VisualEyes: מערכת המודולרית תוכנה לoculomotor ניסויים

המטרה הכוללת של פרוצדורה זו היא לאפשר לחוקר להפיק מערך של גירויים חזותיים באמצעות מערכת העין החזותית לצורך ביצוע מחקר על תנועות עיניים. ראשית, יש לכלול את מערכת העין החזותית על ידי המרת ערכי פיקסלים למעלות באמצעות מטרות מדידה. השלב השני הוא הגדרת המיקומים ההתחלתיים והסופיים של גירויי העין השמאלית והימנית על ידי שמירת הגירויים בספרייה לפני המפגש הניסויי.

ולבסוף, מסך מעקב תנועות העיניים ממוקם על הנבדק והסקריפט הניסויי מופעל כדי להקליט תגובות של תנועות עיניים. בסופו של דבר, ניתן לקבל תוצאות המראות עקבות של מיקום ומהירות של תנועות העיניים. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון תוכנות קנייניות, הוא שהמפעיל יכול להרכיב כל גירוי חזותי לצורך ביצוע כל סוג של ניסויי מוטוריקה עינית.

סטודנט לדוקטורט מהמעבדה שלי, Kim, מדגים הליך זה. ניתן להשתמש בכל סוג של מכשיר לניטור תנועות עיניים במערכת זו. בהדגמה זו, ייעשה שימוש במערכת לניטור תנועות עיניים המבוססת על מעקב אחר הלימבוס (limbus) וניטור וידאו עבור תנועות מעקב מקבילות, כגון תנועות סקרנות (saccadic) או מעקב חלק (smooth pursuit).

ניתן להשתמש במחשב יחיד עבור התצוגה הוויזואלית כדי לחקור תנועות עיניים מנוגדות, כגון ורסיון (versions), או את האינטראקציה של ורסיון עם תנועות ורסיון מקבילות (tandem version movements). נדרש הפלוסקופ (haploscope) עם שני מסכי מחשב עבור התצוגה הוויזואלית. ראשית, נדרש כיול כדי להמיר קבוצה אחת של מדדים לאחרת, מכיוון שתנועות עיניים מסומנות בדרך כלל במעלות סיבוב.

בעוד שמסכי מחשב משתמשים בערכי פיקסלים, ניתן להשתמש בטריגונומטריה כדי לחשב היכן למקם את המטרות הפיזיות לצורך כיול התצוגות הוויזואליות. לדוגמה, אם הגירוי על מסך המחשב מתיישר עם מטרה פיזית של שני מעלות, אזי ערך פיקסל זה מקביל לגירוי של שני מעלות. כדי לכייל את המערכת, על המפעיל לפתוח את קובץ ה-vei של נקודות פיקסל למעלה בתוך ספריית ה-visualize.

ראשית, הגדירו את המסך שיש לכייל באמצעות שדה מצב המתיחה (stretch mode). הזינו את המספר 1 עבור מסך העין השמאלית ואת המספר 2 עבור מסך העין הימנית. לאחר מכן, הפעילו את התוכנית והזיזו את גירוי הקו הירוק עד שהקו הירוק יהיה חופף למטרה הפיזית.

כעת הזן את המיקום הידוע של המטרה הפיזית במעלות, ולחץ על כפתור השמירה. לאחר מכן לחץ על הקו הירוק. ערכי המעלות והפיקסלים יוצגו בתצוגה בפינה השמאלית התחתונה, ועל המפעיל לאסוף לפחות שלוש נקודות כיול.

לאחר שמירת כל נקודות הכיול, פתחו את קובץ הפלט של D two P ב-Excel בספריה המוגדרת. כדי לקבל את נקודות הכיול, שרטטו אותן להשגת משוואת רגרסיה לינארית.

השתמשו במשוואה כדי לחשב את המיקום ההתחלתי והסופי של הגירוי הוויזואלי. המפעיל מעוניין לתכנת בערכי פיקסלים. כאן מוצגת דוגמה לעקומת כיול של העין השמאלית והעין הימנית, שהתקבלה באמצעות חמש נקודות כיול עבור גירוי ראשון.

חזור על שני השלבים הקודמים עבור המסך השני אם הגירוי דורש מסך נוסף. ראשית, על המפעיל להגדיר את המיקום ההתחלתי והסופי של גירוי העין השמאלית והימנית לפני הניסוי. כדי לעשות זאת, פתח קובץ טקסט חדש ובשורה הראשונה הגדר את ערכי הזמן והמיקום ההתחלתיים.

