<p class="jove_content"&gt; Financiado por holandeses AGORA / ZonMW bolsas 912-03-037 e 911-02-004.</p

1. Plataforma Movimento 6DF Estímulos vestibulares foram entregues com uma plataforma de movimento (ver Figura 1) capaz de gerar estímulos angulares e de translação em um total de seis graus de liberdade (FCS-Moog, Nieuw-Vennep, Holanda). A plataforma é movido por seis actuadores electro-mecânicos ligados a um computador pessoal com o software de controlo dedicado. Ele gera movimentos precisos, com seis graus de liberdade. Sensores colocados nos atuadores monitorados continuamente o perfil de movimento da plataforma. O dispositivo possui &lt;0,5 milímetros de precisão para linear e &lt;0,05 ° para os movimentos angulares. Vibrações durante a estimulação foi de 0,02 °. Frequência de ressonância do dispositivo era&gt; 75 Hz. Perfil de movimento da plataforma foi reconstruída a partir da informação do sensor nos actuadores utilizando dinâmica inversa e enviado para o computador de recolha de dados. Para sincronizar a plataforma e os dados de movimento do olho, um feixe de laser foi montada na parte de trás da plaTForm e projetadas em uma pequena fotocélula (1 mm, tempo de reação 10 ms). A tensão de saída da célula fotoeléctrica foi amostrado a uma taxa de 1 KHz, juntamente com os dados de movimento do olho e proporcionado um indicador de início de movimento em tempo real, com uma precisão de 1 ms. Durante a análise off-line em Matlab (Mathworks, Natick, MA), o perfil de movimento reconstruído, da plataforma com base na informação do sensor de actuadores na plataforma foi alinhado precisamente com o início do movimento da plataforma. 2. Assuntos A. Estar Os sujeitos estão sentados numa cadeira montada no centro da plataforma (Figura 2). O corpo do sujeito foi contido com um cinto de segurança de quatro pontos, usado em carros de corrida. Os cintos de segurança foram fixados à base da plataforma de movimento. A cadeira foi rodeado por uma armação cúbico PVC e serviu como um suporte para as bobinas de campo. O sistema de bobina de campo foi ajustável em altura, de tal modo que a subjOs olhos de ect estavam no centro do campo magnético. Fixação B. Cabeça A cabeça é imobilizada com uma placa de mordida dental-impressão moldada individualmente, o que foi anexado à estrutura cúbica através de uma barra rígida. Uma almofada de vácuo dobrado em torno do pescoço e ligadas a um anel a cadeira assegurada ainda mais a fixação do objecto (Figura 1). Além disso, para monitorar os movimentos da cabeça espúrios durante a estimulação, anexamos dois sensores 3D (Analog Devices Inc, Norwood, MA) diretamente ao Conselho mordida, um para angular e um para acelerações lineares. 3. Sistema de Coordenadas Rotações oculares são definidas em um sistema de coordenadas destro de cabeça fixa (Figura 3). Neste sistema a partir do ponto de vista de uma rotação para a esquerda sobre o eixo Z (yaw), uma rotação para baixo em torno do eixo Y (passo) e rotação para a direita sobre o eixo X (rolo) do sujeito são definidos como positive. Os planos ortogonais aos eixos X, Y e Z são os eixos de rotação, respectivamente, o rolo de passo e guinada planos (Figura 3). 4. Eye Recordings Movimento Os movimentos oculares de ambos os olhos foram gravadas com 3D bobinas de pesquisa da esclera (Skalar, Delft, Holanda) 4 utilizando um sistema de dois kHz padrão da bobina 25 de campo com base no método de detecção de amplitude de Robinson (Modelo EMP3020, Skalar Médico, Delft, Holanda) 5. Os sinais da bobina foram passados ​​através de um filtro passa-baixa analógico com freqüência de corte de 500 Hz e amostrado on-line e armazenado no disco rígido com uma frequência de 1 kHz com precisão de 16 bits (sistema CED execução Spike2 v6, Cambridge Electronic Design , Cambridge). 5. Pesquisa Bobina de calibração Antes das experiências, a sensibilidade e não ortogonalidade de direcção e de torção bobinas foi verificada in vitro através da montagem da bobina sobre um Fick gisistema MBAL colocada no centro do campo magnético. Por rotação do sistema de suspensão de cardan sobre todos os eixos cardinais verificou-se que todas as bobinas usadas nas experiências foram simétrico para todos os sentidos dentro de 2%. In vivo, os sinais horizontais e verticais de ambas as bobinas foram calibrados individualmente, instruindo o assunto para fixar sucessivamente uma série de cinco alvos (meta central e um alvo a 10 graus à esquerda, direita, para cima e para baixo) por cinco segundos cada. Alvos de calibração foram projetadas em uma tela translúcida em 186 centímetros de distância. A análise dos dados de calibração de experimento Pós resultou em sensibilidade e os valores para cada uma das bobinas de pesquisa offset. Estes valores foram, então, utilizados em procedimentos de análise escrito em Matlab 3. 