Este trabalho foi financiado em parte por uma concessão de CARREIRA da National Science Foundation (BES-0447713) e de uma bolsa da Essilor, International.

Uma visão geral dos elementos chave necessários para realizar uma experiência oculomotor é mostrado na figura 1. Cada bloco no diagrama de fluxo serão discutidos em detalhe abaixo. 1. INSTRUMENTOS SET-UP: <ol><li> Qualquer tipo de controlo de movimento do olho pode ser utilizado para este sistema. Vamos demonstrar um acompanhamento limbo infravermelho e um sistema de monitoramento de vídeo. </li><li> Para os movimentos de rastreamento em tandem, tais como a perseguição sacade ou liso, um computador único pode ser utilizado para a exibição visual. Para estudar os movimentos dos olhos opostas, como convergência ou a interação de convergência com movimentos versão em tandem (ie, vergent com estímulos saccadic) um haploscope é necessária com dois monitores de computador para exibição visual, ver figura 2. </li></ol> 2. Calibração: <ol><li> A calibração é necessária para converter um conjunto de métricas para outro. Os movimentos oculares são geralmente indicadas em graus (°) de rotação mostrados na figura 3. Contudo, m computadoronitors usar valores de pixels em comparação com pesquisadores de visão que muitas vezes denotam os estímulos visuais em graus. Daí, a conversão é necessária para converter os valores de pixel para graus. Pode-se usar a trigonometria para calcular onde colocar as metas físicas para calibrar os displays visuais. Por exemplo, se o estímulo no ecrã do computador alinha com um alvo física ° 2 (ver figura 2) que, em seguida, o valor de pixel corresponde a um 2 ° estímulo. </li><li> Para calibrar o sistema, o operador precisa abrir Pixel2Deg.vei dentro do diretório VisualEyes. Primeiro, defina o monitor para calibrar usando o campo de modo stretch. Digite o número 1 para o monitor olho esquerdo e número 2 para o monitor olho direito. Em seguida, execute o programa e mover a linha de estímulo verde até que a linha verde é exibida na parte superior da meta física. Introduza a posição conhecida da meta física em graus e pressione o botão salvar. Em seguida, clique na linha verde. O valor de grau e pixel será mostrado no visor em tele parte inferior esquerda canto. O operador deve coletar um mínimo de três pontos de calibração. </li><li> Depois de salvar todos os pontos de calibração, abra o arquivo de saída D2P no diretório VisualEyes para obter os pontos de calibração. Traçar os pontos de calibração para obter uma equação de regressão linear. Utilizar a equação para calcular a posição inicial e final do estímulo visual do operador desejar programar em valores de pixel. Um exemplo do olho esquerdo e olho direito curva de calibração obtida utilizando-se cinco pontos de calibração para um estímulo de vergência é mostrado na figura 4. </li><li> Repita os passos 2.2 e 2.3 para o outro monitor se o estímulo requer um monitor adicional. </li></ol> 3. VisualEyes SOFTWARE: <ol><li> Definir um estímulo: O operador tem de definir a posição inicial e final de estímulo olho esquerdo e direito antes da experiência. Primeiro, abra um novo arquivo de texto e na primeira linha, definir o tempo inicial e posição valoriza of o estímulo. Quatro parâmetros têm de ser definidas 1) Tempo (segundos), 2) a posição horizontal (pixel), 3) a posição vertical (pixel), e 4) a rotação (°), separadas por um separador. Da mesma forma, definir os quatro parâmetros do tempo final e posição do estímulo. Salve o estímulo no diretório VisualEyes como stimulus_name.vei arquivo (VEI = VisualEyes entrada) e repita este passo para o outro estímulo olho. <ol><li> O movimento do estímulo pode ser generalizado em dois tipos de movimento: um passo abrupto ou uma rampa contínua. Um passo permite que o estímulo para mover ou saltar abruptamente a partir da posição inicial para a posição final. O operador deve observar que a mudança no tempo é de 0,001 segundos para um estímulo etapa. Na linha seguinte, definir por quanto tempo você deseja que o estímulo a residir na posição inicial, bem como a posição final. Os estímulos são definidos usando quatro campos dentro de uma linha. Um exemplo de um passo sacade, rampa exercício suave, passo vergent e rampa vergent são mostrados naTabela 1. </li><li> Para estímulos, você pode ter