione lontana (cioè, la vergenza richiesta è zero), ma l'alloggio richiesto è ancora 2.5D. Pertanto, un paio di lenti convesse (+2,50 diottrie) devono essere posizionate tra la disposizione dell'occhio e dello specchio dell'aploscopio per spingere il piano di alloggio all'infinito (cioè, l'alloggio richiesto è zero). Questa disposizione richiede più spazio tra la disposizione degli occhi e dello specchio dell'aploscopio, il che ci riporta alla differenza nei centri di rotazione. Il problema di allineare i piani di accomodamento e convergenza può essere ridotto al minimo allineando l'aploscopio alla visualizzazione vicina in modo che entrambi i piani siano allineati. Tuttavia, ciò richiede la misurazione della distanza inter-pupillare per ogni partecipante e il corrispondente allineamento degli specchi/stimolanti dell'aploscopio che presentano monitor.
In questo documento, introduciamo un metodo per combinare il tracciamento oculare basato su video a infrarossi e la presentazione di stimoli dicoptici utilizzando occhiali otturatore 3D wireless e monitor pronti per il 3D. Questo metodo non richiede calcoli e/o ipotesi aggiuntivi come quelli utilizzati con il metodo aploscopico. Gli occhiali dell'otturatore sono stati utilizzati in combinazione con gli eye tracker per comprendere la fusione binoculare10,l'adattamento saccadico11e la coordinazione occhio-mano12. Tuttavia, va notato che gli occhiali stereo-otturatore utilizzati da Maiello e colleghi10,11,12 erano gli occhiali otturatore di prima generazione, che erano collegati attraverso un filo per sincronizzarsi con la frequenza di aggiornamento del monitor. Inoltre, gli occhiali otturatore di prima generazione non sono commercialmente disponibili ora. Qui, dimostriamo l'uso di occhiali otturatore wireless di seconda generazione disponibili in commercio(Table of Materials)per presentare stimoli dicoptici e misurare in modo affidabile i movimenti oculari monoculari e binoculari. Inoltre, dimostriamo un metodo per valutare i campi visivi monoculari /binocoli in soggetti con perdita centrale del campo visivo. Mentre la presentazione dicoptica dello stimolo visivo consente la valutazione monoculare e binoculare dei campi visivi, il tracciamento oculare binoculare in condizioni di visualizzazione dicottiche facilita il test dei campi visivi in un paradigma controllato dallo sguardo.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D monitor</td>
			<td>Benq</td>
			<td>NA</td>
			<td>Approximate Cost (in USD): 500 
			https://zowie.benq.com/en/product/monitor/xl/xl2720.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D shutter glass</td>
			<td>NVIDIA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Approximate Cost (in USD): 300 
			https://www.nvidia.com/object/product-geforce-3d-vision2-wireless-glasses-kit-us.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chin/forehead rest</td>
			<td>UHCO</td>
			<td>NA</td>
			<td>Approximate Cost (in USD): 750 
			https://www.opt.uh.edu/research-at-uhco/uhcotech/headspot/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eyetracker</td>
			<td>SR Research</td>
			<td>NA</td>
			<td>Approximate Cost (in USD): 27,000 
			https://www.sr-research.com/eyelink-1000-plus/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR reflective patch</td>
			<td>Tactical</td>
			<td>NA</td>
			<td>Approximate Cost (in USD): 10 
			https://www.empiretactical.org/infrared-reflective-patches/tactical-infrared-ir-square-patch-with-velcro-hook-fastener-1-inch-x-1-inch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB Software</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td>NA</td>
			<td>Approximate Cost (in USD): 2150 
			https://www.mathworks.com/pricing-licensing.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Numerical Keypad</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>CP001878 (model), B01E8TTWZ2 (ASIN)</td>
			<td>Approximate Cost (in USD): 15 
			https://www.amazon.com/Numeric-Jelly-Comb-Portable-Computer/dp/B01E8TTWZ2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Psychtoolbox - Add on</td>
			<td>Freeware</td>
			<td>NA</td>
			<td>Approximate Cost (in USD): FREE 
			http://psychtoolbox.org/download.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tripod (Dekstop)</td>
			<td>Manfrotto</td>
			<td>MTPIXI-B (model), B00D76RNLS (ASIN)</td>
			<td>Approximate Cost (in USD): 30 
			https://www.amazon.com/dp/B00D76RNLS</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing binocular central visual field and binocular eye movements in a dichoptic viewing condition