6 Estimulação A. estimulação senoidal A plataforma entregue rotações sinusoidais de corpo inteiro (1 Hz, A = 4 °) sobre os três cardinal eixos: o eixo rostral-caudal ou vertical (guinada), o eixo interaural (pitch) eo eixo nasal-occipital (rolo), e os eixos horizontais sobre intermediários incrementado em passos de 22,5 ° entre roll e pitch. Estímulos senoidais foram entregues em luz e escuridão. Na luz, assuntos fixado em um alvo visual continuamente aceso (um LED vermelho, 2 mm de diâmetro), localizado 177 centímetros na frente do sujeito ao nível dos olhos (Figura 1C painel esquerdo). Cabeça foi posicionada de tal forma que a linha de Reid era base (a linha imaginária que liga o meato externa com o cantus orbital inferior) estava dentro de 6 graus de terra horizontal). Durante a estimulação sinusoidal no escuro, o alvo visual foi sucintamente apresentado (2 seg) quando a plataforma foi estacionário durante cada intervalo de tempo entre dois estímulos consecutivos. Para evitar movimentos oculares espontâneos durante a estimulação, os indivíduos foram instruídos a fixar o local imaginário do alvo fixo espaço durante sinusoidal estimulação depois que o alvo tinha sido desligado pouco antes do início do movimento. Verificou-se que o tipo de instrução reduzida, principalmente os movimentos dos olhos feitos em trevas, e teve apenas um pequeno efeito sobre o ganho (&lt;10%). Esta variabilidade ocorreu em todos os componentes (horizontal, vertical e de torção) simultaneamente. B. estimulação Impulse Curta duração inteiras impulsos corporais foram entregues em um ambiente mal iluminado. O único estímulo visível disponível para o sujeito era um alvo visual localizado a 177 centímetros na frente do sujeito ao nível dos olhos. Cada impulso foi repetido seis vezes, e entregues em ordem aleatória com distribuição aleatória e de movimento de latência (intervalos variavam entre 2,5 e 3,5 seg.) O perfil dos impulsos era uma aceleração constante de 100 ° -2 seg durante os primeiros 100 ms do impulso, seguido por um decréscimo gradual na aceleração linear. Este estímulo resultou num aumento linear da velocidade de chegar a uma velocidade de 10 ° sec -1 após 100 milissegundos. Os movimentos da cabeça durante a estimulação aberrante vestibular medidos pela velocidade angular e os dispositivos de aceleração linear eram menos do que 4% da amplitude do estímulo. Pico de velocidade dos movimentos dos olhos em resposta a esses impulsos estava 100 vezes acima do nível de ruído dos sinais da bobina. 7. Análise de Dados Sinais de bobinas foram convertidos em ângulos Fick e então expressa como vetores de rotação 6,7. A partir dos dados do alvo de fixação para a frente foi determinado o desalinhamento da bobina no olho em relação às bobinas de campo magnético primário ortogonais. Os sinais foram corrigidos para este desalinhamento por rotação no sentido anti tridimensional. Verificou-se também que não há derrapagem bobina tivesse ocorrido durante o experimento, verificando a saída de posição durante a fixação da meta antes de cada início de movimento. Para expressar os movimentos dos olhos em 3D no domínio da velocidade,convertemos dados vetoriais rotação de volta para a velocidade angular. Antes da conversão do vector de rotação para a velocidade angular, que os dados alisados ​​por-fase zero com um filtro digital para a frente e para trás, com uma janela de 20 pontos de Gauss (comprimento de 20 ms). 8. Respostas sinusoidais Um ganho. O ganho de cada componente e ganho de velocidade 3D olho foi calculada ajustando uma sinusóide com uma frequência igual à frequência da plataforma, por meio dos componentes de velocidade angular vertical e de torção horizontal. O ganho de cada componente definido como a razão entre o componente de velocidade de pico do olho e a velocidade de pico plataforma foi calculado separadamente para cada olho. B desalinhamento. O desalinhamento entre o eixo da velocidade olho 3D e eixo cabeça de velocidade foi calculada usando a abordagem de Aw e colegas 8,9. A partir do produto escalar dos dois vectores o desalinhamento foi calculada como a instantaneous ângulo em três dimensões entre o inverso da velocidade do eixo do olho e o eixo da velocidade da cabeça. O ganho 3D velocidade angular e do desalinhamento para cada orientação azimutal foram comparadas com o ganho e o desalinhamento predito a partir do vector soma dos 0 ° (rolo) e 90 ° (altura) de componentes de azimute 10. A partir deste vector soma segue-se que quando os ganhos de velocidade para roll e pitch são iguais, a orientação do eixo de rotação do olho se alinha com o eixo de rotação da cabeça, quando os dois são diferentes, o desvio máximo entre estímulo e o eixo de rotação do olho é esperado em 45 ° azimute. 9. Respostas Impulse Dados olho traços esquerda e direita seis apresentações para cada direção de movimento foram analisados ​​separadamente. Como os valores de vista esquerda e direita foram quase idênticas, os dados a partir do olho esquerdo e direito foram calculadas para determinar o ganho de velocidade olho em resposta à estimulação de impulso. Todos os traços foraminspecionados individualmente na tela do computador. Quando o assunto fez um piscar de olhos ou saccade durante o impulso que o traço foi descartada manualmente. Componentes da velocidade angular (N = 5 a 6), durante os primeiros 100 ms após o início do movimento se a média de tempo em caixas de 20 ms (proporcionando uma filtragem passa-baixo eficaz) e traçada em função da velocidade da plataforma 11,12.

