Name: simultaneous eye tracking and single-neuron recordings in human epilepsy patients
Uploaded: 2019-06-17T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Eye Tracking and Single-Neuron Recordings in Human Epilepsy Patients at JoVE.com

Ringraziamo tutti i pazienti per la loro partecipazione. Questa ricerca è stata sostenuta dal Rockefeller Neuroscience Institute, dalla Autism Science Foundation e dalla Dana Foundation (a S.W.), un premio NSF CAREER (1554105 a U.R.) e il NIH (R01MH110831 e U01NS098961 a U.R.). I finanziatori non hanno avuto alcun ruolo nella progettazione dello studio, nella raccolta e nell'analisi dei dati, nella decisione di pubblicazione o nella preparazione del manoscritto. Ringraziamo James Lee, Erika Quan e lo staff del Cedars-Sinai Simulation Center per il loro aiuto nella produzione del video dimostrativo.

1. Partecipanti
<ol><li>Recluta pazienti neurochirurgici con epilessia intrattabile che sono sottoposti a posizionamento di elettrodi intracranici per localizzare le loro crisi epilettiche.</li>
	<li>Inserire elettrodi di profondità con microfili incorporati in tutte le posizioni bersaglio clinicamente indicate, che in genere includono un sottoinsieme di amigdala, ippocampo, corteccia cingolata anteriore e area motoria pre-supplementare. Vedere i dettagli per l'impianto nel nostro protocollo precedente<sup class="xref...