La degenerazione maculare in genere si traduce in difetti visivi centrali binoculari eterogenei. Gli approcci attualmente disponibili per valutare il campo visivo centrale, come la microperimetria, possono testare solo un occhio alla volta. Pertanto, non possono spiegare come i difetti in ogni occhio influenzino l'interazione binoculare e la funzione del mondo reale. La presentazione di stimoli dicoptici con un sistema controllato dallo sguardo potrebbe fornire una misura affidabile dei campi visivi monoculari / binocoli. Tuttavia, la presentazione dello stimolo dicottico e il tracciamento oculare simultaneo sono impegnativi perché i dispositivi ottici degli strumenti che presentano stimoli dicopticamente (ad esempio, aploscopio) interferiscono sempre con gli eye-tracker (ad esempio, eye-tracker basati su video a infrarossi). Pertanto, gli obiettivi erano 1) sviluppare un metodo per la presentazione di stimoli dicoptici con tracciamento oculare simultaneo, utilizzando occhiali otturatore 3D e monitor pronti per il 3D, che non è influenzato da interferenze e 2) per utilizzare questo metodo per sviluppare un protocollo per valutare il campo visivo centrale in soggetti con perdita della vista centrale. I risultati hanno dimostrato che questa configurazione fornisce una soluzione pratica per misurare in modo affidabile i movimenti oculari in condizioni di visione dicottiche. Inoltre, è stato anche dimostrato che questo metodo può valutare il campo visivo centrale binoculare controllato dallo sguardo in soggetti con perdita della vista centrale.

Vengono mostrate le tracce rappresentative di movimento oculare binoculare di un osservatore con una normale visione binoculare durante due diverse condizioni di visualizzazione (Figura 4). Il tracciamento continuo dei movimenti oculari è stato possibile quando entrambi gli occhi hanno visto lo stimolo (Figura 4A), e quando l'occhio sinistro ha visto lo stimolo con l'occhio destro sotto un otturatore attivo(Figura 4B). Come evident...

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Assessing Binocular Central Visual Field and Binocular Eye Movements in a Dichoptic Viewing Condition

Valutazione del campo visivo centrale binoculare e dei movimenti degli occhi binocoli in una condizione di visualizzazione dicoptica

Qui è presentato un protocollo per valutare i movimenti degli occhi binoculari e lo screening del campo visivo centrale controllato dallo sguardo nei partecipanti con perdita della vista centrale.

Macular degeneration typically results in heterogeneous binocular central visual defects. Currently available approaches to assess central visual field, ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

4.3K Views.  Envision Research Institute. Qui è presentato un protocollo per valutare i movimenti degli occhi binoculari e lo screening del campo visivo centrale controllato dallo sguardo nei partecipanti con perdita della vista centrale.

Video: Assessing Binocular Central Visual Field and Binocular Eye Movements in a Dichoptic Viewing Condition

Using Eye Movements to Evaluate the Cognitive Processes Involved in Text Comprehension

The present article describes how to use eye tracking methodologies to study the cognitive processes involved in text comprehension. Measuring eye movements during reading is one of the most precise methods for measuring moment-by-moment (online) processing demands during text comprehension. Cognitive processing demands are reflected by several aspects of eye movement behavior, such as fixation duration, number of fixations, and number of regressions (returning to prior parts of a text). Important properties of eye tracking equipment that researchers need to consider are described, including how frequently the eye position is measured (sampling rate), accuracy of determining eye position, how much head movement is allowed, and ease of use. Also described are properties of stimuli that influence eye movements that need to be controlled in studies of text comprehension, such as the position, frequency, and length of target words. Procedural recommendations related to preparing the participant, setting up and calibrating the equipment, and running a study are given. Representative results are presented to illustrate how data can be evaluated. Although the methodology is described in terms of reading comprehension, much of the information presented can be applied to any study in which participants read verbal stimuli.

The present article describes how to use eye tracking methodologies to study the cognitive processes involved in text comprehension. Descriptions of eye tracking equipment, how to develop experimental stimuli, and procedural recommendations are included. The information presented can be applied to most any study using verbal stimuli.

Utilizzo dei movimenti oculari per valutare i processi cognitivi coinvolti nella comprensione del testo

The present article describes how to use eye  tracking methodologies to study the cognitive processes involved in text  comprehension. Measuring eye ...