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	<li>Houben, M. M. J., Goumans, J., Dejongste, A. H., Van der Steen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Angular+and+linear+vestibulo-ocular+responses+in+humans.">Angular and linear vestibulo-ocular responses in humans.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 1039, 68-80 (2005).</li><li>Collewijn, H., Van der Steen, J., Ferman, L., Jansen, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+ocular+counterroll:+assessment+of+static+and+dynamic+properties+from+electromagnetic+scleral+coil+recordings.">Human ocular counterroll: assessment of static and dynamic properties from electromagnetic scleral coil recordings.</a> Exp. Brain Res. 59, 185-196 (1985).</li><li>Goumans, J., Houben, M. M., Dits, J., Van der Steen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peaks+and+troughs+of+three-dimensional+vestibulo-ocular+reflex+in+humans.">Peaks and troughs of three-dimensional vestibulo-ocular reflex in humans.</a> J. Assoc. Res. Otolaryngol. 11, 383-393 (2010).</li><li>Ferman, L., Collewijn, H., Jansen, T. C., Vanden Berg, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+gaze+stability+in+the+horizontal,+vertical+and+torsional+direction+during+voluntary+head+movements,+evaluated+with+a+three-dimensional+scleral+induction+coil+technique.">Human gaze stability in the horizontal, vertical and torsional direction during voluntary head movements, evaluated with a three-dimensional scleral induction coil technique.</a> Vision Res. 27, 811-828 (1987).</li><li>Robinson, D. 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T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+theoretical+analysis+of+three-dimensional+eye+position+measurement+using+polar+cross-correlation.">A theoretical analysis of three-dimensional eye position measurement using polar cross-correlation.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 42, 1053-1061 (1995).</li><li>Aw, S. T., et al. <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+vector+analysis+of+the+human+vestibuloocular+reflex+in+response+to+high-acceleration+head+rotations.+II.+responses+in+subjects+with+unilateral+vestibular+loss+and+selective+semicircular+canal+occlusion.">Three-dimensional vector analysis of the human vestibuloocular reflex in response to high-acceleration head rotations. II. responses in subjects with unilateral vestibular loss and selective semicircular canal occlusion.</a> J. Neurophysiol. 76, 4021-4030 (1996).</li><li>Aw, S. T., et al. <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+vector+analysis+of+the+human+vestibuloocular+reflex+in+response+to+high-acceleration+head+rotations.+I.+Responses+in+normal+subjects.">Three-dimensional vector analysis of the human vestibuloocular reflex in response to high-acceleration head rotations. I. Responses in normal subjects.</a> J. Neurophysiol. 76, 4009-4020 (1996).</li><li>Crawford, J. D., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axes+of+eye+rotation+and+Listing's+law+during+rotations+of+the+head.">Axes of eye rotation and Listing's law during rotations of the head.</a> J. Neurophysiol. 65, 407-423 (1991).</li><li>Tabak, S., Collewijn, H., Boumans, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deviation+of+the+subjective+vertical+in+long-standing+unilateral+vestibular+loss.">Deviation of the subjective vertical in long-standing unilateral vestibular loss.</a> Acta. Otolaryngol. 117, 1-6 (1997).</li><li>Tabak, S., Collewijn, H., Boumans, L. J., Van der Steen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gain+and+delay+of+human+vestibulo-ocular+reflexes+to+oscillation+and+steps+of+the+head+by+a+reactive+torque+helmet.+II.+Vestibular-deficient+subjects.">Gain and delay of human vestibulo-ocular reflexes to oscillation and steps of the head by a reactive torque helmet. II. Vestibular-deficient subjects.</a> Acta. Otolaryngol. 117, 796-809 (1997).</li><li>Van der Steen, J., Collewijn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ocular+stability+in+the+horizontal,+frontal+and+sagittal+planes+in+the+rabbit.">Ocular stability in the horizontal, frontal and sagittal planes in the rabbit.</a> Exp. Brain Res. 56, 263-274 (1984).</li><li>Seidman, S. H., Leigh, R. J., Tomsak, R. L., Grant, M. P., Dell'Osso, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+properties+of+the+human+vestibulo-ocular+reflex+during+head+rotations+in+roll.">Dynamic properties of the human vestibulo-ocular reflex during head rotations in roll.</a> Vision Res. 35, 679-689 (1995).</li><li>Seidman, S. H., Leigh, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+human+torsional+vestibulo-ocular+reflex+during+rotation+about+an+earth-vertical+axis.">The human torsional vestibulo-ocular reflex during rotation about an earth-vertical axis.</a> Brain Res. 504, 264-268 (1989).</li><li>Tweed, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rotational+kinematics+of+the+human+vestibuloocular+reflex.+I.+Gain+matrices.">Rotational kinematics of the human vestibuloocular reflex. I. Gain matrices.</a> J. Neurophysiol. 72, 2467-2479 (1994).</li><li>Tabak, S., Collewijn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+vestibulo-ocular+responses+to+rapid,+helmet-driven+head+movements.">Human vestibulo-ocular responses to rapid, helmet-driven head movements.</a> Exp. Brain Res. 102, 367-378 (1994).</li><li>Paige, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linear+vestibulo-ocular+reflex+(LVOR)+and+modulation+by+vergence.">Linear vestibulo-ocular reflex (LVOR) and modulation by vergence.</a> Acta. Otolaryngol. Suppl. 481, 282-286 (1991).</li><li>Halmagyi, G. M., Aw, S. T., Cremer, P. D., Curthoys, I. S., Todd, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impulsive+testing+of+individual+semicircular+canal+function.">Impulsive testing of individual semicircular canal function.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 942, 192-200 (2001).</li><li>Tabak, S., Collewijn, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+human+vestibulo-ocular+reflex+at+high+frequencies+with+a+helmet,+driven+by+reactive+torque.">Evaluation of the human vestibulo-ocular reflex at high frequencies with a helmet, driven by reactive torque.</a> Acta. Otolaryngol. Suppl. 520 Pt. 1, 4-8 (1995).</li><li>Crawford, J. D., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axes+of+eye+rotation+and+Listing's+law+during+rotations+of+the+head.">Axes of eye rotation and Listing's law during rotations of the head.</a> J. Neurophysiol. 65, 407-423 (1991).</li><li>Migliaccio, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+three-dimensional+vestibulo-ocular+reflex+evoked+by+high-acceleration+rotations+in+the+squirrel+monkey.">The three-dimensional vestibulo-ocular reflex evoked by high-acceleration rotations in the squirrel monkey.</a> Exp. Brain Res. 159, 433-446 (2004).</li></ol>