<ol>
	<li>Fried, I., Rutishauser, U., Cerf, M., Kreiman, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Single Neuron Studies of the Human Brain: Probing Cognition. , (2014).</li><li>Minxha, J., Mamelak, A. N., Rutishauser, U., Sillitoe, R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+and+Electrophysiological+Techniques+for+Single-Neuron+Recordings+in+Human+Epilepsy+Patients.">Surgical and Electrophysiological Techniques for Single-Neuron Recordings in Human Epilepsy Patients.</a> Extracellular Recording Approaches. , 267-293 (2018).</li><li>Rutishauser, U., Mamelak, A. N., Schuman, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Trial+Learning+of+Novel+Stimuli+by+Individual+Neurons+of+the+Human+Hippocampus-Amygdala+Complex.">Single-Trial Learning of Novel Stimuli by Individual Neurons of the Human Hippocampus-Amygdala Complex.</a> Neuron. 49, 805-813 (2006).</li><li>Rutishauser, U., Ross, I. B., Mamelak, A. N., Schuman, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+memory+strength+is+predicted+by+theta-frequency+phase-locking+of+single+neurons.">Human memory strength is predicted by theta-frequency phase-locking of single neurons.</a> Nature. 464, 903-907 (2010).</li><li>Wang, S., 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=Neurons+in+the+human+amygdala+selective+for+perceived+emotion.">Neurons in the human amygdala selective for perceived emotion.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 111, E3110-E3119 (2014).</li><li>Wang, S., 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+human+amygdala+parametrically+encodes+the+intensity+of+specific+facial+emotions+and+their+categorical+ambiguity.">The human amygdala parametrically encodes the intensity of specific facial emotions and their categorical ambiguity.</a> Nature Communications. 8, 14821 (2017).</li><li>Minxha, J., 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=Fixations+Gate+Species-Specific+Responses+to+Free+Viewing+of+Faces+in+the+Human+and+Macaque+Amygdala.">Fixations Gate Species-Specific Responses to Free Viewing of Faces in the Human and Macaque Amygdala.</a> Cell Reports. 18, 878-891 (2017).</li><li>Wang, S., Mamelak, A. N., Adolphs, R., Rutishauser, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encoding+of+Target+Detection+during+Visual+Search+by+Single+Neurons+in+the+Human+Brain.">Encoding of Target Detection during Visual Search by Single Neurons in the Human Brain.</a> Current Biology. 28, 2058-2069 (2018).</li><li>Holmqvist, K., 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=.">.</a> Eye tracking: A comprehensive guide to methods and measures. , (2011).</li><li>Liversedge, S. P., Findlay, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saccadic+eye+movements+and+cognition.">Saccadic eye movements and cognition.</a> Trends in Cognitive Sciences. 4, 6-14 (2000).</li><li>Rehder, B., Hoffman, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eyetracking+and+selective+attention+in+category+learning.">Eyetracking and selective attention in category learning.</a> Cognitive Psychology. 51, 1-41 (2005).</li><li>Blair, M. R., Watson, M. R., Walshe, R. C., Maj, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extremely+selective+attention:+Eye-tracking+studies+of+the+dynamic+allocation+of+attention+to+stimulus+features+in+categorization.">Extremely selective attention: Eye-tracking studies of the dynamic allocation of attention to stimulus features in categorization.</a> Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 35, 1196 (2009).</li><li>Rutishauser, U., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probabilistic+modeling+of+eye+movement+data+during+conjunction+search+via+feature-based+attention.">Probabilistic modeling of eye movement data during conjunction search via feature-based attention.</a> Journal of Vision. 7, (2007).</li><li>Wang, S., 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=Autism+spectrum+disorder,+but+not+amygdala+lesions,+impairs+social+attention+in+visual+search.">Autism spectrum disorder, but not amygdala lesions, impairs social attention in visual search.</a> Neuropsychologia. 63, 259-274 (2014).</li><li>Wang, S., 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=Atypical+Visual+Saliency+in+Autism+Spectrum+Disorder+Quantified+through+Model-Based+Eye+Tracking.">Atypical Visual Saliency in Autism Spectrum Disorder Quantified through Model-Based Eye Tracking.</a> Neuron. 88, 604-616 (2015).</li><li>Wang, S., Tsuchiya, N., New, J., Hurlemann, R., Adolphs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preferential+attention+to+animals+and+people+is+independent+of+the+amygdala.">Preferential attention to animals and people is independent of the amygdala.</a> Social Cognitive and Affective Neuroscience. 10, 371-380 (2015).</li><li>Fried, I., MacDonald, K. A., Wilson, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+Neuron+Activity+in+Human+Hippocampus+and+Amygdala+during+Recognition+of+Faces+and+Objects.">Single Neuron Activity in Human Hippocampus and Amygdala during Recognition of Faces and Objects.</a> Neuron. 18, 753-765 (1997).</li><li>Kreiman, G., Koch, C., Fried, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Category-specific+visual+responses+of+single+neurons+in+the+human+medial+temporal+lobe.">Category-specific visual responses of single neurons in the human medial temporal lobe.</a> Nature Neuroscience. 3, 946-953 (2000).</li><li>Squire, L. R., Stark, C. E. L., Clark, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Medial+Temporal+Lobe.">The Medial Temporal Lobe.</a> Annual Review of Neuroscience. 27, 279-306 (2004).</li><li>Chelazzi, L., Miller, E. K., Duncan, J., Desimone, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+neural+basis+for+visual+search+in+inferior+temporal+cortex.">A neural basis for visual search in inferior temporal cortex.</a> Nature. 363, 345-347 (1993).</li><li>Schall, J. D., Hanes, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+basis+of+saccade+target+selection+in+frontal+eye+field+during+visual+search.">Neural basis of saccade target selection in frontal eye field during visual search.</a> Nature. 366, 467-469 (1993).</li><li>Wolfe, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+Can+1+Million+Trials+Tell+Us+About+Visual+Search?.">What Can 1 Million Trials Tell Us About Visual Search?.</a> Psychological Science. 9, 33-39 (1998).</li><li>Wolfe, J. M., Horowitz, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+attributes+guide+the+deployment+of+visual+attention+and+how+do+they+do+it?.">What attributes guide the deployment of visual attention and how do they do it?.</a> Nature Review Neuroscience. 5, 495-501 (2004).</li><li>Sheinberg, D. L., Logothetis, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noticing+Familiar+Objects+in+Real+World+Scenes:+The+Role+of+Temporal+Cortical+Neurons+in+Natural+Vision.">Noticing Familiar Objects in Real World Scenes: The Role of Temporal Cortical Neurons in Natural Vision.</a> The Journal of Neuroscience. 21, 1340-1350 (2001).</li><li>Bichot, N. P., Rossi, A. F., Desimone, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parallel+and+Serial+Neural+Mechanisms+for+Visual+Search+in+Macaque+Area+V4.">Parallel and Serial Neural Mechanisms for Visual Search in Macaque Area V4.</a> Science. 308, 529-534 (2005).</li><li>Rutishauser, U., Schuman, E. M., Mamelak, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Online+detection+and+sorting+of+extracellularly+recorded+action+potentials+in+human+medial+temporal+lobe+recordings,+in+vivo.">Online detection and sorting of extracellularly recorded action potentials in human medial temporal lobe recordings, in vivo.</a> Journal of Neuroscience Methods. 154, 204-224 (2006).</li></ol>