um único estímulo, como um passo ou uma seqüência de tarefas visuais tais como a várias etapas. </li></ol></li><li> Salve Stimulus em Estímulos Library: Há várias configurações padrão no dc1.txt (olho esquerdo estímulo / monitor) e dc2.txt (olho direito estímulo / Monitor) arquivos dentro do diretório VisualEyes. A primeira linha é a percentagem do crivo, no interior da direcção horizontal. A segunda linha representa a percentagem da tela dentro do sentido vertical. A terceira é a imagem de fundo e a quarta é a imagem de primeiro plano ou de destino. A quinta linha indica que o computador para trabalhar em modo independente. O 6º significa que monitor (1 é olho direito e 2 é deixado olho). A linha 7 th é a relação de aspecto dos monitores. O restante das linhas são os diferentes tipos de estímulos, o operador pode usar dentro de uma sessão experimental. <ol><li> Abra o dc1.txt e dc2.txt da direc VisualEyestory. Estes dois arquivos contêm os estímulos da biblioteca para o olho esquerdo e olho direito, respectivamente. Na última linha, escrever o nome do estímulo que foi gerado a partir do passo 3.1 arquivo. O número refere-se ao perfil m th linha correspondente ao nome do arquivo de estímulo. Por exemplo, na figura 1, o número do perfil do estímulo é 8. </li></ol></li><li> Pode-se repetir os passos 3.1 a 3.2 para criar tantos estímulos que são necessários para uma experiência. </li><li> Escrever Script para o Protocolo Experimental: Abra um arquivo de texto para digitar os comandos Protocolo Experimental. Este arquivo é chamado o arquivo de script que significa que o Sistema VisualEyes irá ler e executar cada comando do script encontrado neste arquivo. A capacidade de criar um arquivo de script para um protocolo experimental permite ao usuário proceder a repetidas sessões experimentais utilizando o mesmo protocolo. Além disso, vários scripts podem ser escritos para variar o tipo ea seqüência de comandos experimentais. Este arquivopodem ser salvos no diretório VisualEyes como um arquivo script_name.ves. (VES = VisualEyes Script) <ol><li> As funções VisualEyes ter argumentos de entrada e saída. A Tabela 2 mostra todas as funções do software VisualEyes. <ol><li> ExpTrial: Esta função é usada para chamar o estímulo que foi guardado na biblioteca de estímulo a partir do passo 3.2. O comprimento dos dados é o tempo que permitirá que a função de executar o estímulo. O tempfile.lwf permite que o software VisualEyes para armazenar temporariamente os dados e saída dele de entrada em um buffer de saída. Quando o tempfile.lwf não está definido, durante a execução desta função, ele não irá armazenar todos os dados de entrada para a digitalização. </li><li> LogFile: Esta função gera cordas ou o buffer de entrada definido a partir ExpTrial no arquivo out.txt no diretório VisualEyes. Quando a experiência estar completa, o operador tem de mudar o nome do ficheiro out.txt para outro nome. Caso contrário, os dados serão substituídos durante a próxima experiment. </li><li> TriggerWait: Esta função aguarda o sujeito a apertar um botão disparador para iniciar o ExpTrial e digitalizar os dados. Este é um canal em no cartão de aquisição digital, que está à espera de um sinal para alterar a partir de um elevado digitais (5 V) para baixo (0 V). </li><li> RandomDelay: Esta função gera um atraso aleatório para evitar predição ou antecipação do estímulo seguinte. </li><li> WaveMSD: Esta função calcula a média e desvio padrão dos dados. </li></ol></li></ol></li></ol> 4. Coloque o EYE MOVEMENT MONITOR &amp; RUN EXPERIÊNCIA: <ol><li> Os monitores diferentes movimentos oculares, tais como o sistema de córnea reflexão vídeo de imagem, sistema de rastreamento de limbo ou esclera bobina pode ser usado para coletar e movimentos registro de olho. </li><li> Antes de um assunto pode participar, o experimento deve ser explicado e o assunto deve ler e assinar um termo de consentimento aprovado pelo Comitê de Ética. </li><li> O operador de must ajustar o monitor movimento dos olhos sobre o assunto. Primeiro, o sujeito é solicitado a se fixar em um alvo. O operador ajusta o monitor movimento dos olhos para capturar os atributos anatômicas do olho, como o limbo (fronteira entre a íris e esclera) ou o aluno e reflexão da córnea, dependendo do monitor de movimento dos olhos usada. </li><li> Uma