Evaluación de pruebas de cognición utilizando una tableta computarizada sensible al tacto, seguimiento ocular e imagen por resonancia magnética funcional

Desarrollamos tecnología de resonancia magnética para estudiar la estructura y función cerebral. Nuestro objetivo es mejorar la comprensión de las enfermedades neurológicas y apoyar un mayor uso de la resonancia magnética en aplicaciones clínicas, incluidos los tratamientos guiados por imagen. Una tableta digitalizadora sensible al tacto permite escribir y dibujar de forma naturalista durante una resonancia magnética funcional de la actividad cerebral.

Esta tecnología ofrece nuevas oportunidades para evaluar las relaciones cerebro-conductual. La fMRI debe hacerse con mucho cuidado. El participante debe tumbarse boca arriba y mantener la cabeza quieta.

La tecnología de tabletas no debe producir fuerzas magnéticas, calefacción por radiofrecuencia ni interferencias de radiofrecuencia. Los circuitos neuronales activados por las pruebas cognitivas estándar que implican el comportamiento de escritura y dibujo están poco comprendidos. Nuestros resultados de IRMF ayudan a investigadores y clínicos a interpretar mejor los resultados de las pruebas cognitivas.

La investigación de procesos visuales, propioceptivos, oculares motores y manuales iteran en los niveles de actividad cerebral y comportamiento. Paralelamente al desarrollo de estudios de fMRI de amplio alcance con mayor validez ecológica. Para empezar, asegura la tableta a su marco y conecta la cámara de vídeo compatible con resonancia magnética.

Aplica cinta azul nueva sobre la superficie de la tableta asegurando que toda la zona táctil quede cubierta sin grandes pliegues. Quita cualquier exceso de cinta de los bordes de la tableta. Trae la tableta, el stylus, el cable de enlace de la tablet y los cables de enlace de cámara de vídeo a la sala de imáns.

Conecta el enlace de la tablet y la cámara de vídeo. Conecta cables al lado de la sala de imáns del panel de penetración RF. Luego desliza los clips compatibles con resonancia magnética en los barandales de la mesa del paciente, asegurando dos clips a cada lado.

Para fijar el sistema de tableta en su lugar, monta la pantalla de proyección trasera compatible con resonancia magnética dentro del tubo magnético aproximadamente a dos metros del proyector. Coloca la cámara de seguimiento ocular compatible con resonancia magnética entre la pantalla del proyector y el borde exterior del tubo magnético, asegurando que el soporte de la cámara quede al ras del borde del anónima. Aprieta los tornillos de plástico del soporte para asegurar el sistema de seguimiento ocular.

Ahora prepara la mesa del paciente instalando la bobina de cabeza de 64 canales. Indica al participante que se tumbe boca arriba sobre la camilla y coloque la cabeza completamente dentro del espiral. Coloca acolchones alrededor de la cabeza del participante para restringir el movimiento y asegurar un ajuste seguro.

Asegura la bobina de cabeza y utiliza el láser emblemático para confirmar que la cabeza del participante está centrada dentro de la bobina. Ajusta la posición del espejo de bobina de cabeza hasta que el participante pueda ver la pantalla de proyección trasera con claridad y sin obstrucciones. Luego coloca el soporte de la tableta sobre la cintura del participante para que la superficie sensible al tacto descanse cómodamente y soporte los movimientos de escritura y dibujo.

Ahora coloca el stylus de la tableta en la mano dominante del participante e indícale que lo sostenga como si fuera un bolígrafo. Pide al participante que toque las cuatro esquinas de la superficie de la tableta con el stylus para evaluar el alcance y la comodidad. Ajusta la posición del montaje y añade acolchado bajo el codo si es necesario para mejorar la comodidad o el acceso usando correas de Velcro.

Fija el sistema de tabletas a la cama del paciente. Desliza lentamente tanto el participante como el sistema de tableta dentro del tubo magnético, asegurándote de que la tableta no toque el borde del tubo y que los cables permanezcan desenredados. En la tableta con cámara de vídeo, inicia el programa EXE.

Luego crea una nueva sesión de captura de pantalla para el participante. Siguiendo las recomendaciones del manual de usuario EyeLink 1000 Plus, configura los umbrales de reflexión de la pupila y la córnea y calibra y valida la cámara de seguimiento ocular. Para ajustar la cámara de seguimiento ocular y enfocar el ojo derecho del participante, alternar entre vistas de cámara, afinar la lente y modificar el iluminador hasta optimizar la vista.