In questo protocollo, abbiamo descritto come impiegare registrazioni mononeurone con tracciamento oculare simultaneo e descritto come abbiamo usato questo metodo per identificare i neuroni bersaglio nella MTL umana.
L'installazione prevede tre computer: uno che esegue l'attività (computer di stimolo), uno che esegue l'eye tracker e uno che esegue il sistema di acquisizione. Per la sincronizzazione tra i tre sistemi, la porta parallela viene utilizzata per inviare trigger TTL dal computer di s...

Le registrazioni umane mononeurone sono uno strumento unico e potente per esplorare la funzione del cervello umano con straordinaria risoluzione spaziale e temporale1. Recentemente, le registrazioni mononeurone hanno guadagnato ampio uso nel campo delle neuroscienze cognitive perché consentono l'indagine diretta dei processi cognitivi centrali alla cognizione umana. Queste registrazioni sono rese possibili dalla necessità clinica di determinare la posizione dei focolai epilettici, per i quali gli elettrodi di profondità vengono temporaneamente impiantati nel cervello di pazienti con sospetta epilessia focale. Con questa impostazione, le registrazioni mononeurone possono essere ottenute utilizzando microfili sporgenti dalla punta dell'elettrodo di profondità ibrido (una descrizione dettagliata della metodologia chirurgica coinvolta nell'inserimento di elettrodi di profondità ibrida è fornita nel precedente protocollo2). Tra gli altri, questo metodo è stato utilizzato per studiare la memoria umana3,4, emozione5,6, e attenzione7,8.
Il tracciamento oculare misura la posizione dello sguardo e i movimenti oculari (fissazioni e saccade) durante le attività cognitive. Gli eye tracker basati su video utilizzano in genere il riflesso corneale e il centro della pupilla come caratteristiche per tenere traccia nel tempo9. Il tracciamento oculare è un metodo importante per studiare l'attenzione visiva perché la posizione dello sguardo indica il focus dell'attenzione durante la maggior parte dei comportamenti naturali10,11,12. Il tracciamento oculare è stato ampiamente utilizzato per studiare l'attenzione visiva in individui sani13 e popolazioni neurologiche14,15,16.
Mentre entrambe le registrazioni mononeurone e tracciamento oculare sono utilizzati individualmente negli esseri umani, pochi studi hanno usato entrambi contemporaneamente. Di conseguenza, rimane ancora in gran parte sconosciuto come i neuroni nel cervello umano rispondono ai movimenti oculari e/o se sono sensibili allo stimolo attualmente fissato. Questo è in contrasto con gli studi con macachi, dove eye-tracking con registrazioni simultanee mononeurone è diventato uno strumento standard. Al fine di studiare direttamente la risposta neuronale ai movimenti oculari, abbiamo combinato le registrazioni dei singoli neuroni umani e il tracciamento oculare. Qui descriviamo il protocollo per condurre tali esperimenti e poi illustrare i risultati attraverso un esempio concreto.
Nonostante il ruolo consolidato del lobo temporale mediale umano (MTL) sia nella rappresentazione dell'oggetto17,18 e memoria3,19, rimane in gran parte sconosciuto se i neuroni MTL sono modulati in funzione di dall'alto verso il basso l'attenzione verso gli obiettivi rilevanti dal punto di vista comportamentale. Lo studio di tali neuroni è importante iniziare a capire come le informazioni rilevanti per gli obiettivi influenzano i processi visivi dal basso verso l'alto. Qui, dimostriamo l'utilità del monitoraggio oculare durante la registrazione dei neuroni utilizzando la ricerca visiva guidata, un paradigma noto per studiare il comportamento diretto agli obiettivi20,21,22,23, 24 Mi lasa' di , 25. Utilizzando questo metodo, abbiamo recentemente descritto una classe di neuroni chiamati neuroni bersaglio, che segnala se lo stimolo attualmente frequentato è l'obiettivo di una ricerca in corso8. Di seguito, presentiamo il protocollo di studio necessario per riprodurre questo precedente studio scientifico. Si noti che lungo questo esempio, il protocollo può essere facilmente regolato per studiare un'attività di attenzione visiva arbitraria.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Cedrus Response Box</td>
			<td>Cedrus (https://cedrus.com/)</td>
			<td>RB-844</td>
			<td>Button box</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dell Laptop</td>
			<td>Dell (https://dell.com)</td>
			<td>Precision 7520</td>
			<td>Stimulus Computer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EyeLink Eye Tracker</td>
			<td>SR Research (https://www.sr-research.com)</td>
			<td>1000 Plus Remote with laptop host computer and LCD arm mount</td>
			<td>Eye tracking</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks Inc</td>
			<td>R2016a (RRID: SCR_001622)</td>
			<td>Data analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neuralynx Neurophysiology System</td>
			<td>Neuralynx (https://neuralynx.com)</td>
			<td>ATLAS 128</td>
			<td>Electrophysiology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Osort</td>
			<td>Open source</td>
			<td>v4.1 (RRID: SCR_015869)</td>
			<td>Spike sorting algorithm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Psychophysics Toolbx</td>
			<td>Open source</td>
			<td>PTB3 ( RRID: SCR_002881)</td>
			<td>Matlab toolbox to implement psychophysical experiments</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simultaneous eye tracking and single-neuron recordings in human epilepsy patients