vez que o monitor de movimento dos olhos está devidamente ajustado sobre o assunto, o operador deve validar que o monitor de movimento dos olhos está capturando os movimentos dos olhos, pedindo o assunto para fazer vergent ou movimentos sacádicos. </li><li> Abra o programa ReadScript.vei no diretório VisualEyes. No canto superior direito, digite o nome do arquivo de script protocolo experimental criado a partir do passo 3.4 arquivo. Em seguida, execute o programa ReadScript.vei empurrando a seta vermelha no canto superior esquerdo. </li><li> Dê o assunto no botão disparador e explicar que quando o sujeito aperta o botão, a coleta de dados começará. Outro arquivo Acquire.vei será automático do<html> ly aparecer na tela que irá desenhar os dados recebidos. Os dados são amostrados a 500Hz. </li><li> Quando a experiência estar completa, o ReadScript.vei irá parar automaticamente. Neste momento, vá para o diretório VisualEyes e localize o arquivo Out1.txt. Renomeie o arquivo de outro modo da próxima vez que o operador corre o experimento, o arquivo de dados serão substituídos. </li></ol> 5. OFF-LINE ANÁLISE DE DADOS: <ol><li> O operador pode analisar os dados por meio de diferentes pacotes de software (ou seja, MATLAB ou o Excel). A latência, velocidade de pico, ou a amplitude de interesse pode ser, dependendo do estudo. <ol><li> Um exemplo de um código de análise Matlab é fornecido no diretório VisualEyes para traçar saccades, degraus e rampas vergence vergence. Exemplos dos sacádicos conjunto, passo vergence e rampa vergence vestígios de posição com as respostas de velocidade correspondentes são mostrados na figura 5. </li></ol></li></ol> 6. Resultados representativos: t &quot;&gt; Exemplos do conjunto de movimentos oculares registados utilizando o Sistema de VisualEyes é mostrado na Figura 5. 10 ° saccadic movimentos típicos são mostrados no gráfico 4A. Antisaccades são respostas saccadic quando o sujeito é dito para fazer uma sacada na direcção oposta de . o estímulo visual e são mostrados na trama 4B Esta é uma tarefa mais exigente cognitivamente, daí pode-se observar que a latência ou a hora de começar o movimento é mais para antisaccades (enredo 4B) em comparação com saccades para um estímulo visual também chamado prosaccades (lote 4A). respostas Vergence a 4 ° etapas são mostradas na trama 4C e vergence respostas para 5 ° / s rampas estímulos são mostrados na trama 4D. Cada traço é um movimento do olho indivíduo, onde a linha superior é a posição indicada em graus como um função do tempo. Os movimentos oculares são calibrados em unidades de graus, ângulos de metros, ou dioptrias. A nossa pesquisa utiliza grau de rotação. A linha inferior representa a velocidade traçada em graus / s, como uma função do tempo de umd é a velocidade do movimento. A escala para cada conjunto de dados difere dependendo do movimento. <img src="/files/ftp_upload/2530/2530fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Fluxograma de elementos-chave para realizar um experimento oculomotor. Exemplos de medidas necessárias para gerar um estímulo usando o software VisualEyes e realizar um experimento para análise de dados offline são apresentados. A parte A mostra a janela de Pixel2Deg.vei. Parte B demonstra quatro parâmetros necessários para definir um estímulo. Parte C é a biblioteca de estímulos onde as linhas de texto em preto dentro da biblioteca de estímulo são exemplo estímulos arquivos eo texto vermelho define cada linha. Parte D é um exemplo de um protocolo experimental roteiro. <img src="/files/ftp_upload/2530/2530fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. VisualEyes Sistema Haploscope Experimental Set-Up. Três monitores CRT são utilizados: 1) Um painel de controle é necessário para visualizar uma estímulosrespostas d 2) um monitor CRT para o olho direito (RE) estímulos visuais e 3) a CRT monitorar o olho esquerdo (OE) estímulos visuais. Um espelho semi-prateado é colocado 30 centímetros de distância dos dois monitores CRT estímulos visuais. Isto é para garantir que os estímulos nos monitores CRT são projetadas no espelho metade prateada (transmissão de 50% e 50% espelho reflectância). O espelho permite que o sujeito para ver estímulos a partir das telas de computador sobrepostas em alvos localizados a distâncias medido a partir do tema