Ricerca

Comportamento

A Method to Quantify Visual Information Processing in Children Using Eye Tracking

Visual problems that occur early in life can have major impact on a child's development. Without verbal communication and only based on observational methods, it is difficult to make a quantitative assessment of a child's visual problems. This limits accurate diagnostics in children under the age of 4 years and in children with intellectual disabilities. Here we describe a quantitative method that overcomes these problems. The method uses a remote eye tracker and a four choice preferential looking paradigm to measure eye movement responses to different visual stimuli. The child sits without head support in front of a monitor with integrated infrared cameras. In one of four monitor quadrants a visual stimulus is presented. Each stimulus has a specific visual modality with respect to the background, e.g., form, motion, contrast or color. From the reflexive eye movement responses to these specific visual modalities, output parameters such as reaction times, fixation accuracy and fixation duration are calculated to quantify a child's viewing behavior. With this approach, the quality of visual information processing can be assessed without the use of communication. By comparing results with reference values obtained in typically developing children from 0-12 years, the method provides a characterization of visual information processing in visually impaired children. The quantitative information provided by this method can be advantageous for the field of clinical visual assessment and rehabilitation in multiple ways. The parameter values provide a good basis to: (i) characterize early visual capacities and consequently to enable early interventions; (ii) compare risk groups and follow visual development over time; and (iii), construct an individual visual profile for each child.

A method is described to quantify the quality of visual information processing based on reflexive eye movements in response to specific visual modalities. Reaction times and fixation output parameters are used to characterize visual performance in children with and without visual impairments from 6 months of age.

Un metodo per quantificare Visual Information Processing in bambini che utilizzano Eye Tracking

Visual problems that occur early in life can have major impact on a child's development. Without verbal communication and only based on observational ...

How to Build a Dichoptic Presentation System That Includes an Eye Tracker

The presentation of different stimuli to the two eyes, dichoptic presentation, is essential for studies involving 3D vision and interocular suppression. There is a growing literature on the unique experimental value of pupillary and oculomotor measures, especially for research on interocular suppression. Although obtaining eye-tracking measures would thus benefit studies that use dichoptic presentation, the hardware essential for dichoptic presentation (e.g. mirrors) often interferes with high-quality eye tracking, especially when using a video-based eye tracker. We recently described an experimental setup that combines a standard dichoptic presentation system with an infrared eye tracker by using infrared-transparent mirrors1. The setup is compatible with standard monitors and eye trackers, easy to implement, and affordable (on the order of US$1,000). Relative to existing methods it has the benefits of not requiring special equipment and posing few limits on the nature and quality of the visual stimulus. Here we provide a visual guide to the construction and use of our setup.

We recently proposed a method that allows dichoptic visual stimulus presentation and binocular eye tracking simultaneously1. The key is the combination of an infrared eye tracker and the corresponding infrared-transparent mirrors. This manuscript provides an in depth protocol for initial setup and everyday operation.

Come costruire un sistema di presentazione di dicoptico che include Eye Tracker

The presentation of different stimuli to the two eyes, dichoptic presentation, is essential for studies involving 3D vision and interocular suppression. ...

Central and Divided Visual Field Presentation of Emotional Images to Measure Hemispheric Differences in Motivated Attention

Two dominant theories on lateralized processing of emotional information exist in the literature. One theory posits that unpleasant emotions are processed by right frontal regions, while pleasant emotions are processed by left frontal regions. The other theory posits that the right hemisphere is more specialized for the processing of emotional information overall, particularly in posterior regions.
Assessing the different roles of the cerebral hemispheres in processing emotional information can be difficult without the use of neuroimaging methodologies, which are not accessible or affordable to all scientists. Divided visual field presentation of stimuli can allow for the investigation of lateralized processing of information without the use of neuroimaging technology. 
This study compared central versus divided visual field presentations of emotional images to assess differences in motivated attention between the two hemispheres. The late positive potential (LPP) was recorded using electroencephalography (EEG) and event-related potentials (ERPs) methodologies to assess motivated attention. Future work will pair this paradigm with a more active behavioral task to explore the behavioral impacts on the attentional differences found.

This study compared central versus divided visual field presentations of emotional images to assess differences in motivated attention between the two hemispheres. The late positive potential (LPP) was recorded using electroencephalography (EEG) and event-related potentials (ERPs) methodologies to assess motivated attention.

Campo visivo centrale e diviso presentazione di immagini emozionanti di misurare differenze emisferiche in attenzione motivato

Two dominant theories on lateralized processing of emotional information exist in the literature. One theory posits that unpleasant emotions are processed ...

