The publication of this study was supported by the Initial Training Network NEUROGUT funded by the European Commission under the Seventh Framework Programme (PITN-GA-2013-607652). We thank J&#246;rg Schulte, Annamaria Maichle and Damaris Schrade for their help conducting the described studies, Jenna L. Scisco for her training in analyzing EGG data, and Sibylle Klosterhalfen for sharing her expertise in motion sickness research.

Ethics Statement Das Studienprotokoll wurde von der Ethik Review Board der medizinischen Fakultät der Universität Tübingen, Deutschland zugelassen. Die Teilnehmer gaben eine schriftliche vor der Aufnahme informierte Zustimmung und vollständige Offenlegung der Studie Zweck wurde nach Abschluss der Studie 17 für alle Teilnehmer angeboten. 1. Studienvorbereitung <ol><li> Bereiten Sie die verwendeten &quot;Drogen&quot;: Füllen ähnlich aussehenden, Schmecken und Riechen Kapseln mit einem) Ingwerpulver, und b) einen &quot;Placebo-Pulver&quot;, wie Stärke. Die Kapseln sollten von einem Dritten hergestellt und gelagert werden in einem nummerierten Umschlag an den Experimentator blind für den Zustand zu halten. </li><li> Nach dem Zufallsprinzip zugewiesen werden Teilnehmer zu einer der vier Arbeitsgruppen des ausgewogenen Placebo Entwurf, wie oben (Tabelle 1) beschrieben. </li><li> Die Vorbereitungen auf Ergebnismessungen zu beurteilen. <ol><li> Bereiten Sie einen Fragebogen in Symptom Bewertungen von par füllennehmer. Sieben Symptome (Schwindel, Kopfschmerzen, Übelkeit, Brechreiz, Müdigkeit, Schwitzen, Magen Bewusstsein) während des Experiments werden auf einer Skala von 0 (keine Symptome) bewertet werden, um 5 (maximal Symptom) sechsmal. </li><li> Bereiten Sie eine Tabelle in Rotationszeiten zu füllen und die Anzahl der Kopfbewegungen während der fünf Läufe der Rotationsverfahren, und verwenden Sie eine Stoppuhr, um Rotationszeiten zu bewerten. </li><li> Bereiten Sie das Gerät zur Aufzeichnung der EGG: drei Hautelektroden, EGG Gerät mit Fetrode Technik (aktive Elektroden). </li></ol></li></ol> 2. Vorbereitung Die Teilnehmer <ol><li> Bereiten Sie die EGG-Aufnahmen. <ol><li> Platzieren drei kutanen Elektroden auf der Haut über dem Magen des Teilnehmers, wie durch Miller und Muth (2004) 24 beschrieben. Platzieren der ersten Elektrode auf das untere Drittel der Mittellinie zwischen dem Hauptstrang und das Brustbein. Legen die zweite Elektrode in einem Winkel von 45 ° nach oben von der ersten Elektrode, aber unter dem untersten rip linksSeite. Platzieren Sie die dritte Elektrode (Referenzelektrode) in einem Winkel von 45 ° nach unten von der ersten Elektrode auf der rechten Seite. </li><li> Die Elektroden an der EGG-Gerät und starten Sie die Aufnahme-Software. </li></ol></li><li> Setzen Sie die Teilnehmer an der Drehstuhl und speichern Sie die EGG-Gerät in einer Tasche an der Rückseite des Stuhls. </li></ol> 3. Basisbewertungen und der Einnahme von Arzneimitteln <ol><li> Erste Beurteilung der Ausgangslage vor der Einnahme von Arzneimitteln. <ol><li> Nehmen Sie mindestens 15 Minuten von EGG vorherigen jedem Eingriff. Weisen Teilnehmer nicht zu bewegen, zu sprechen oder atmen Sie tief in diesem Zeitraum. </li></ol></li><li> Drug Administration. <ol><li> Nach den Gruppenzuordnung, nimmt der Teilnehmer die Tabletten (Wirkstoff oder Placebo) erhalten jedoch keine Informationen über deren Inhalt. </li></ol></li><li> Zweite Beurteilung der Ausgangslage nach der Einnahme von Arzneimitteln. <ol><li> Nehmen Sie mindestens 15 Minuten von EGG nach Einnahme. Weisen Teilnehmer nicht zu bewegen, speak oder tiefe Atemzüge in dieser Zeit. </li><li> Danach bitten Teilnehmer sieben Symptome der Reisekrankheit (siehe oben) auf einer Skala von 0 (keine Symptome) bis 5 (schwere Symptome). </li></ol></li><li> Optional: Je nach der angenommenen Zeit bis zum Einsetzen der Wirkung der getesteten Medikament, führen weitere Basisbewertungen, wie oben beschrieben. </li></ol> 4. Informieren Sie Teilnehmer über Gruppenzuordnung <ol><li> Unmittelbar vor dem Rotationsverfahren, informieren die Teilnehmer über seine / ihre Gruppenzuordnung nach dem ausgewogenen Placebo-Design, dh wenn er die wirkliche Medikament