que é necessário para a calibração. Com um haploscope, a procura de alojamento para ambos os olhos é mantida constante. A distância entre os olhos da pessoa e do espelho é de 10 cm. O sistema pode ser ajustado para acomodar diferentes distâncias inter-pupilar (IPD), mas para esta demonstração vamos assumir a IPD em 6 cm. <img src="/files/ftp_upload/2530/2530fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Os cálculos do sacádicos (esquerda) e Vergent (à direita) movimento de metas A para B são mostrados. IPD é a distância inter-pupilar. <img src="/files/ftp_upload/2530/2530fig4.jpg" alt="Figura 4" /> Figura 4. A calibração curva do olho esquerdo (top parcela) e olho direito (gráfico inferior) estímulo. Um procedimento semelhante deverá ser conduzido por estímulos perseguição sacádicos ou lisas. <img src="/files/ftp_upload/2530/2530fig5.jpg" alt="Figura 5" /> Figura 5. Exemplos de saccades (A) antisaccades (B), etapas vergence (C) e rampas vergence (D) que utilizam o sistema VisualEyes e analisados ​​usando um programa MATLAB costume. Vestígios de posição Ensemble (° em função do tempo em segundo) são plotados na fileira superior, onde cada linha colorida representa um movimento diferente do olho. Os traços correspondentes velocidade (° / s em função do tempo em segundos). <table border="1"><tbody><tr><td> Tipo de estímulo </td><td colspan="4"> Estímulo_Name_Left Eye.vei </td><td colspan="4"> Stimulus_Name_Right_Eye.vei </td></tr><tr><td></td><td> Tempo (s) </td><td> x-position (pixel) </td><td> y-posição (pixel) </td><td> Rotação (°) </td><td> Tempo (s) </td><td> x-position (pixel) </td><td> y-posição (pixel) </td><td> Rotação (°) </td></tr><tr><td rowspan="2"> Suave perseguição Ramp </td><td> 0 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 10 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td width="53" rowspan="4"> Passo Sacada </td><td> 0 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr&gt; <td> 0,5 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0,5 </td><td> 100 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 0,501 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0,501 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 3 </td><td> 200 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Vergence Ramp </td><td> 0 </td><td> 452 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 973 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 370 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 10 </td><td> 1044 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td rowspan="4"> Vergence Passo </td><td> 0 </td><td> 452 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 973 </td><td> 0 </td><td&gt; 0 </td></tr><tr><td> 0,5 </td><td> 452 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0,5 </td><td> 973 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 0,501 </td><td> 416 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0,501 </td><td> 1002 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 416 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 3 </td><td> 1002 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr></tbody></table> Tabela 1. Um exemplo de Suave perseguição Rampa, Etapa sacádicos, Vergence Ramp e Vergence Passo Estímulos <table border="1"><tbody><tr><td> Função </td><td> Sintaxe </td></tr><tr><td> ExpTrial </td><td> Buffer de saída # = ExpTrial (&quot;Corpo de dados: LE Perfil: RE Perfil&quot;); Exemplo: 2 = ExpTrial (&quot;13: 3: 3&quot;); </td></tr><tr><td></td><td> Output Tampão # = Exo Trial (&quot;Corpo de dados: LE Perfil: RE Perfil:. tempfile FLM&quot;); Exemplo: 2 = ExpTrial (&quot;13: 3: 3: templfile.lwf&quot;); </td></tr><tr><td> LogFile </td><td> Buffer de saída # = LogFile (&quot;TEXT&quot;); Exemplo: 0 = LogFile (&quot;Experimento 1&quot;); </td></tr><tr><td></td><td> 0 = LogFile (Buffer entrada #); Exemplo: 0 = LogFile (2); </td></tr><tr><td> TriggerWait </td><td> 0 = TriggerWait (Número Tampão); Exemplo: 0 = TriggerWait (0); </td></tr><tr><td> RandomDelay </td><td> 0 = RandomDelay (&quot;t2: t1&quot;); Exemplo: 0 = RandomDelay (&quot;2000: 500&quot;); </td></tr><tr><td> WaveMSD </td><td> Buffer de saída # = WaveMSD (Buffer entrada #); </td></tr></tbody></table> Tabela 2. Funções usado para escrever o Protocolo Experimental do Programa VisualEyes