Não temos nada a divulgar.

Este artigo descreve um método para medir com precisão 3D VOR angular em resposta à rotação de corpo inteiro em seres humanos. A vantagem do método é que ele dá a informação quantitativa sobre o ganho e desvio de 3D VOR angular em todas as três dimensões. O método é útil para a investigação fundamental e tem também potencial clínico valor por exemplo, para testar pacientes com problemas de canal vertical, ou pacientes com mal-entendidos problemas vestibulares centrais. Outra vantagem do dispo...

<table border="1">
 <tbody>
		<tr>
			<td>Electric Motion Base MB-E-6DOF/24/1800KG * (Formerly E-CUE 624-1800)</td>
			<td>FCS-MOOG, Nieuw-Vennep, The Netherlands</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic field with detector, Model EMP3020</td>
			<td>Skalar Medical, Delft, The Netherlands</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CED power 1401, running Spike2 v6</td>
			<td>Cambridge Electronic Design, Cambridge</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electromagnetic search coils</td>
			<td>Chronos Vision, Berlin, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
 </tbody>
	</table>

three dimensional vestibular ocular reflex testing using a six degrees of freedom motion platform

O órgão vestibular é um sensor que mede as acelerações lineares e angulares, com seis graus de liberdade (6DF). Defeitos totais ou parciais nos resultados órgão vestibular em leve a graves problemas de equilíbrio, como a vertigem, tontura, oscilopsia, marcha instabilidade náuseas e / ou vómitos. Uma boa medida e frequentemente utilizado para quantificar a estabilização olhar é o ganho, a qual é definida como a magnitude dos movimentos oculares compensatórios com respeito aos movimentos da cabeça impostas. Para testar a função vestibular mais plenamente um tem de perceber que o 3D VOR idealmente gera rotações oculares de compensação não só com uma magnitude (ganho) igual e oposta à rotação da cabeça, mas também sobre um eixo que é co-linear com o eixo de rotação da cabeça (alinhamento ). Função vestibular anormal resulta assim em alterações de ganho e as mudanças no alinhamento da resposta VOR 3D. Aqui nós descrevemos um método para medir 3D VOR usando a rotação do corpo inteiro em um 6DF motina plataforma. Embora o método também permite testar tradução VOR respostas 1, limitamo-nos a uma discussão sobre o método para medir 3D VOR angular. Além disso, nos restringimos aqui a descrição dos dados coletados em indivíduos saudáveis, em resposta à estimulação angular sinusoidal e impulso. Os assuntos são sentado e receber pequenas amplitude sinusoidais e constante impulsos de aceleração de corpo inteiro. Estímulos sinusoidais (f = 1 Hz, A = 4 °) foram entregues em torno do eixo vertical e em torno de eixos no plano horizontal que varia entre roll e pitch em incrementos de 22,5 ° em azimute. Impulsos foram entregues em guinada, roll e pitch e nos planos do canal verticais. Os movimentos oculares foram medidos utilizando a técnica de bobina escleral 2. Sinais de bobina de pesquisa foram coletados a uma freqüência de 1 kHz. A relação input-output (ganho) e desalinhamento (co-linearidade) do VOR 3D foram calculados from bobina o olho sinaliza 3. Ganho e co-linearidade do 3D VOR dependia da orientação do eixo de estímulo. Os desvios sistemáticos foram encontrados em particular durante a estimulação de eixo horizontal. À luz eixo de rotação do olho foi devidamente alinhado com o eixo de estímulo em orientações 0 ° e 90 ° de azimute, mas gradualmente desviado cada vez mais para 45 º azimute. Os desvios sistemáticos em desalinhamento para os eixos intermédios pode ser explicado por um ganho baixo de torção (eixo X ou do eixo de rotação do