Visualeyes: un système logiciel modulaire pour l'expérimentation oculomoteurs

L'objectif général de cette procédure est de permettre à un expérimentateur de générer une série de stimuli visuels à l'aide du système oculaire visuel afin de mener une étude sur les mouvements oculaires. Premièrement, le système oculaire visuel doit être calibré en convertissant les valeurs des pixels en degrés à l'aide de cibles mesurées. La deuxième étape consiste à définir les positions initiales et finales des stimuli pour les yeux gauche et droit en enregistrant les stimuli dans une bibliothèque avant la session expérimentale.

Enfin, le moniteur de mouvements oculaires est placé sur le sujet et le script expérimental est exécuté pour enregistrer les réponses oculomotrices. En définitive, des résultats peuvent être obtenus, montrant les tracés de position et de vitesse des mouvements oculaires. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes, telles que les logiciels propriétaires, est que l'opérateur peut composer n'importe quel stimulus visuel afin de réaliser tout type d'expérience sur les mouvements oculaires.

La démonstration de cette procédure est assurée par un étudiant au doctorat, Kim, de mon laboratoire. Tout type de dispositif de suivi des mouvements oculaires peut être utilisé pour ce système. Dans cette démonstration, un dispositif de suivi de la limbe et un système vidéo de surveillance des mouvements oculaires seront utilisés pour des mouvements de poursuite en tandem, tels que la poursuite psychotique ou la poursuite lisse.

Un seul ordinateur peut être utilisé pour l'affichage visuel afin d'étudier les mouvements oculaires opposés, comme les mouvements de version ou l'interaction des mouvements de version avec des mouvements en tandem. Un haploscope équipé de deux écrans d'ordinateur est nécessaire pour l'affichage visuel. Une première étape d'étalonnage est requise afin de convertir un système de mesures en un autre, car les mouvements oculaires sont généralement exprimés en degrés de rotation.

Bien que les écrans d'ordinateur utilisent des valeurs en pixels, on peut avoir recours à la trigonométrie pour calculer l'emplacement des cibles physiques permettant d'étalonner les affichages visuels. Par exemple, si le stimulus affiché sur l'écran d'ordinateur correspond à une cible physique de deux degrés, alors cette valeur en pixels correspond à un stimulus de deux degrés. Pour étalonner le système, l'opérateur doit ouvrir le fichier dot vei de pixel en degrés situé dans le répertoire visualize.

Tout d'abord, définissez l'écran à étalonner à l'aide du champ du mode d'étirement. Saisissez le chiffre un pour l'écran de l'œil gauche et le chiffre deux pour l'écran de l'œil droit. Exécutez ensuite le programme et déplacez le stimulus de la ligne verte jusqu'à ce que celle-ci se superpose exactement à la cible physique.

Saisissez maintenant la position connue de la cible physique en degrés, puis appuyez sur le bouton d'enregistrement. Ensuite, cliquez sur la ligne verte. Le degré et la valeur en pixels s'afficheront sur l'écran dans le coin inférieur gauche, et l'opérateur doit recueillir un minimum de trois points d'étalonnage.

Après avoir enregistré tous les points d'étalonnage, ouvrez le fichier de sortie Excel D two P dans le répertoire visualisé afin d'obtenir les points d'étalonnage. Tracez les points d'étalonnage pour obtenir une équation de régression linéaire.

Utilisez l'équation pour calculer la position initiale et finale du stimulus visuel. L'opérateur souhaite programmer en valeurs de pixels. Un exemple de courbe d'étalonnage de l'œil gauche et de l'œil droit obtenue à l'aide de cinq points d'étalonnage pour un stimulus vierge est présenté ici.

Répétez les deux étapes précédentes pour l'autre moniteur si le stimulus nécessite un moniteur supplémentaire. Tout d'abord, l'opérateur doit définir la position initiale et finale du stimulus pour l'œil gauche et l'œil droit avant l'expérience. Pour ce faire, ouvrez un nouveau fichier texte et, sur la première ligne, définissez les valeurs initiales de temps et de position.