<ol>
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Não há conflitos de interesse declarados.

Passos críticos: Monitores de movimento dos olhos deve ser ajustado adequadamente sobre o assunto. Por exemplo, monitores de gravação de movimento ocular trabalhar dentro de uma gama e tem de ser ajustada para o objecto. Se o movimento dos olhos do sujeito vai além do alcance, em seguida, o sistema torna-se saturado. Após a saturação, o sinal de movimento dos olhos não é válido. A calibração é também fundamental na gravação de movimento dos olhos. Todos os monitores do movimento...

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Erratum: VisualEyes: A Modular Software System for Oculomotor Experimentation

visualeyes: a modular software system for oculomotor experimentation

Estudos do Movimento Eye forneceram uma base sólida formação de uma compreensão de como o cérebro adquire informação visual, tanto no cérebro normal e disfuncional. 1 No entanto, o desenvolvimento de uma plataforma para estimular e movimentos oculares loja pode exigir programação substancial, tempo e custos. Muitos sistemas não oferecem a flexibilidade para programar vários estímulos para uma variedade de necessidades experimentais. No entanto, o Sistema VisualEyes tem uma arquitetura flexível, permitindo que o operador escolher qualquer fundo e estímulo primeiro plano, programa de uma ou duas telas para tandem ou opondo-se os movimentos dos olhos e estimular o olho esquerdo e direito de forma independente. Este sistema pode reduzir significativamente o tempo de desenvolvimento de programação necessários para realizar um estudo oculomotor. O Sistema VisualEyes será discutido em três partes: 1) o dispositivo de gravação oculomotor para adquirir respostas de movimento do olho, 2) o software VisualEyes escrito em LabView, para gerar uma variedade de estímulose as respostas de loja como arquivos de texto e 3) análise de dados offline. Os movimentos oculares podem ser gravadas por vários tipos de instrumentos, tais como: um sistema de rastreamento limbo, uma bobina de pesquisa esclera, ou um sistema de imagem de vídeo. Estímulos dos movimentos oculares típicos, tais como etapas sacádicos, rampas convergentes e passos convergentes com as respostas correspondentes serão mostrados. Neste relatório de vídeo, que demonstram a flexibilidade de um sistema para criar numerosos estímulos visuais e movimentos oculares ficha que podem ser utilizadas por cientistas básicos e clínicos para estudar saudável, bem como populações clínicas.

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VisualEyes: A Modular Software System for Oculomotor Experimentation

Controle Neural e processos cognitivos podem ser estudados por meio de movimentos oculares. O software VisualEyes permite que um operador para programar estímulos em duas telas de computador usando de forma independente uma linguagem simples, scripts personalizados. O sistema pode estimular os movimentos oculares em tandem (saccades e exercício suave) ou movimentos oculares opostas (vergence) ou qualquer combinação.

VisualEyes: Um sistema de software modular para Experimentação Oculomotor

Eye movement studies have provided a strong foundation forming an understanding of how the brain acquires visual information in both the normal and ...

visualeyes-a-modular-software-system-for-oculomotor-experimentation

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.6K visualizações.  New Jersey Institute of Technology.  Controle Neural e processos cognitivos podem ser estudados por meio de movimentos oculares. O software VisualEyes permite que um operador para programar estímulos em duas telas de computador usando de forma independente uma linguagem simples, scripts personalizados. O sistema pode estimular os movimentos oculares em tandem (saccades e exercício suave) ou movimentos oculares opostas (vergence) ou qualquer combinação. 