oder das Placebo / erhielt sie. HINWEIS: Der Teilnehmer erhält diese Informationen in einem verschlossenen Umschlag, den Experimentator blind für den Zustand zu halten. </li></ol> 5. Rotation Vorgehens <ol><li> Erklären Sie dem Teilnehmer. <ol><li> Das Rotationsverfahren aus 5 läuft mit je 2 min Rotation bei einer konstanten Geschwindigkeit von 120 deGrad / sec (20 Umdrehungen pro min) und ein 1 min Pause in-zwischen den Läufen. </li><li> Der Teilnehmer wird eine Augenmaske und Ohrhörer tragen und hören einen Signalton alle 10 Sekunden. Während Umdrehungen wird die Teilnehmer angewiesen, seinen / ihren Kopf nach oben und unten zu bewegen, wenn er / sie den Signalton aus dem Kopfhörer hören. </li><li> Die Teilnehmer sollten nicht während der Prozedur übergeben und können Kopfbewegungen zu springen, oder sagen Sie dem Versuchsleiter, um die Drehung in der Zeit zu stoppen, wenn sie stark das Gefühl, den Drang zu erbrechen. Sie werden ermutigt, bei der nächsten Ausführung fort, bis alle 5 Läufe haben zumindest begonnen. Jedoch können die Läufe sofort unterbrochen werden, oder der gesamte Vorgang kann bei Bedarf gestoppt. </li><li> Während der Pausen in-zwischen den Pisten und nach dem letzten Durchlauf werden die Teilnehmer gebeten, sieben Symptome der Reisekrankheit auf einer Skala von 0 (keine Symptome) bis 5 (maximal Symptom) bewertet werden. </li></ol></li><li> Starten Sie das Rotationsverfahren. </li><li> Im Rotationsverfahren ist zu beachten, das tatsächlich getan Kopf movemEltern und die Rotationszeit von jedem Lauf. </li><li> In den Pausen und nach dem letzten Durchlauf, bitten Sie die Teilnehmer, um die Symptome zu bewerten und beachten Sie die Bewertung auf den Fragebogen. </li></ol> 6. Beitrag Assessments <ol><li> Nach dem letzten Lauf beendet und die subjektiven Symptome wurden bewertet, aufzeichnen weitere 15 min von EI bei denen die Teilnehmer sollte sich nicht bewegen, sprechen oder atmen Sie tief. </li></ol> 7. Berechnen Outcome-Variablen <ol><li> Berechnen subjektive Symptom Bewertungen durch Addition der Scores jedes Symptom für jede der sechs Zeitpunkten (zu Studienbeginn und nach jedem Durchlauf) getrennt. Nehmen Sie die höchste Symptom Bewertung während der Rotationsverfahren und subtrahieren Sie die Baseline Symptom Bewertung, um die endgültige Maximal Symptom Bewertung im Rotationsverfahren (SR) zu bekommen. HINWEIS: Die Auswahl der maximalen Symptom-Score als Ergebnis Maßnahme hat den Vorteil, dass in auch für Teilnehmer verwendet werden, die das gesamte Verfahren nicht vertragen- Im Gegensatz zu der Berechnung einer Summe oder einem Mittelwert, der durch die Anzahl der Durchläufe toleriert beeinflusst werden. </li><li> Up hinzufügen Rotationszeiten für die gesamte Drehtoleranz in Sekunden (RT). </li><li> Fügen Sie die Anzahl der Kopfbewegungen während der Drehverfahren für die Gesamtzahl der Kopfbewegungen (HM). </li></ol> 8. Analysieren EGG Daten <ol><li> Visuell Bildschirm die rohes Ei Daten für Artefakte und wählen Sie mindestens 5 Minuten von artefaktfreie Aufnahme in den Aufnahmezeiten. Als Faustregel gilt, sind Artefakte als Signale mit schnellen und plötzlichen Beginn definiert und Signale stärker als +/- 1,000 &amp; mgr; V, da solche Signale sind unwahrscheinlich, Magen-myoelektrische Aktivitäten. </li><li> Verwenden einer schnellen Fourier-Transformation-Software, um die Frequenz-Domäne des EGG-Signal zu analysieren. Als Definition werden Signale zwischen 2,5 und 3,75 cpm als normale Magen-Aktivität (normogastria) betrachtet und zwischen 4,0 und 9,75 cpm als tachygastria angesehen. </li><li> Berechnen Sie die Percentage Spektralleistung der normogastria und tachygastria Bands aus dem Gesamtbereich von 0,75 bis 15,0 cpm 23 und berechnet das Verhältnis zwischen dem Prozentsatz der normogastria und tachygastria Band (EGG-Verhältnis). Eine Verschiebung in Richtung tachygastria (dh nimmt das Verhältnis) hat sich wiederholt mit Übelkeit in Krankheit durch Rotation Stuhl oder Konvektion Trommel 19,23,24 induzierte in Verbindung gebracht. </li></ol>

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The authors declare that they have no competing financial interests.