Eye Tracking During Visually Situated Language Comprehension: Flexibility and Limitations in Uncovering Visual Context Effects

The present work is a description and an assessment of a methodology designed to quantify different aspects of the interaction between language processing and the perception of the visual world. The recording of eye-gaze patterns has provided good evidence for the contribution of both the visual context and linguistic/world knowledge to language comprehension. Initial research assessed object-context effects to test&#160;theories of modularity in language processing. In the introduction, we describe how subsequent investigations have taken the role of the wider visual context in language processing as a research topic in its own right, asking questions such as how our visual perception of events and of speakers contributes to&#160;comprehension informed by&#160;comprehenders&#39; experience. Among the examined aspects of the visual context are actions, events, a speaker&#39;s gaze, and emotional facial expressions, as well as spatial object configurations. Following an overview of the eye-tracking method and its different applications, we list the key steps of the methodology in the protocol, illustrating how to successfully use it to study visually-situated language comprehension. A final section presents three sets of representative results and illustrates the benefits and limitations of eye tracking for investigating the interplay between the perception of the visual world and language comprehension.

The present article reviews an eye-tracking methodology for studies on language comprehension. To obtain reliable data, key steps of the protocol must be followed. Among these are the correct set-up of the eye tracker (e.g., ensuring good quality of the eye and head images) and accurate calibration.

Eye Tracking durante la comprensione del linguaggio visivo situato: Flessibilità e limitazioni a scoprire gli effetti di contesto visivo

The present work is a description and an assessment of a methodology designed to quantify different aspects of the interaction between language processing ...

Using Eye Movements Recorded in the Visual World Paradigm to Explore the Online Processing of Spoken Language

In a typical eye tracking study using the visual world paradigm, participants' eye movements to objects or pictures in the visual workspace are recorded via an eye tracker as the participant produces or comprehends a spoken language describing the concurrent visual world. This paradigm has high versatility, as it can be used in a wide range of populations, including those who cannot read and/or who cannot overtly give their behavioral responses, such as preliterate children, elderly adults, and patients. More importantly, the paradigm is extremely sensitive to fine grained manipulations of the speech signal, and it can be used to study the online processing of most topics in language comprehension at multiple levels, such as the fine grained acoustic phonetic features, the properties of words, and the linguistic structures. The protocol described in this article illustrates how a typical visual world eye tracking study is conducted, with an example showing how the online processing of some semantically complex statements can be explored with the visual world paradigm.

The visual world paradigm monitors participants' eye movements in the visual workspace as they are listening to or speaking a spoken language. This paradigm can be used to investigate the online processing of a wide range of psycholinguistic questions, including semantically complex statements, such as disjunctive statements.

Utilizzando i movimenti di occhio registrati nel paradigma mondo visivo per esplorare l'elaborazione Online di lingua parlata

In a typical eye tracking study using the visual world paradigm, participants' eye movements to objects or pictures in the visual workspace are recorded ...

Visual Classical Conditioning in Wood Ants

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, studies implementing classical conditioning paradigms with harnessed insects have been important for investigating the exact cues that individuals learn and the neural mechanisms underlying learning and memory formation. Here we present a protocol for evoking visual associative learning in wood ants through classical conditioning. In this paradigm, ants are harnessed and presented with a visual cue (a blue cardboard), the conditional stimulus (CS), paired with an appetitive sugar reward, the unconditional stimulus (US). Ants perform a Maxilla-Labium Extension Reflex (MaLER), the unconditional response (UR), which can be used as a readout for learning. Training consists of 10 trials, separated by a 5-minute intertrial interval (ITI). Ants are also tested for memory retention 10 minutes or 1 hour after training. This protocol has the potential to allow researchers to analyze, in a precise and controlled manner, the details of visual memory formation and the neural basis of learning and memory formation in wood ants.

We present a protocol for the classical conditioning of harnessed ants that permits researchers to study visual learning and memory formation at a level of analysis not possible with freely moving individuals.

Visual condizionamento classico in legna formiche

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, ...

Eye-tracking to Distinguish Comprehension-based and Oculomotor-based Regressive Eye Movements During Reading

Regressive eye movements are eye movements that move backwards through the text and comprise approximately 10-25% of eye movements during reading. As such, understanding the causes and mechanisms of regressions plays an important role in understanding eye movement behavior. Inhibition of return (IOR) is an oculomotor effect that results in increased latency to return attention to a previously attended target versus a target that was not previously attended. Thus, IOR may affect regressions. This paper describes how to design materials to distinguish between regressions caused by comprehension-related and oculomotor processes; the latter is subject to IOR. The method allows researchers to identify IOR and control the causes of regressions. While the method requires tightly controlled materials and large numbers of participants and materials, it allows researchers to distinguish and control the types of regressions that occur in their reading studies.