Quatre paramètres doivent être définis : le temps, la position horizontale, la position verticale et la rotation, chacun séparé par une tabulation. De même, définissez les quatre paramètres finaux : le temps final, la position horizontale finale, la position verticale finale et la rotation du stimulus. Enregistrez le stimulus dans le répertoire visualisé sous le nom d’un fichier stimulus.vii, puis répétez cette étape pour tout autre stimulus I.

Ensuite, le mouvement du stimulus peut être généralisé en deux types de déplacement : un saut brusque ou une rampe continue. Un saut permet au stimulus de passer brusquement ou de manière soudaine de la position initiale à la position finale.

L'opérateur doit noter que la variation de temps doit être de 0,001 seconde pour un stimulus en échelon. Un exemple de pas psychotique, de rampe de poursuite lisse, de pas vierge et de rampe vierge est présenté dans le tableau un. Pour les stimuli, on peut utiliser un stimulus unique, tel qu'un pas, ou une séquence de tâches visuelles, telle qu'une série de pas multiples.

Ensuite, enregistrez les deux fichiers de stimulus dans la bibliothèque de stimuli. Remarquez qu'il existe plusieurs paramètres par défaut dans le répertoire visualisé. La première ligne indique le pourcentage de l'écran dans la direction horizontale.

La deuxième ligne correspond au pourcentage de l'écran dans la direction verticale. La troisième correspond à l'image d'arrière-plan, et la quatrième à l'image au premier plan ou image cible. La cinquième ligne indique que l'ordinateur doit fonctionner en mode indépendant.

La sixième ligne indique quel moniteur est utilisé. La septième ligne correspond au format d'image des moniteurs. Les autres lignes représentent les différents types de stimuli que l'opérateur peut utiliser au cours d'une session expérimentale.

Ouvrez maintenant le moniteur de stimulation de l’œil gauche et le moniteur de stimulation de l’œil droit. Fichiers du répertoire visualisé. Ces deux fichiers contiennent respectivement les stimulations de la bibliothèque pour l’œil gauche et l’œil droit.

Dans la dernière ligne, indiquez le nom du fichier du stimulus qui a été défini. Le numéro de profil correspond à la ligne associée au nom du fichier du stimulus. Par exemple, ici, le numéro de profil du stimulus est huit.

On peut répéter les étapes précédentes pour créer autant de stimuli que nécessaire pour une expérience. Ensuite, le script du protocole expérimental peut être rédigé. Tout d'abord, ouvrez un fichier texte pour taper les commandes du protocole expérimental et enregistrez ce fichier dans le répertoire visualisé sous un nom de script vs fichier.

Ce sera le fichier de script à partir duquel le système de visualisation lira et exécutera les commandes. Les fonctions visualisées possèdent des arguments d'entrée et de sortie. Ce tableau affiche toutes les fonctions du logiciel de visualisation qui peuvent être utilisées lorsque le fichier temporaire dot lwf n'est pas défini.

Pendant l'exécution de cette fonction, le logiciel ne stockera aucune donnée entrante pour la numérisation. Les chaînes de sortie de la fonction de journalisation, ou le tampon d'entrée défini à partir de l'essai EXP, sont transférés vers le fichier texte de sortie dans le répertoire visualisé. Lorsque l'expérience est terminée, veillez à modifier le nom du fichier texte de sortie pour lui attribuer un autre nom.

Sinon, les données seront écrasées lors de la prochaine expérience. La fonction de poids du déclencheur attend que le sujet appuie sur le bouton de déclenchement pour démarrer l'essai expérimental, désigné comme « exp trial » à l'écran, et numériser les données. Il s'agit du canal 12 sur la carte d'acquisition numérique, qui attend que le signal passe d'un niveau numérique haut à bas.