Una vez que los valores de umbral de pupila y reflexión corneal sean aceptables, documenta los valores e inicia la calibración de nueve puntos. Luego valida la calibración. Registra tanto el ángulo medio como el máximo de validación antes de pasar al experimento de FMRI.

A continuación, utiliza el ordenador de respuesta al estímulo para comenzar la calibración de la superficie táctil de la tableta. Indica al participante que use el orzueña para tocar y soltar consecutivamente los tres blancos que aparecen en pantalla dentro del tiempo establecido. Una vez completada la calibración, inicia la aplicación de edición gráfica referenciada.

Indica al participante que dibuje libremente para confirmar el seguimiento preciso del sty. Ahora familiarice al participante con la escritura basada en tabletas pidiéndole que complete una tarea de entrenamiento a ritmo propio utilizada en estudios esenciales de temblores. Para familiarizar al participante con el TMT, guíale a través de una versión de entrenamiento simplificada de TMT-A y TMT-B, cada una con 12 elementos.

Luego procede a alternar versiones de tamaño real de TMT-A y TMT-B con elementos reorganizados usando temporización experimental de tareas. Supervisa el rendimiento del participante durante todo el proceso para asegurarte de que la tableta permanece correctamente calibrada y que la tarea se sigue con precisión. Ahora comienza la sesión de seguimiento ocular seleccionando iniciar grabación en el programa de grabadora de pantalla en la tableta con cámara de vídeo.

Luego, en el ordenador de respuesta al estímulo, abre el TMT-Run1_slow. Archivo de script ebs2 Prime usando E-Run. Introduce el ID del participante y el número de sesión cuando el script E-Run te lo indique.

Durante la ejecución, asigna a un miembro del laboratorio para monitorizar los datos de seguimiento ocular y asegurar simultáneamente una señal estable. Que un segundo miembro del laboratorio observe el rendimiento del participante en la tarea TMT, asegurándose de que se sigan las instrucciones y que no existan problemas técnicos, como proyección o seguimiento poco fiable del estilista. Pide al segundo miembro del laboratorio que también documente cualquier error en el rendimiento de TMT-A o TMT-B junto con el número de ensayo asociado.

Una vez completada la prueba, detiene la grabación del rastreador ocular en el software de grabación de pantalla SR Research, realiza una comprobación de deriva puntual seleccionando Drift Correct. Para la segunda partida, reinicia la sesión de grabación de seguimiento ocular en la tableta con cámara de vídeo. En el ordenador de respuesta al estímulo, abre el TMT-Run2_slow.

Archivo de script ebs2 E-Run. Introduce el mismo ID de participante y número de sesión que se usaron en la Primera Run. Repite las instrucciones de la tarea una vez que el experimento concluya.

Realiza una última validación de seguimiento ocular y registra los valores promedio y máximo de error. Luego haz clic en archivo y luego en cerrar en el software de seguimiento ocular para finalizar y exportar los datos. Retira al participante del tubo magnético y comienza el desmontaje del equipo.

Por fin, apaga todos los ordenadores y equipos. Durante los primeros segundos tanto de TMT-A como de TMT-B, la mirada de los participantes buscaba objetivos antes de iniciar el movimiento del stylus en todos los intervalos de tiempo mostrados que la mirada seguía consistentemente el movimiento de enlace del stylus en TMT-A y TMT-B. El tiempo de finalización tendió a ser más largo para TMT-B que para TMT-A.

Los segundos por enlace mostraron una tendencia a ser más altas para TMT-B que para TMT-A. No se encontraron diferencias significativas entre TMT-A y TMT-B en la duración de los periodos de enlace, los periodos no vinculados, la distancia total, la distancia adicional recorrida o la distancia por enlace. La fuerza del stylus tendió a subir ligeramente durante la TMT-B en comparación con la TMT-A, y el número de parpadeos por prueba fue significativamente mayor durante la TMT-B.

La tasa de parpadeo se mantuvo significativamente más alta en TMT-B incluso teniendo en cuenta las diferencias de tiempo de finalización. El porcentaje de tiempo dedicado a la fijación fue significativamente menor durante TMT-B que durante TMT-A. La resonancia magnética funcional reveló una activación cerebral positiva generalizada tanto durante TMT-A como TMT-B en comparación con la fijación visual.

La activación cerebral incluía regiones como el cerebelo, los lóbulos parietales, los giros occipitales y las áreas frontales. No se observaron diferencias significativas en la activación cerebral al contrastar directamente TMT-B con TMT-A.