cilindro) e um alto ganho de movimentos oculares verticais (eixo Y ou rotação do eixo de inclinação (ver Figura 2). Porque a estimulação do eixo intermediário leva uma resposta compensatória baseada no vector soma dos componentes individuais de rotação do olho, o eixo resposta líquido irá desviar-se, porque o ganho para X e do eixo Y são diferentes. Na escuridão, o ganho de todos os componentes de rotação dos olhos tinham baixavalores er. O resultado foi que o desalinhamento na escuridão e por impulsos tinham diferentes picos e depressões do que à luz: o valor mínimo foi alcançado para a estimulação do eixo do campo e seu máximo para a estimulação eixo de rolamento. Apresentação do caso Nove indivíduos participaram do experimento. Todos os participantes deram o seu consentimento informado. O procedimento experimental foi aprovado pelo Comitê de Erasmus University Medical Center de Ética Médica e aderiu à Declaração de Helsinque para pesquisas envolvendo seres humanos. Seis sujeitos serviram como controlos. Três indivíduos tinham uma deficiência vestibular unilateral devido a um schwannoma vestibular. A idade dos indivíduos controle (seis machos e três fêmeas) variou de 22 a 55 anos. Nenhum dos controles apresentaram queixas visuais ou vestibular, devido a distúrbios neurológicos, cardio vascular e oftalmológico. A idade dos pacientes com schwannoma variou entre 44 e 64 anos (dois machos e uma fêmea). Todos os indivíduos Schwannoma estavam sob vigilância médica e / ou receberam tratamento por uma equipe multidisciplinar composta por um othorhinolaryngologist e um neurocirurgião do Centro Médico da Universidade Erasmus. Pacientes testados todos tinham um schwannoma vestibular lado direito e passou por uma política de esperar e observar (Tabela 1; assuntos N1-N3) após ser diagnosticado com schwannoma vestibular. Seus tumores haviam sido estável por mais de 8-10 anos de ressonância magnética.

Luz estimulação senoidal A Figura 4 (painel superior) mostra o grupo de controlo para o ganho de peso médio de cada componente da velocidade angular horizontal, vertical e de torção para todas as estimulações sinusoidais testadas em relação ao plano horizontal, à luz. Torsão foi máxima a 0 ° azimute, enquanto vertical apresentaram o seu máximo a 90 °. Figura 5 mostra a velocidade de ganho de 3D ​​olho na luz. Ganho variaram entre 0,99 ± 0,12...

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Three Dimensional Vestibular Ocular Reflex Testing Using a Six Degrees of Freedom Motion Platform

Um método é descrito para medir tridimensionais reflexos oculares vestíbulo (3D VOR) em seres humanos, utilizando um prazo de seis graus de liberdade (6DF) simulador de movimento. O ganho e o desalinhamento da VOR angular 3D fornecer uma medida directa da qualidade da função vestibular. Os dados representativos em indivíduos saudáveis ​​são fornecidos

Tridimensional Vestibular Ocular Teste Reflex Usando um Six Degrees of Platform Movimento Liberdade

The vestibular organ is a sensor that measures angular and linear accelerations with six degrees of freedom (6DF). Complete or partial defects in the ...

three-dimensional-vestibular-ocular-reflex-testing-using-six-degrees

Research

JoVE Journal

Neuroscience

15.8K visualizações.  Erasmus MC. Um método é descrito para medir tridimensionais reflexos oculares vestíbulo (3D VOR) em seres humanos, utilizando um prazo de seis graus de liberdade (6DF) simulador de movimento. O ganho e o desalinhamento da VOR angular 3D fornecer uma medida directa da qualidade da função vestibular. Os dados representativos em indivíduos saudáveis ​​são fornecidos

Vídeo: Three Dimensional Vestibular Ocular Reflex Testing Using a Six Degrees of Freedom Motion Platform

MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. Humans can do path integration based exclusively on visual 2-3, auditory 4, or inertial cues 5. However, with multiple cues present, inertial cues - particularly kinaesthetic - seem to dominate 6-7. In the absence of vision, humans tend to overestimate short distances (&lt;5 m) and turning angles (&lt;30&deg;), but underestimate longer ones 5. Movement through physical space therefore does not seem to be accurately represented by the brain.
Extensive work has been done on evaluating path integration in the horizontal plane, but little is known about vertical movement (see 3 for virtual movement from vision alone). One reason for this is that traditional motion simulators have a small range of motion restricted mainly to the horizontal plane. Here we take advantage of a motion simulator 8-9 with a large range of motion to assess whether path integration is similar between horizontal and vertical planes. The relative contributions of inertial and visual cues for path navigation were also assessed.
16 observers sat upright in a seat mounted to the flange of a modified KUKA anthropomorphic robot arm. Sensory information was manipulated by providing visual (optic flow, limited lifetime star field), vestibular-kinaesthetic (passive self motion with eyes closed), or visual and vestibular-kinaesthetic motion cues. Movement trajectories in the horizontal, sagittal and frontal planes consisted of two segment lengths (1st: 0.4 m, 2nd: 1 m; &plusmn;0.24 m/s2 peak acceleration). The angle of the two segments was either 45&deg; or 90&deg;. Observers pointed back to their origin by moving an arrow that was superimposed on an avatar presented on the screen.
Observers were more likely to underestimate angle size for movement in the horizontal plane compared to the vertical planes. In the frontal plane observers were more likely to overestimate angle size while there was no such bias in the sagittal plane. Finally, observers responded slower when answering based on vestibular-kinaesthetic information alone. Human path integration based on vestibular-kinaesthetic information alone thus takes longer than when visual information is present. That pointing is consistent with underestimating and overestimating the angle one has moved through in the horizontal and vertical planes respectively, suggests that the neural representation of self-motion through space is non-symmetrical which may relate to the fact that humans experience movement mostly within the horizontal plane.

An efficient way to gain insight into how humans navigate themselves in three dimensions is described. The method takes advantage of a motion simulator capable of moving observers in ways unattainable by traditional simulators. Results confirm that movement in the horizontal plane is underestimated, while vertical movement is overestimated.

MPI Simulator CyberMotion: Implementação de um simulador de movimento Novela Caminho para Investigar Integração multisensorial em Três Dimensões

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. ...

Neurociência

Protocol for Three-dimensional Confocal Morphometric Analysis of Astrocytes

As glial cells in the brain, astrocytes have diverse functional roles in the central nervous system. In the presence of harmful stimuli, astrocytes modify their functional and structural properties, a condition called reactive astrogliosis. Here, a protocol for assessment of the morphological properties of astrocytes is presented. This protocol includes quantification of 12 different parameters i.e. the surface area and volume of the tissue covered by an astrocyte (astrocyte territory), the entire astrocyte including branches, cell body, and nucleus, as well as total length and number of branches, the intensity of fluorescence immunoreactivity of antibodies used for astrocyte detection, and astrocyte density (number/1,000 &#181;m2). For this purpose three-dimensional (3D) confocal microscopic images were created, and 3D image analysis software such as Volocity 6.3 was used for measurements. Rat brain tissue exposed to amyloid beta1-40 (A&#946;1-40) with or without a therapeutic&#160;intervention was used to present the method. This protocol can also be used for 3D morphometric analysis of other cells from either in vivo or in vitro conditions.

Astrocytes in the CNS change their functional and structural properties in response to harmful stimuli. This report presents a protocol for assessment of three-dimensional astrocyte morphology in diseased conditions or after therapeutic interventions.

Protocolo para tridimensional confocal morfométrica Análise de astrócitos

As glial cells in the brain, astrocytes have diverse functional roles in the central nervous system. In the presence of harmful stimuli, astrocytes modify ...

A Rat Model of Central Fatigue Using a Modified Multiple Platform Method

In this article, we introduced a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM). The Multiple Platform box was designed as a water tank with narrow platforms on the bottom. The model rats were put into the tank and stood on the platforms for 14 h (18:00 - 8:00) per day for a consecutive 21 days, with a blank control group set for contrast. At the end of modeling, rats in the model group showed an obvious fatigued appearance. To assess the model, we performed several behavioral tests, including the open field test (OFT), the elevated plus maze (EPM) test, and the exhaustive swimming (ES) test. The results showed that anxiety, spatial cognition impairment, poor muscle performance, and declined voluntary activity presented in model rats confirm the diagnosis of&#160;central fatigue. Changes of the central neurotransmitters also verified the result. In conclusion, the model successfully simulated central fatigue, and future study with the model may help reveal the pathological mechanism of the disease.

Here, we present a protocol to introduce a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM).

Um rato do modelo de fadiga Central usando um modificado método de plataforma múltipla

In this article, we introduced a rat model of central fatigue using the modified multiple platform method (MMPM). The Multiple Platform box was designed ...