יש להגדיר ארבעה פרמטרים: הזמן, המיקום האופקי, המיקום האנכי והסיבוב, כאשר כל אחד מהם מופרד בטאב. בדומה לכך, הגדירו את ארבעת הפרמטרים הסופיים: הזמן הסופי, המיקום האופקי, המיקום האנכי והסיבוב של הגירוי. שמרו את הגירוי בספריה המוצגת כקובץ עם שם הגירוי וסיומת vii., וחזרו על שלב זה עבור כל גירוי נוסף.

בשלב הבא, ניתן להכליל את תנועת הגירוי לשני סוגי תנועה: מדרגה פתאומית (step) או שיפוע רציף (ramp). מדרגה מאפשרת לגירוי לנוע בבת אחת או לקפוץ מהמקום הראשוני למקום הסופי.

על המפעיל לשים לב כי שינוי הזמן עבור גירוי מדורג (step stimulus) צריך להיות 0.001 שניות. דוגמאות למדרגה פסיכוטית, רמפה של רדיפה חלקה (smooth pursuit ramp), מדרגה בתולית ורמפה בתולית מוצגות בטבלה אחת. עבור גירויים, ניתן להשתמש בגירוי בודד, כגון מדרגה, או ברצף של משימות חזותיות, כגון מדרגות מרובות.

כעת, שמרו את שני קבצי הגירויים בספריית הגירויים. שימו לב כי קיימות מספר הגדרות ברירת מחדל בתוך הספריה המוצגת. השורה הראשונה היא אחוז המסך בכיוון האופקי.

השורה השנייה היא אחוז המסך בכיוון האנכי. השלישית היא תמונת הרקע, והרביעית היא תמונת הקדמה או תמונת המטרה. השורה החמישית מציינת שהמחשב צריך לעבוד במצב עצמאי.

השורה השישית מציינת באיזה מסך נעשה שימוש. השורה השביעית היא יחס הגובה-רוחב של המסכים. שאר השורות הן סוגי הגירויים השונים שהמפעיל יכול להשתמש בהם במהלך מפגש ניסויי.

כעת, פתחו את קובץ הניטור של גירוי העין השמאלית ואת קובץ הניטור של גירוי העין הימנית מתוך ספריית הקבצים המוצגת. שני קבצים אלו מכילים את ספריית הגירויים עבור העין השמאלית והעין הימנית, בהתאמה.

בשורה האחרונה, כתבו את שם הקובץ של הגירוי שהגדרתם. מספר הפרופיל מתייחס לשורה התואמת את שם קובץ הגירוי. לדוגמה, כאן מספר הפרופיל של הגירוי הוא שמונה.

ניתן לחזור על השלבים הקודמים כדי ליצור מספר גירויים כפי שנדרש עבור הניסוי. לאחר מכן, ניתן לכתוב את הסקריפט עבור הפרוטוקול הניסויי. ראשית, פתחו קובץ טקסט כדי להקליד את פקודות הפרוטוקול הניסויי ושמרו קובץ זה בספריה המוגדרת כקובץ סקריפט בשם vs.

זה יהיה קובץ הסקריפט ממנו מערכת ההדמיה תקרא ותבצע פקודות. לפונקציות המודמיינות יש ארגומנטים של קלט ופלט. טבלה זו מציגה את כל הפונקציות בתוכנת ההדמיה שניתן להשתמש בהן כאשר קובץ הזמני dot lwf אינו מוגדר.

במהלך ביצוע פונקציה זו, התוכנה לא תשמור נתונים נכנסים לצורך דיגיטציה. פונקציית קובץ הלוג תוציא מחרוזות, או את חוצץ הקלט שהוגדר מניסוי ה-EXP אל קובץ הטקסט של הפלט (out text file) בספריה המומחזת. עם סיום הניסוי, הקפידו לשנות את השם של קובץ הטקסט של הפלט לשם אחר.

במידה ולא, הנתונים יידרסו במהלך הניסוי הבא. פונקציית משקל ההדק ממתינה שהנבדק ילחץ על כפתור ההדק כדי להתחיל את סבב הניסוי, המסומן על המסך כ-exp trial, ולדגמם את הנתונים באופן דיגיטלי. זהו ערוץ 12 בכרטיס הרכישה הדיגיטלית, אשר ממתין לשינוי של האות ממצב high דיגיטלי למצב low.