Die beschriebene Methode bietet die Möglichkeit, Placebo-Antworten in Krankheit in einer multivariaten Weg und geeigneten Zeitpunkt der Medikamenteneinnahme und Verwaltung von Informationen zu beurteilen. Jedoch war es schwierig, Placebo Reaktionen im geführte Studie 17 detektieren. Dies könnte auf verschiedenen Tatsachen kritischen Schritte und Einschränkungen. Erstens könnte Frauen anfälliger für Reize hervorrufen Krankheit 15 sein. Auch könnten Frauen und Männer unterschiedlich anfällig für Placebo Induktions Methoden. Zum Beispiel sind Frauen anfälliger für Pawlowschen Konditionierung Verfahren, die Symptome verschlimmern und Männer waren anfälliger für vorgeschlagen Symptom erhöht 16. Darüber hinaus könnte es Interaktionseffekte mit Sex 27,28 Teilnehmers und Experimentators sein. Dies muss berücksichtigt werden, und Studien sind darauf ausgelegt, solche Wechselwirkungen zu detektieren. Zweitensgehen wir davon aus, dass die Reize von 5 Läufen mit 2 min Dauer bei einer Geschwindigkeit von 120 ° / s (20 Umdrehungen pro Minute) waren zu stark und konnte nicht durch eine schwache pflanzliche Heilmittel wie nur Ingwer oder Informationen beeinflusst werden. Alle 64 Teilnehmer berichteten, mäßige bis starke Symptome, obwohl nicht alle von ihnen berichtet, dass schon einmal Bewegung haben krank vor, zB bei Fahrten im Auto, auf Booten oder Fahrgeschäfte, wie bei der Reisekrankheit Anfälligkeit Questionnaire (MSSQ) 29 bewertet. Außerdem habe die Beurteilung Krankheit Anfälligkeit keinen Einfluss auf einen der Endpunkte in dieser oder einer der nachfolgenden Studie 17,18. Für die anschließende Experiment untersucht eine erweiterte Placebo Anweisung haben wir eine Pilotstudie, um geeignete Geschwindigkeiten abschätzen: Bei niedrigeren Geschwindigkeiten von 10 bis 15 Umdrehungen pro Minute, fanden wir signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen 18. Drittens ist der wichtigste Schritt die Beurteilung der physiologischen Ergebnis measure mit einem Ei in dieser Studie. Dieses Verfahren ist sehr empfindlich gegenüber Artefakten; damit Datenverluste aufgrund von Ausfallenden ist häufig. Daher ist die Vorbereitung der Ausrüstung, Studiendesign und sorgfältige Teilnehmer Unterricht sind von entscheidender Bedeutung, um Artefakte durch Bewegungen, Sprechen oder tiefe Atemzüge zu reduzieren. Dies gilt nicht nur für EGG-Aufnahmen, sondern auch für Aufnahmen von Elektrokardiogramme (EKG) oder anderen physiologischen Methoden. Für zukünftige Anwendungen der multivariaten Beurteilung der Placebo-Reaktionen, müssen diese kritischen Punkte berücksichtigt nicht nur bei der Untersuchung von Bewegungskrankheit, sondern auch für andere Symptome wie Schmerzen oder Depressionen eingenommen werden. Teilnehmer könnte auf Unterschiede zwischen den Geschlechtern 30, oder wegen der verschiedenen Symptomhistorien und Behandlung Erfahrungen 31 differentiell anfällig für verschiedene Arten von Stimuli und Symptomen, sein. Darüber hinaus spielt die Schwere der bedingten Beschwerden eine Rolle bei der experimentellen Placebo research an Reisekrankheit, in denen starke Symptome können zu unerwarteten Ergebnissen führen 17,18,25,26. Wir haben kürzlich gezeigt, dass eine niedrigere Ausgangs Schwere der Symptome könnte ein Prädiktor für höhere Placeboantworten im Placebo-Arm der klinischen Studien für die Behandlung von Depressionen und anderen psychiatrischen Erkrankungen, neurologische Erkrankungen und Schmerzen (Weimer, K., Colloca, L. sein &amp; Enck, P., im Druck). Im Gegensatz dazu waren die Effektstärken der Placebo-Analgesie in experimentellen Studien höher mit lang anhaltenden Reizen gegenüber schmerzhafte Reize von kurzer Dauer 32. Daher muss die Art und Intensität der Reize gründlich bei der Planung eine experimentelle Studie zu Placebo-Effekte zu erleichtern berücksichtigen. Schließlich wird für die Beurteilung der multivariaten Endpunkte ist es wichtig, den geeigneten physiologischen Korrelat der Plazeboantwort, die als Ziel-Marker untersucht wird, wie der Magen myoelektrische