Enfin, la fonction de délai aléatoire génère un délai aléatoire afin d'empêcher la prédiction ou l'anticipation du stimulus suivant, et la fonction de calcul de la moyenne et de l'écart type (MSD) détermine la moyenne et l'écart type des données. Avant de commencer une expérience, le sujet doit fournir un consentement écrit et éclairé approuvé par le comité d'éthique institutionnel. L'expérience doit être expliquée en détail avant que le sujet puisse accepter d'y participer.

Différents moniteurs de mouvements oculaires, tels que le système d'imagerie vidéo par réflexion cornéenne, le système de suivi du limbe ou la bobine de recherche sur la sclère, peuvent être utilisés pour recueillir et enregistrer les mouvements oculaires. Ici, nous allons démontrer un système de suivi du limbe. Ensuite, ajustez le moniteur de mouvements oculaires afin de capturer les attributs anatomiques de l'œil, tels que le limbe ou la pupille et la réflexion cornéenne, selon le moniteur de mouvements oculaires utilisé.

Une fois que le moniteur de mouvements oculaires est correctement ajusté sur le sujet, vérifiez que ce moniteur capte bien les mouvements oculaires en demandant au sujet d'effectuer des mouvements psychotiques latéraux ou des mouvements d'adduction et d'abduction appelés mouvements de convergence-divergence. Ouvrez le programme Read script dot vei dans le répertoire visualized situé dans le coin supérieur droit, puis saisissez le nom du fichier de protocole expérimental créé précédemment. Exécutez ensuite le programme Read script dot vei en appuyant sur le bouton fléché situé dans le coin supérieur gauche.

Ensuite, remettez au sujet le bouton déclencheur et expliquez-lui que lorsque le bouton sera enfoncé, la collecte des données commencera. Un autre fichier VEI d'acquisition apparaîtra automatiquement à l'écran, qui tracera les données entrantes. Les données sont échantillonnées à 500 hertz.

Lorsque l'expérience est terminée, le script de lecture dot bei s'arrêtera automatiquement à ce moment. Accédez au répertoire visualisé et localisez le fichier texte de sortie. Renommez le fichier.

Sinon, la prochaine fois que l'opérateur exécutera l'expérience, le fichier de données sera écrasé. Une fois l'expérience terminée, les données peuvent être analysées à l'aide de différents logiciels, notamment MATLAB ou Excel, en mesurant la latence. La vitesse maximale ou l'amplitude peuvent être des paramètres d'intérêt selon l'étude.

Un exemple de code d'analyse MATLAB est fourni dans le répertoire visualisé afin de tracer les codes SEC, les étapes vierges et les rampes vierges. Ici, nous observons des exemples de l'ensemble des mouvements oculaires qui peuvent être enregistrés à l'aide du système visualisé. Sur ces graphiques, on voit des mouvements psychotiques typiques de 10 degrés, également appelés Proseccos.

Notre recherche utilise le degré de rotation. Les mouvements oculaires peuvent être calibrés en degrés, en angles métriques ou en dioptries prismatiques. Chaque tracé représente un mouvement oculaire individuel, où, dans le graphique supérieur, la position est indiquée en degrés en fonction du temps.

Le graphique inférieur représente la vitesse tracée en degrés par seconde en fonction du temps. Les antis cos sont affichés ici. Ce sont des réponses psychotiques.

Lorsque le sujet reçoit l'instruction de faire un mouvement dans la direction opposée au stimulus visuel, les réponses du sujet vierge à des stimuli de quatre degrés peuvent être observées ici, et les réponses du sujet vierge à des rampes de cinq degrés par seconde sont présentées ici. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de se rappeler d'étalonner le système avant l'arrivée du sujet pour l'étude.

Donnez des instructions appropriées au sujet et assurez-vous que le moniteur de mouvements oculaires est correctement ajusté pour ce dernier. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment programmer à l’aide du langage de script visuel afin de concevoir vos propres stimuli visuels pour étudier un large éventail d’expériences sur la motricité oculaire. La recherche en motricité oculaire bénéficie d’un solide fondement scientifique, car elle peut fournir des informations sur le fonctionnement normal et pathologique du cerveau.