לבסוף, פונקציית ההשהיה האקראית יוצרת השהיה אקראית כדי למנוע חיזוי או ציפייה לגירוי הבא, ופונקציית ה-MSD של הגל מחשבת את הממוצע וסטיית התקן של הנתונים. לפני תחילת הניסוי, על הנבדק לספק הסכמה מדעת בכתב שאושרה על ידי ועדת ההגנה על נסיינים מוסדית. יש להסביר את הניסוי בפירוט לפני שנבדק יוכל להסכים להשתתף.

ניתן להשתמש במסכי ניטור תנועות עיניים שונים, כגון מערכת דימוי וידאו של השתקפות הקרנית, מערכת מעקב אחר הלימבוס (limbus tracking system), או סליל חיפוש של הלובן (sclera search coil), כדי לאסוף ולהקליט תנועות עיניים. כאן נדגים מערכת למעקב אחר הלימבוס. לאחר מכן, כווננו את מסך ניטור תנועות העיניים כדי ללכוד את המאפיינים האנטומיים של העין, כגון הלימבוס או האישון והשתקפות הקרנית, בהתאם למסך ניטור תנועות העיניים שבו נעשה שימוש.

לאחר שהמכשיר לניטור תנועות העין הותאם כראוי לנבדק, ודאו שהמכשיר לוקט את תנועות העין על ידי בקשה מהנבדק לבצע תנועות עיניים לצדדים (saccadic) או תנועות פנימה והחוצה (version movements). פתחו את התוכנית Read script.vei בספריה הוויזואלית; בפינה הימנית העליונה, הקלידו את שם הקובץ של סקריפט פרוטוקול הניסוי שנוצר קודם לכן. לאחר מכן, הפעילו את תוכנית read script.vei על ידי לחיצה על כפתור החץ בפינה השמאלית העליונה.

בשלב הבא, מסרו לנבדק את כפתור ההפעלה (trigger) והסבירו לו כי עם לחיצה על הכפתור יתחיל איסוף הנתונים. קובץ acquire VEI נוסף יופיע באופן אוטומטי על המסך, שיציג את הנתונים הנכנסים. הנתונים נדגמים בתדר של 500 hertz.

עם סיום הניסוי, סקריפט הקריאה dot bei יעצור באופן אוטומטי. היכנסו לספריה הוויזואלית ואתרו את קובץ הטקסט out. שנו את שם הקובץ.

במידה ולא יעשה כן, קובץ הנתונים יידרס בפעם הבאה שהמפעיל יריץ את הניסוי. עם השלמת הניסוי, ניתן לנתח את הנתונים באמצעות חבילות תוכנה שונות, כולל MATLAB או Excel latency. מהירות השיא או האמפליטודה עשויות להיות רלוונטיות, בהתאם למחקר.

דוגמה לקוד ניתוח ב-MATLAB מסופקת בספרייה הוויזואלית לשרטוט קודי SEC, שלבים ראשוניים (virgin steps) ושיפועים ראשוניים (virgins ramps). כאן אנו רואים דוגמאות למערך של תנועות עיניים שניתן להקליט באמצעות המערכת הוויזואלית. בגרפים אלו, אנו רואים תנועות פסיכוטיות טיפוסיות של 10 מעלות, הנקראות גם Proseccos.

המחקר שלנו משתמש במעלות סיבוב. ניתן לכייל תנועות עיניים ביחידות של מעלות, זוויות מטרים או דיופטרים של פריזמה. כל עקבה מייצגת תנועה בודדת של העין, כאשר בגרף העליון המיקום מצוין במעלות כפונקציה של זמן.

הגרף התחתון מציג את המהירות בדרגות לשנייה כפונקציה של הזמן. כאן מוצגים Antis cos. אלו הן תגובות פסיכוטיות.

כאשר הנבדק מתבקש לבצע תנועה בכיוון ההפוך לגירוי הוויזואלי, תגובות ה-virgin לארבעה מעלות. השלבים נראים כאן ותגובות ה-virgin לגירויי רמפה של חמש מעלות לשנייה מוצגות כאן. בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור לכייל את המערכת לפני הגעת הנבדק למחקר.

מסרו הנחיות נאות לנבדק וודאו כי נתקן תנועת העין כוונן כראוי עבורו. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי אופן התכנות באמצעות שפת התסריט הוויזואלית כדי לבנות גירויים חזותיים משלכם למחקר של מגוון רחב של ניסויי מוטוריקה עינית. מחקר מוטוריקה עינית נשען על בסיס מחקרי חזק מכיוון שהוא יכול לספק תובנות לגבי המוח התקין והלקוי.