Aktivität in Bewegung kranken findenNess, die mit electrogastrography beurteilt werden kann. Unter manchen Bedingungen das Zielorgan und die nach physiologische Maßnahme sind leicht zu finden und zu bewerten, wie zB Herzfunktion mit EKG und Blutdruckmessung bei der Untersuchung von Placebo Antworten, die Medikamente für Bluthochdruck 6 begleiten, aber auch komplexere Bedingungen wie Schmerzen und Depressionen. Zum Beispiel Eippert und Kollegen festgestellt, dass Placebo-Analgesie kann auf der Ebene des Rückenmarks als frühesten Stadium der Schmerzverarbeitung im zentralen Nervensystem 33, die mit hochauflösenden funktionellen Kernspintomographie (fMRI) nur festgestellt werden kann handeln. Zukünftige Studien sollten untersuchen, welche Bedingungen zu aktivieren und modulieren diesen Mechanismus. Objektive Beurteilungen sind ebenfalls in Bedingungen vor allem von Patienten überwacht wichtige berichteten Ergebnisse, wie Fragebögen in Depression, die sich deutlich von Experten bewertet Ergebnisse 34 abweichen können und können sich Verzerrungen sein. Despite diese Tatsache, objektive Ergebnisse wie die Beurteilung der Belohnung im Zusammenhang mit neuronalen Aktivierung wird nur selten verwendet 35. Abschließend wird die Beurteilung Placebo Antworten multivariaten Ergebnisse unser Verständnis von Prädiktoren und Mediatoren der Placebo-Effekte und ihre zugrunde liegenden psychologischen und physiologischen Mechanismen zu verbessern.

Das übergeordnete Ziel der beschriebenen Methode ist die multivariate Beurteilung der Placebo-Reaktionen, die durch subjektive, Verhaltens- und objektive Maßnahmen in Krankheit mit einem Drehstuhl Paradigma bei gesunden Teilnehmern. Placebo-Effekte und Reaktionen eine Rolle spielen, in jedem medizinischen Eingriff, wenn die Patienten oder die Teilnehmer erwarten, dass eine wirksame Behandlung, um die Symptome in der täglichen medizinischen Praxis oder in klinischen Studien 1 entlasten zu bekommen. Bei letzterem sind Placebo-Gruppen enthalten, um für Placebo-Effekte und aller unspezifischen Effekte, die während der Studie auftreten können, wie beispielsweise die natürlichen Verlauf der Erkrankung (Spontanremission, Schwankungen der Symptome, Regression zur Mitte, Gewöhnung), Beobachter und Patienten zu steuern Verzerrungen (Skalierung Vorurteile, soziale Erwünschtheit, bedingt Antworten) oder &quot;echte&quot; Placebo-Reaktionen 2. Placebo Antworten sind Symptom Verbesserung der Individuen, die nur wegen der Patienten auftreten &quot;; oder Teilnehmer Erwartung oder gelernt Antworten auf eine besondere Behandlung. Während Lernen ist facettenreich, wird davon ausgegangen, dass alle Aspekte des Lernens führen zu einer Erwartung über die Behandlung - sei es durch bewusste oder unbewusste Erwartungen konditionierten Reaktionen 1,3. Studien mit dem primären Ziel, zu untersuchen Placebo Antworten haben, um weitere Gruppen zu den oben erwähnten unspezifischen Effekte im Vergleich zum reinen Placebo-Reaktion zu steuern. Beispielsweise wird eine Gruppe mit positiver Erwartung hinsichtlich der Behandlung mit einer Gruppe ohne Erwartung bezüglich der Behandlung, während beide Gruppen die gleichen inerten Substanz verglichen. Eine mögliche Studiendesigns ist der so genannte symmetrische Design Placebo (Tabelle 1), in dem die Hälfte der Teilnehmer erhalten das echte Medikament, die andere Hälfte erhält ein Placebo, und die Hälfte der Teilnehmer der einzelnen Medikamentengruppe erhalten die richtigen Informationen und die andere half empfängt die falschen Informationen über das Medikament erhalten. Die Teilnehmer werden nach dem Zufallsprinzip einer von vier Gruppen, die unterschiedlichen Auswirkungen des Drogen erhalten und die Informationen in einer zwischen-Gruppen-Design gegeben beurteilen zugeordnet werden. Daher sind die vier Gruppen sind echte Arzneimittel / Arzneimittelinformationen, Echt Arzneimittel / Placebo Informationen Placebo / Arzneimittel-Informationssystem, Placebo / Placebo Informationen 4. Eine weitere Frage in der Placeboforschung ist, ob