Le registrazioni intracraniche da pazienti con epilessia intrattabile forniscono un'opportunità unica per studiare l'attività dei singoli neuroni umani durante il comportamento attivo. Uno strumento importante per quantificare il comportamento è il tracciamento oculare, che è uno strumento indispensabile per studiare l'attenzione visiva. Tuttavia, il tracciamento oculare è difficile da usare contemporaneamente con l'elettrofisiologia invasiva e questo approccio è stato quindi poco utilizzato. Qui, presentiamo un protocollo sperimentale collaudato per condurre registrazioni mononeurone con tracciamento oculare simultaneo negli esseri umani. Descriviamo come i sistemi sono collegati e le impostazioni ottimali per registrare neuroni e movimenti oculari. Per illustrare l'utilità di questo metodo, riassumiamo i risultati resi possibili da questa impostazione. Questi dati mostrano come l'utilizzo del tracciamento oculare in un'attività di ricerca visiva guidata dalla memoria ci ha permesso di descrivere una nuova classe di neuroni chiamati neuroni bersaglio, la cui risposta rifletteva l'attenzione dall'alto verso il basso verso l'obiettivo di ricerca corrente. Infine, discutiamo il significato e le soluzioni ai potenziali problemi di questa configurazione. Insieme, il nostro protocollo e i risultati suggeriscono che le registrazioni mononeurone con tracciamento oculare simultaneo negli esseri umani sono un metodo efficace per studiare la funzione del cervello umano. Fornisce un collegamento mancato chiave tra neurofisiologia animale e neuroscienze cognitive umane.

Per illustrare l'utilizzo del metodo di cui sopra, viene descritto brevemente un caso d'uso che abbiamo recentemente pubblicato8. Abbiamo registrato 228 singoli neuroni dal lobo temporale mediale umano (MTL; amigdala e ippocampo) mentre i pazienti stavano eseguendo un compito di ricerca visiva (Figura 3A, B). Durante questo compito, abbiamo studiato se l'attività dei neuroni differenziata tra fissazioni su obiettivi e...

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Simultaneous Eye Tracking and Single-Neuron Recordings in Human Epilepsy Patients

Tracciamento oculare simultaneo e registrazioni mononeurone nei pazienti affetti da epilessia umana

Descriviamo un metodo per condurre registrazioni mononeurone con tracciamento oculare simultaneo negli esseri umani. Dimostriamo l'utilità di questo metodo e illustriamo come abbiamo usato questo approccio per ottenere neuroni nel lobo temporale mediale umano che codificano gli obiettivi di una ricerca visiva.