Large-scale Three-dimensional Imaging of Cellular Organization in the Mouse Neocortex

The mammalian neocortex is composed of many types of excitatory and inhibitory neurons, each with specific electrophysiological and biochemical properties, synaptic connections, and in vivo functions, but their basic functional and anatomical organization from cellular to network scale is poorly understood. Here we describe a method for the three-dimensional imaging of fluorescently-labeled neurons across large areas of the brain for the investigation of the cortical cellular organization. Specific types of neurons are labeled by the injection of fluorescent retrograde neuronal tracers or expression of fluorescent proteins in transgenic mice. Block brain samples, e.g., a hemisphere, are prepared after fixation, made transparent with tissue clearing methods, and subjected to fluorescent immunolabeling of the specific cell types. Large areas are scanned using confocal or two-photon microscopes equipped with large working distance objectives and motorized stages. This method can resolve the periodic organization of the cell type-specific microcolumn functional modules in the mouse neocortex. The procedure can be useful for the study of three-dimensional cellular architecture in the diverse brain areas and other complex tissues.

Here we describe a procedure for tissue clearing, fluorescent labeling, and large-scale imaging of mouse brain tissue which, thereby, enables visualization of the three-dimensional organization of cell types in the neocortex.

Imagem tridimensional em grande escala de organização celular no neocórtex Mouse

The mammalian neocortex is composed of many types of excitatory and inhibitory neurons, each with specific electrophysiological and biochemical ...

Three-Dimensional Shape Modeling and Analysis of Brain Structures

Statistical shape analysis of brain structures has been used to investigate the association between their structural changes and pathological processes. We have developed a software package for accurate and robust shape modeling and group-wise analysis. Here, we introduce an pipeline for the shape analysis, from individual 3D shape modeling to quantitative group shape analysis. We also describe the pre-processing and segmentation steps using open software packages. This practical guide would help researchers save time and effort in 3D shape analysis on brain structures.

We introduce a semi-automatic protocol for shape analysis on brain structures, including image segmentation using open software, and further group-wise shape analysis using an automated modeling package. Here, we demonstrate each step of the 3D shape analysis protocol with hippocampal segmentation from brain MR images.

Modelagem e análise tridimensional da forma de estruturas do cérebro

Statistical shape analysis of brain structures has been used to investigate the association between their structural changes and pathological processes. ...

In Vivo Three-Dimensional Two-Photon Microscopy to Study Conducted Vascular Responses by Local ATP Ejection Using a Glass Micro-Pipette

Maintenance of normal brain function requires a sufficient and efficient supply of oxygen and nutrition by a complex network of vessels. However, the regulation of cerebral blood flow (CBF) is incompletely understood, especially at the capillary level. Two-photon microscopy is a powerful tool widely used to study CBF and its regulation. Currently, this field is limited by the lack of in vivo two-photon microscopy studies examining (1) CBF responses in three-dimensions, (2) conducted vascular responses, and (3) localized interventions within the vascular network. Here, we describe a 3D in vivo method using two-photon microscopy to study conducted vascular responses elicited by&#160;local ejection of ATP with a glass micro-pipette. Our method uses fast and repetitive hyperstack two-photon imaging providing precise diameter measurements by maximal intensity projection of the obtained images. Furthermore, we show that this method can also be used to study 3D astrocytic calcium responses. We also discuss the advantages and limitations of glass micro-pipette insertion and two-photon hyperstack imaging.

We present an optimized local ejection procedure using a glass micro-pipette and a fast two-photon hyperstack imaging method, which allows precise measurement of capillary diameter changes and investigation of its regulation in three dimensions.

In vivo tridimensional microscopia de dois fótons para estudo conduzido respostas vasculares por ejeção ATP local usando uma micro-pipeta de vidro

Maintenance of normal brain function requires a sufficient and efficient supply of oxygen and nutrition by a complex network of vessels. However, the ...

Three-Dimensional Motor Nerve Organoid Generation

A fascicle of axons is one of the major structural motifs observed in the nervous system. Disruption of axon fascicles could cause developmental and neurodegenerative diseases. Although numerous studies of axons have been conducted, our understanding of formation and dysfunction of axon fascicles is still limited due to the lack of robust three-dimensional in vitro models. Here, we describe a step-by-step protocol for the rapid generation of a motor nerve organoid (MNO) from human induced pluripotent stem (iPS) cells in a microfluidic-based tissue culture chip. First, fabrication of chips used for the method is described. From human iPS cells, a motor neuron spheroid (MNS) is formed. Next, the differentiated MNS is transferred into the chip. Thereafter, axons spontaneously grow out of the spheroid and assemble into a fascicle within a microchannel equipped in the chip, which generates an MNO tissue carrying a bundle of axons extended from the spheroid. For the downstream analysis, MNOs can be taken out of the chip to be fixed for morphological analyses or dissected for biochemical analyses, as well as calcium imaging and multi-electrode array recordings. MNOs generated with this protocol can facilitate drug testing and screening and can contribute to understanding of mechanisms underlying development and diseases of axon fascicles.

This protocol provides a comprehensive procedure to fabricate human iPS cell-derived motor nerve organoid through spontaneous assembly of a robust bundle of axons extended from a spheroid in a tissue culture chip.

Geração organoide do nervo motor tridimensional

A fascicle of axons is one of the major structural motifs observed in the nervous system. Disruption of axon fascicles could cause developmental and ...