Patienten oder Teilnehmer &quot;nur&quot; subjektiv besser fühlen oder ob es eine objektiv messbare Veränderung der Physiologie 5,6. Bildgebungsuntersuchungen, insbesondere bei Versuchsschmerzstudien haben wiederholt gezeigt, dass Placebo Antworten werden mit Änderungen in der neuronalen Aktivität, zum Beispiel im somatosensorischen Cortex 7 oder im rostralen vorderen zingulären Cortex (rACC), die auch in Opioidanalgesie 8,9 beteiligten zugeordnet. Daher ist es klar, dass Placebo Reaktionen nicht nur suIEL Antwort Vorurteile der Teilnehmer. Es besteht jedoch die verbleibende Frage, ob Placeboantworten auch im Zielorgan auftreten, wie Magen in die Reisekrankheit. Zur Beantwortung dieser Frage ist es notwendig, nicht nur für subjektive Symptom Berichte bitten, sondern auch objektive organspezifische Maßnahmen bewerten zu untersuchen. Induktion Krankheit in einem Drehstuhl Paradigma bei gesunden Probanden ist ein nützliches und einfach zu errichten Methodik zur Placebo-Antworten in einer multivariaten Weise zu untersuchen. Gemäß der neuronalen Fehlanpassung Theorie 10,11, tritt aufgrund einer Abweichung zwischen den tatsächlichen und erwarteten Wahrnehmungen von verschiedenen sensorischen Systemen wie dem vestibulären und Sehsystem Krankheit. Diese Fehlanpassung führt zu einer Reihe von vegetative Symptome wie Übelkeit, Schwindelgefühl, Schwitzen oder Müdigkeit, sondern auch Veränderungen im Magen myoelektrische Aktivität 12,13 und kann in den meisten gesunden Probanden in Abhängigkeit von der Stärke der th hervorgerufen werdene Stimulus 14. Wir haben schon mehrmals beschäftigt diese Drehstuhl Paradigma für Seekrankheit zu veranlassen, Mediatoren 15 und Placebo und Nocebo Antworten 16-18 zu untersuchen. In diesem Paradigma sind gesunde Teilnehmer in einem rotierenden Stuhl sitzt, muss eine Augenmaske und Ohrhörer zu tragen, um die Fähigkeit, sich im Rotationsverfahren orientieren zu reduzieren und den Kopf langsam auf und ab zu bewegen. Insbesondere sind die Kopfbewegungen induzieren die sogenannte Coriolis-Effekt, die Erfahrung eines illusionären Taumelbewegung, die Symptome von Übelkeit 11 führt. Die Teilnehmer können gebeten, eine Liste der subjektiven Symptome, die typischerweise während der Reisekrankheit auftreten bewerten werden können Verhaltensmaßnahmen wie beispielsweise die Anzahl der Kopfbewegungen und der Gesamtdrehzeit verträglich beurteilt werden, und Magen-myoelektrische Aktivität objektiv mit electrogastrography (EGG) aufgezeichnet werden . Um EGG Daten aufzuzeichnen, drei Hautelektroden are auf der Haut oberhalb des Magens gelegt und an eine Aufzeichnungsvorrichtung 19,20 verbunden ist. Wie myoelektrische Signale des Magens sind schwächer als die aus dem Herzen, ist es empfehlenswert, eine aktive Elektroden-Technik, die Signale verstärkt direkt an den Elektroden &quot;Seite, bevor sie an das Aufnahmegerät zu verwenden. Obwohl das Ei empfindlich Bewegungsartifakten durch Sprechen oder tiefes Atmen, bietet es den Vorteil, dass sie eine nicht-invasive Technik, und hat keinen Einfluss auf die untersuchten physiologischen Reaktionen des Magens. Im Vergleich dazu sind Techniken wie implantiert serösen Elektroden 21 oder 22 fluoroscopies mehr invasiv und könnte die untersuchten das Verhalten in einer unvorhersehbaren Art und Weise beeinflussen. EGG Daten zu analysieren, werden die Daten optisch auf Artefakte überprüft und mit einer Zeitreihenanalyse, wie eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) analysiert. Ein Übergewicht der Frequenzbereich um drei Zyklen pro Minute (cpm) als normale Magen-activ angesehenkeit (normogastria) und eine Reihe von 4 bis 10 cpm als tachygastria. Eine Verschiebung von normogastria in einer Beurteilung der Ausgangslage, um tachygastria immer wieder mit Übelkeit durch Rotation Stuhl oder Konvektion Trommel 19,23,24 induzierte in Verbindung gebracht. Es gibt nur wenige Studien, die Placebo-Antworten in Bewegungskrankheit nur Manipulieren Erwartungen untersucht, aber diese haben erfolgreiche Induktion eines Plazeboantwort