Intracranial recordings from patients with intractable epilepsy provide a unique opportunity to study the activity of individual human neurons during ...

Un vantaggio principale della nostra tecnica è che consente la registrazione simultanea della posizione del caso, delle dimensioni della pupilla e dei singoli neuroni nei pazienti impiantati con elettrodi di profondità al capezzale. Questo ci permette di determinare se ci sono neuroni nel cervello umano la cui attività è sensibile ai movimenti oculari e all'identità dello stimolo attualmente fissato. Sebbene questa tecnica non sia progettata per studiare una particolare malattia, è adatta a studiare malattie neurologiche che si traducono in movimenti oculari anomali o altre anomalie motorie oculari.A dimostrare la procedura saranno Nand Chandravadia e James Lee, ricercatori del mio laboratorio. Ed Erika Quan, un tecnico neurodiagnostico alla Cedars-Sinai. Per iniziare, collegare gli elettrodi al sistema di registrazione e posizionare il paziente seduto in posizione verticale.Quindi, collegare il computer di stimolo al sistema di elettrofisiologia e al localizzatore oculare. Posizionare il sistema di tracciamento oculare a infrarossi remoto non invasivo su un robusto carrello mobile. Quindi, collegare un braccio flessibile che contiene un display LCD al carrello.Posizionare un alimentatore ininterrotto completamente carico sul carrello di tracciamento oculare e collegare tutti i dispositivi relativi al tracciamento oculare all'alimentatore anziché a una fonte di alimentazione esterna. Assicurarsi che il dispositivo IV collegato al paziente sia alimentato a batteria e non sia collegato alla parete. Avviare il software di tracciamento oculare.Regolare la distanza tra il paziente e lo schermo LCD tra 60 e 70 centimetri. Regolare anche l'angolo dello schermo LCD in modo che la superficie dello schermo sia approssimativamente parallela al viso del paziente. Posizionare un adesivo sulla fronte del paziente in modo che l'eye tracker possa adattarsi ai movimenti della testa.Ora, regola l'altezza dello schermo rispetto alla testa del paziente in modo che la fotocamera dell'eye tracker sia approssimativamente all'altezza del naso del paziente. Fornire al paziente una scatola di pulsanti o una tastiera. Verificare che i trigger e la pressione dei pulsanti siano registrati correttamente prima di iniziare l'esperimento.Avviare il software di acquisizione. Per prima cosa ispezionare visivamente i potenziali sul campo locale a banda larga e assicurarsi che non siano contaminati dal rumore della linea. In caso contrario, seguire le procedure standard per rimuovere il rumore.Per identificare i singoli neuroni, il passaggio della banda filtra il segnale da 300 hertz a otto kilohertz. Selezionare uno degli otto microfili come riferimento per ogni fascio di microfili. Abilitare il salvataggio dei dati come file nrd prima della registrazione.Regolare la distanza e l'angolo tra l'eye tracker e il paziente in modo che il marcatore bersaglio, la distanza della testa, la pupilla e la riflessione corneale siano contrassegnati come pronti. Questo è mostrato in verde nel software di tracciamento oculare. Clicca sull'occhio da registrare e imposta la frequenza di campionamento su 500 hertz.Utilizzare la regolazione automatica della pupilla e la soglia di riflessione corneale. Calibrare l'eye tracker con il metodo della griglia integrato all'inizio di ogni blocco. Confermare che le posizioni degli occhi si registrino bene come griglia.In caso contrario, ripetere la calibrazione. Accettare la calibrazione ed eseguire la convalida. Accettare la convalida se l'errore di convalida massima è inferiore a due gradi e l'errore di convalida medio è inferiore a un grado.In caso contrario, ripetere la convalida. Quindi, eseguire la correzione della deriva e procedere all'esperimento effettivo. In questa attività di ricerca visiva, utilizzare gli stimoli di uno studio precedente eseguito da questo gruppo e seguire la procedura delle attività come descritto in precedenza.Fornire istruzioni per l'attività ai partecipanti. Indicare ai partecipanti di trovare un elemento di destinazione nell'array di ricerca e rispondere il prima possibile. Istruisci i partecipanti a premere il pulsante sinistro di una casella di risposta se trovano la destinazione e premi il pulsante destro se pensano che la destinazione sia assente.Istruisi esplicitamente i partecipanti che ci saranno prove presenti e target-assenti. Avviare il software di presentazione degli stimoli ed eseguire l'attività. Presentare un segnale di destinazione per un secondo e presentare l'array di ricerca utilizzando il software di presentazione degli stimoli.Registrare le pressioni dei pulsanti e fornire la versione di valutazione tramite feedback di prova ai partecipanti. Per illustrare l'uso di questo metodo, 228 singoli neuroni sono stati registrati dal lobo temporale mediale umano mentre i pazienti stavano svolgendo un compito di ricerca visiva come mostrato qui. Durante questo compito, è stato studiato se l'attività dei neuroni si differenziava tra fissazioni su bersagli e distrattori.Quando le risposte sono state allineate alla pressione del pulsante, sono stati trovati neuroni che hanno mostrato un'attività differenziale tra gli studi target-present e gli studi target-absent. Le linee nere rappresentano l'inizio e l'offset della coda di ricerca. Questo neurone ha aumentato il suo tasso di attivazione per gli studi target-presenti, ma non per gli studi target-assenti.Al contrario, questo neurone ha diminuito il suo tasso di attivazione per gli studi presenti nel bersaglio, ma non per gli studi target-assenti. Un sottoinsieme di neuroni lobi temporali mediali ha mostrato attività significativamente diverse tra fissazioni su bersagli e distrattori. Inoltre, un tipo di neurone bersaglio di questo tipo ha avuto una risposta maggiore ai bersagli rispetto ai distrattori, mentre l'altro ha avuto una risposta maggiore ai distrattori rispetto ai bersagli.Insieme, questo risultato dimostra che un sottoinsieme di neuroni lobi temporali mediali codifica se la fissazione attuale è atterrata su un bersaglio o meno. È fondamentale assicurarsi che l'eye tracker non introduca rumore nella registrazione. Qualsiasi rumore deve essere rimosso prima dell'eseguito degli esperimenti.Se il rumore persiste, assicurarsi che lo schermo utilizzato per visualizzare lo stimolo al soggetto abbia un alimentatore esterno. Scambia alimentatori per alimentatori di alta qualità tipicamente utilizzati per applicazioni audio di fascia alta. Seguendo questa procedura, vengono eseguite analisi di picchi e movimenti oculari per estrarre informazioni dai dati che permetteranno al ricercatore di indagare le risposte neuronali ai movimenti oculari.Questo metodo apre la strada all'esplorazione di molte domande senza risposta che richiedono l'analisi delle fissazioni, come il modo in cui i neuroni guidano collettivamente le fissazioni verso oggetti interessanti in una scena.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