The method was designed to investigate the role of inhibition of return (IOR) in regressive eye movements during reading. The focus is on differentiating between regressions triggered as a result of comprehension difficulty versus those triggered from oculomotor error, including the role of IOR in the two types of regressions.

Eye-tracking per distinguere movimenti oculari regressivo oculomotoria basati e comprensione durante la lettura

Regressive eye movements are eye movements that move backwards through the text and comprise approximately 10-25% of eye movements during reading. As ...

Gaze in Action: Head-mounted Eye Tracking of Children's Dynamic Visual Attention During Naturalistic Behavior

Young children's visual environments are dynamic, changing moment-by-moment as children physically and visually explore spaces and objects and interact with people around them. Head-mounted eye tracking offers a unique opportunity to capture children's dynamic egocentric views and how they allocate visual attention within those views. This protocol provides guiding principles and practical recommendations for researchers using head-mounted eye trackers in both laboratory and more naturalistic settings. Head-mounted eye tracking complements other experimental methods by enhancing opportunities for data collection in more ecologically valid contexts through increased portability and freedom of head and body movements compared to screen-based eye tracking. This protocol can also be integrated with other technologies, such as motion tracking and heart-rate monitoring, to provide a high-density multimodal dataset for examining natural behavior, learning, and development than previously possible. This paper illustrates the types of data generated from head-mounted eye tracking in a study designed to investigate visual attention in one natural context for toddlers: free-flowing toy play with a parent. Successful use of this protocol will allow researchers to collect data that can be used to answer questions not only about visual attention, but also about a broad range of other perceptual, cognitive, and social skills and their development.

Young children do not passively observe the world, but rather actively explore and engage with their environment. This protocol provides guiding principles and practical recommendations for using head-mounted eye trackers to record infants' and toddlers' dynamic visual environments and visual attention in the context of natural behavior.

Lo sguardo in azione: Head-mounted Eye Tracking dell'attenzione visiva dinamica dei bambini durante il comportamento naturalistico

Young children's visual environments are dynamic, changing moment-by-moment as children physically and visually explore spaces and objects and interact ...

Investigating the Deployment of Visual Attention Before Accurate and Averaging Saccades via Eye Tracking and Assessment of Visual Sensitivity

This experimental protocol was designed to investigate whether visual attention is obligatorily deployed at the endpoint of saccades. To this end, we recorded the eye position of human participants engaged in a saccade task via eye tracking and assessed visual orientation discrimination performance at various locations during saccade preparation. Importantly, instead of using a single saccade target paradigm for which the saccade endpoint typically coincides roughly with the target, this protocol comprised the presentation of two nearby saccade targets, leading to a distinct spatial dissociation between target locations and saccade endpoint on a substantial number of trials. The paradigm allowed us to compare presaccadic visual discrimination performance at the endpoint of accurate saccades (landing at one of the saccade targets) and of averaging saccades (landing at an intermediate location in between the two targets). We observed a selective enhancement of visual sensitivity at the endpoint of accurate saccades but not at the endpoint of averaging saccades. Rather, before the execution of averaging saccades, visual sensitivity was equally enhanced at both targets, suggesting that saccade averaging follows from unresolved attentional selection among the saccade targets. These results argue against a mandatory coupling between visual attention and saccade programming based on a direct measure of presaccadic visual sensitivity rather than saccadic reaction times, which have been used in other protocols to draw similar conclusions. While our protocol provides a useful framework to investigate the relationship between visual attention and saccadic eye movements at the behavioral level, it can also be combined with electrophysiological measures to extend insights at the neuronal level.

This experimental protocol combined eye tracking and the assessment of presaccadic visual sensitivity in a dual task paradigm, consisting of a free choice saccade task and a visual discrimination task, to investigate the deployment of visual spatial attention before both, accurate and averaging saccades.

Studiando la distribuzione dell'attenzione visiva prima di saccadi Accurate e media tramite Eye-Tracking e valutazione della sensibilità visiva

This experimental protocol was designed to investigate whether visual attention is obligatorily deployed at the endpoint of saccades. To this end, we ...