in jedem Endpunkt 25,26 fehlte. Als Teilnehmer wurden nach dem eine Placebo-Tablette zusammen mit den Informationen zu einer Bewegungskrankheit auslösenden Stimulus ausgesetzt, dass es wird entweder: Rückgang Symptome (Placebo-Info); erhöhen Symptome (Nocebo-Info); oder haben keine Wirkung; Teilnehmer, die die nocebo Information empfangen gemeldet weniger Symptome und zeigten weniger tachygastria Vergleich zu den anderen Gruppen 26. Eine mögliche Erklärung der Autoren war, dass Teilnehmer, die positive Informationen gegeben wurden, waren disappointed, sie hatte starke Symptome, obwohl sie das Medikament erhalten, aber die Teilnehmer, die die negativen Informationen gegeben wurden waren überrascht, dass das Verfahren war nicht so stark, wie sie erwartet. In einer Studie von unserer eigenen Gruppe, nur männliche Teilnehmer, die gesagt wurde, dass ein oral verabreichtes Medikament würde Symptome (Nocebo-Effekt) im Vergleich zu Teilnehmern, die nicht erhalten alle Informationen, zeigte gesenkt Drehtoleranz ohne Auswirkungen auf Symptom Bewertungen 16 zu erhöhen. Zusammenfassend haben Placebo Antworten durch positive Daten zusammen mit einer Placebo-Behandlung gegeben nicht auf Reisekrankheit mit einem Drehstuhl Paradigma nachgewiesen worden, mit Ausnahme letzteren Studien unserer Gruppe 18 (Weimer, K., Horing, B., Klosterhalfen, S. , &amp; Enck, P., 2012). Außerdem Placebo Reaktionen wurden selten mit mehreren Zielparameter in einer Studie untersucht. Der Schwerpunkt dieses Artikels ist es daher, eine Methode zu beschreiben, um zu beurteilen placebo Antworten in einer multivariaten Weise durch subjektive, Verhaltens-und Ziel Zielparameter in einem experimentellen Paradigma zur Untersuchung der Reisekrankheit.

<table><tbody><tr><td>Cleartrace electrodes</td><td>P.J. Dahlhausen &amp;amp; Co. GmbH, K&amp;ouml;ln, Germany</td><td>2801700030</td><td>Cutaneous electrodes for the EGG recording</td></tr><tr><td>Eye mask</td><td>(any eye mask)</td><td></td><td>To blindfold participants to reduce orientation</td></tr><tr><td>Fast Fourier Transformation software</td><td>Custom software using Prime Factor FFT for Windows, version 3.03, Alligator Technologies, Costa Mesa, CA, USA</td><td></td><td>Software that analyzes EGG data in the frequency domain using an Fast Fourier Transfomation.</td></tr><tr><td>Fetrode amplifier</td><td>UFI, Morrow Bay, CA, USA</td><td>Model 2283FT</td><td>Cables with integrated active electrodes (Fetrode technology) (http://www.ufiservingscience.com/fetrode.html)</td></tr><tr><td>Ginger capsules</td><td>Gr&amp;uuml;nwalder GmbH, Bad T&amp;ouml;lz, Germany</td><td>Zintona PZN 3041933</td><td>Capsules filled with ginger powder (http://www.gruenwalder.de/English/Products/Zintona/)</td></tr><tr><td>MP3-Player with earphones</td><td>(any MP3-Player with earphones)</td><td></td><td>To reduce the ability to orientate because of sound in the surrounding, and to provide a beep tone every 10 sec that instruct participants to move their head up and down (http://www.ufiservingscience.com/dat_logs.html)</td></tr><tr><td>Placebo capsules</td><td></td><td></td><td>Capsules filled with starch</td></tr><tr><td>Protocol</td><td>Own protocol</td><td></td><td>Protocol to note head movements and rotation durations</td></tr><tr><td>Rotation chair for medical use</td><td>Standart Instruments GmbH, Karlsruhe, Germany</td><td>Tornado</td><td>Custom made medical rotation chair with variable rotation speed and variable ramp acceleration/deceleration</td></tr><tr><td>Stopwatch</td><td>(any stopwatch)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Symptom ratings</td><td>Own symptom list (modified Graybiel scale)</td><td></td><td>7-item symptom list to note symptoms on a scale from 0 = none to 5 = maximal</td></tr><tr><td>UFI BioLogs</td><td>UFI, Morrow Bay, CA, USA</td><td>Model 3991</td><td>Ambulatory data logger to record EGGs</td></tr></tbody></table>

how to study placebo responses in motion sickness with a rotation chair paradigm in healthy participants