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 ...

Ricerca

Comportamento

Eye-Tracking Control to Assess Cognitive Functions in Patients with Amyotrophic Lateral Sclerosis

Eye-tracking di controllo per valutare le funzioni cognitive in pazienti con Sclerosi Laterale Amiotrofica

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disorder with pathological involvement of upper and lower motoneurons, subsequently leading to ...

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

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 ...

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

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

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 ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats

Registrazioni simultanee di potenziali di campo locale corticale ed Electrocorticograms in risposta a stimoli nocicettivi Laser da liberi di muoversi

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and ...

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

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 ...

Defining the Role Of Language in Infants' Object Categorization with Eye-tracking Paradigms

Definire il ruolo del linguaggio nella categorizzazione degli oggetti degli infanti con paradigmi di Eye-tracking

Assessing infant category learning is a challenging but vital aspect of studying infant cognition. By employing a familiarization-test paradigm, we ...

Exploring Infant Sensitivity to Visual Language using Eye Tracking and the Preferential Looking Paradigm

Esplorare la sensibilità del bambino al linguaggio visivo utilizzando eye tracking e il paradigma dall'aspetto preferenziale

We discuss the use of the preferential looking paradigm in eye tracking studies in order to study how infants develop, understand, and attend to the world ...

Loneliness Assuaged: Eye-Tracking an Audience Watching Barrage Videos

Loneliness Assuaged: eye-tracking di un pubblico che guarda video di sbarramento

Researchers usually theorize media exposure based on assumptions of legacy media. However, a new interactive video viewing format, in this case barrage ...