Measuring the Influence of Magnetic Vestibular Stimulation on Nystagmus, Self-Motion Perception, and Cognitive Performance in a 7T MRT

Strong magnetic fields induce dizziness, vertigo, and nystagmus due to Lorentz forces acting on the cupula in the semi-circular canals, an effect called magnetic vestibular stimulation (MVS). In this article, we present an experimental setup in a 7T MRT scanner (MRI scanner) that allows the investigation of the influence of strong magnetic fields on nystagmus as well as perceptual and cognitive responses. The strength of MVS is manipulated by altering the head positions of the participants. The orientation of the participants&#39; semicircular canals with respect to the static magnetic field is assessed by combining a 3D magnetometer and 3D constructive interference in steady-state (3D-CISS) images. This approach allows to account for intra- and inter-individual differences in participants&#8217; responses to MVS. In the future, MVS can be useful for clinical research, for example, in the investigation of compensatory processes in vestibular disorders. Furthermore, it could foster insights into the interplay between vestibular information and cognitive processes in terms of spatial cognition and the emergence of self-motion percepts under conflicting sensory information. In fMRI studies, MVS can elicit a possible confounding effect, especially in tasks influenced by vestibular information or in studies comparing vestibular patients with healthy controls.

In this article, we describe the experimental setup, material, and procedures to assess reflexive eye movements, self-motion perception, and cognitive tasks under magnetic vestibular stimulation, as well as the anatomical orientation of the vestibular organs, in a 7 Tesla Magnetic resonance tomography (7T-MRT) scanner.

Mensuração da influência da estimulação vestibular magnética no nistagmo, autopercepção de movimento e desempenho cognitivo em um MRT 7T

Strong magnetic fields induce dizziness, vertigo, and nystagmus due to Lorentz forces acting on the cupula in the semi-circular canals, an effect called ...

Production of Human Neurogenin 2-Inducible Neurons in a Three-Dimensional Suspension Bioreactor

The derivation of neuronal lineage cells from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) marked a milestone in brain research. Since their first advent, protocols have been continuously optimized and are now widely used in research and drug development. However, the very long duration of these conventional differentiation and maturation protocols and the increasing demand for high-quality hiPSCs and their neural derivatives raise the need for the adoption, optimization, and standardization of these protocols to large-scale production. This work presents a fast and efficient protocol for the differentiation of genetically modified, doxycycline-inducible neurogenin 2 (iNGN2)-expressing hiPSCs into neurons using a benchtop three-dimensional (3D) suspension bioreactor.
In brief, single-cell suspensions of iNGN2-hiPSCs were allowed to form aggregates within 24 h, and neuronal lineage commitment was induced by the addition of doxycycline. Aggregates were dissociated after 2 days of induction and cells were either cryopreserved or replated for terminal maturation. The generated iNGN2 neurons expressed classical neuronal markers early on and formed complex neuritic networks within 1 week after replating, indicating an increasing maturity of neuronal cultures. In summary, a detailed step-by-step protocol for the fast generation of hiPSC-derived neurons in a 3D environment is provided that holds great potential as a starting point for disease modeling, phenotypic high-throughput drug screenings, and large-scale toxicity testing.

This article describes a protocol for the generation of human induced pluripotent stem cell-derived neurons in a benchtop 3D suspension bioreactor.

Produção de neurônios humanos induzíveis por neurogenina 2 em biorreator de suspensão tridimensional

The derivation of neuronal lineage cells from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) marked a milestone in brain research. Since their first ...

In vivo Imagens de todo o cérebro de larvas de peixe-zebra

In Vivo Whole-Brain Imaging of Zebrafish Larvae Using Three-Dimensional Fluorescence Microscopy

As a vertebrate model animal, larval zebrafish are widely used in neuroscience and provide a unique opportunity to monitor whole-brain activity at the cellular resolution. Here, we provide an optimized protocol for performing whole-brain imaging of larval zebrafish using three-dimensional fluorescence microscopy, including sample preparation and immobilization, sample embedding, image acquisition, and visualization after imaging. The current protocol enables in vivo imaging of the structure and neuronal activity of a larval zebrafish brain at a cellular resolution for over 1 h using confocal microscopy and custom-designed fluorescence microscopy. The critical steps in the protocol are also discussed, including sample mounting and positioning, preventing bubble formation and dust in the agarose gel, and avoiding motion in images caused by incomplete solidification of the agarose gel and paralyzation of the fish. The protocol has been validated and confirmed in multiple settings. This protocol can be easily adapted for imaging other organs of a larval zebrafish.

Autor em destaque: Imagem in vivo de larvas de peixe-zebra usando microscopia de fluorescência tridimensional  

Presented here is a protocol for in vivo whole-brain imaging of larval zebrafish using three-dimensional fluorescence microscopy. The experimental procedure includes sample preparation, image acquisition, and visualization.

In vivo Imagem do cérebro inteiro de larvas de peixe-zebra usando microscopia de fluorescência tridimensional

As a vertebrate model animal, larval zebrafish are widely used in neuroscience and provide a unique opportunity to monitor whole-brain activity at the ...