Placebo Reaktionen treten bei jedem medizinischen Eingriff, wenn die Patienten oder die Teilnehmer erwarten, dass eine wirksame Behandlung zur Linderung der Symptome zu erhalten. Allerdings sind zugrunde liegenden Mechanismen der Placeboreaktionen nicht vollständig verstanden. Es zeigt sich immer wieder, dass Placebo Antworten werden mit den Veränderungen der neuronalen Aktivität verbunden sind, aber für viele Bedingungen ist es unklar, ob sie sich auch auf das Zielorgan, wie Magen in Bewegungskrankheit. Daher präsentieren wir eine Methodik für die Bewertung der multivariaten Placeboantworten durch subjektive, Verhaltens- und objektive Maßnahmen in Krankheit mit einem Drehstuhl Paradigma. Die physiologische Korrelat der Reisekrankheit ist eine Verschiebung im Magen myoelektrische Aktivität gegen tachygastria, die mit electrogastrography aufgezeichnet werden können. Die vorliegende Studie verwendet die sogenannte ausgewogene Placebo-Design (BPD), um die Effekte des Ingwers im Vergleich zu Placebo und die Auswirkungen der Erwartungen um mündliche Informationen zu untersuchen.Ergab jedoch die Untersuchung keine signifikanten Haupt- oder Interaktionseffekte von Ingwer (als Medikament) oder Informationen über Endpunkte zeigte aber Wechselwirkungen bei Sex der Teilnehmer und Experimentatoren in Überlegungen getroffen. Wir diskutieren Grenzen der vorliegenden Studie und Bericht Modifikationen, die in nachfolgenden Studien, die Placebo-Reaktionen, wenn Drehzahl gesenkt wurde verwendet wurden. In der Regel haben Zukunft Placebo-Studien, um die entsprechende Zielorgan für die untersuchten Placeboantworten zu identifizieren und die spezifischen Methoden anwenden, um die physiologischen Korrelate zu bewerten.

Das Studienprotokoll wurde verwendet, um die Auswirkungen von Ingwer und Erwartungen auf die Symptome der Reisekrankheit mit einem Drehstuhl Paradigma in 17 gesunden Probanden zu untersuchen. Varianten dieses Protokoll wurden auch in anderen Studien unserer Arbeitsgruppe eingesetzt, um Placebo-Effekte durch die Erwartungen und Konditionierungsverfahren 16,18 untersuchen. Um die Ergebnisse zu analysieren, sollten die vier Gruppen der ausgewogenen Placebo-Design über die subjektive (SR), Verhaltens (RT, HM) verglichen werden, und Ziel (EGG-Verhältnis) Zielparameter mit 2 x 2 Analyse der Abweichungen (ANOVA) (Drogen x Information). Inklusive alle Variablen auf einmal in einer multivariaten Varianzanalyse reduziert alpha-Fehlerakkumulation. Allerdings haben wir beschlossen, nicht EGG-Verhältnis in dieser Analyse wegen der Daten Aussetzer aufgrund von Bewegungsartefakten sind, da dies die Teilnehmerzahlen für die gesamte Analyse zu reduzieren. Darüber hinaus sollten die EGG-Verhältnisse in einer wiederholten Messung AN enthalten seinOVA zu beurteilen, ob es eine signifikante Verschiebung hin tachygastria während des Experiments. Die durchgeführte Studie 17 zeigten eine Wirkung von Ingwer auf Magen-myoelektrische Aktivität, die eine Abnahme der normo-to-Tachy EGG-Verhältnis vor dem Rotationsverfahren abgeschwächt, aber nicht eine Abnahme des Verhältnisses im Rotationsverfahren (Abbildung 1) zu verhindern. Die Informationen hatte keinen signifikanten Einfluss der EGG-Verhältnis, aber Ergebnisse liefern Hinweise darauf, dass die Informationen könnten einen Einfluss hatten als die Placebo / Placebo-Gruppe hatten die niedrigste EGG-Verhältnis und der Ingwer / Ingwer-Gruppe hatte die höchste EGG-Verhältnis (Tabelle 2) haben. Der nicht Bedeutung dieses Ergebnis könnte durch die starke Reize wie unten diskutiert eingesetzt werden. Die Unterschiede zwischen den Gruppen für SR, RT und HM wurden auch nicht signifikant. Allerdings ergab die Studie eine zusätzliche Interaktionseffekt mit Sex der Teilnehmer und Experimentatoren: eine placebo Reaktion wurde festgestellt, wenn männliche Teilnehmer wurden Placebo-Pillen mit dem Ingwer Angaben des weiblichen Versuchsleiter gegeben. Außerdem subjektive (SR) und Verhaltens (RT, HM) Maßnahmen bei Frauen assoziiert (SR-RT: r = -0,524, p &lt;0,001 und SR-HM: r = -0,465, p = 0,002), aber nicht bei Männern 17. Der Interaktionseffekt des Geschlechts der Teilnehmer und Experimentatoren ist nicht Bestandteil der Methode und ist daher nicht im einzelnen an dieser Stelle diskutiert (zur weiteren Diskussion dieses Ergebnisses finden Sie Weimer et al., 2012, 17). Das Studiendesign bietet die Möglichkeit, die Haupt- und Interaktions Auswirkungen des Drogen und Informationen sowie der multivariaten Beurteilung der Placebo-Reaktionen zu beurteilen: Ein signifikanter Unterschied zwischen den Pillen gegeben zeigt, dass das Medikament eine Wirkung auf eines der Zielparameter, während eine signifikante Unterschied zwischen den vorliegenden Informationen geht hervor, dass die Informationen, die Zielparameter beeinflusst. Asignifikante Interaktionseffekt zwischen Droge und Informationen geht hervor, dass die Information differentiell bestimmten Einfluss auf die Arzneimittelwirkung. In der Literatur über die ausgewogene Placebo Entwurf 4, ist der größte Unterschied zwischen der Gruppe, die die reale Medikament zusammen mit den richtigen Informationen (Drogen sowie hohe Erwartung) und die Gruppe, die das Placebo zusammen mit den richtigen Informationen gegeben ist (gegeben wird erwartet, Placebo plus nicht erwartet). Ein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen in SR bedeutet nur, dass die Teilnehmer sich besser fühlen, aber dies ist nicht in ihrem Verhalten (mehr RT, mehr HM) oder in der objektiven Maßstab (höhere EGG-Verhältnis) gespiegelt. Ein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen in RT bedeutet nur, dass die Teilnehmer versuchen, wahrscheinlich sozial erwünschtes Verhalten zeigen, aber nicht wirklich besser fühlen (SR, EGG-Verhältnis). Ein signifikanter Unterschied in EGG-Verhältnis bedeutet, dass die Informationen und / oder das Medikament eine Wirkung auf Magen-myoelektrische Aktivität. Abbildung 1: Elektrogastrographie (EGG) in Teilnehmer, Ingwer oder Placebo Legend Text empfangen. EGG wurde als das Verhältnis zwischen der normalen Aktivität (2,5 bis 3,75 Zyklen pro Minute, cpm) und Aktivität im tachygastria Band (4,0-9,75 cpm) ausgewertet. Mit zunehmender Übelkeit, sinkt dieses Verhältnis. Datensegmente wurden an der Basislinie aufgenommen, zweimal nach der Arzneimittelanwendung und nach der Drehung. Der ständige Rückgang des Verhältnisses vom Ausgangswert bis Dreh Post befindet sich in der Ingwer-Gruppe unterbrochen, aber Ingwer war nicht in der Lage, um Übelkeit zu vermeiden mit Rotation auftreten (modifiziert mit Genehmigung von Weimer et al. 2012). <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><colgroup><col span="2" /><col /><col /></colgroup><tbody><tr><td></td><td></td><td colspan="2"> Information </td></tr><tr><td></td><td></td><td&gt; Drug </td><td> Placebo </td></tr><tr><td rowspan="2"> Anwendung </td><td> Droge </td><td> richtig positiv </td><td> falsch negative </td></tr><tr><td> Placebo </td><td> falsch positiven </td><td> richtig negativ </td></tr></tbody></table> Tabelle 1: Die ausgewogenen Placebo Design. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><colgroup><col /><col span="5" /></colgroup><tbody><tr><td> Applikation (Arzneimittel) </td><td> Placebo </td><td> Placebo </td><td> Ingwer </td><td> Ingwer </td><td></td></tr><tr><td> Info </td><td> Placebo </td><td> Ingwer </td><td> Placebo </td><td> Ingwer </td><td> Statistik </td></tr><tr><td> HM </td><td> 46,1 ± 17,2 </td><td> 48,1 ± 13,9 </td><td> 38,3 ± 19,0 </td><td> 45,1 ± 13,9 </td><td> ns </td></tr><tr><td> RT (sec) </td><td> 497 ± 163 </td><td> 482 ± 142 </td><td> 436 ± 182 </td><td> 466 ± 152 </td><td> ns </td></tr><tr><td> SR </td><td> 20,2 ± 5,8 </td><td> 20,5 ± 6,3 </td><td> 18,9 ± 6,8 </td><td> 20,8 ± 6,1 </td><td> ns </td></tr><tr><td> EGG (n) </td><td> 12 </td><td> 14 </td><td> 13 </td><td> 13 </td><td> ns </td></tr><tr><td> EGG normo (%) </td><td> 16,8 ± 5,5 </td><td> 18,2 ± 8,3 </td><td> 21,7 ± 7,2 </td><td> 20,8 ± 9,3 </td><td> ns </td></tr><tr><td> EGG Tachykardie (%) </td><td> 25,8 ± 9,2 </td><td> 23,6 ± 7,7 </td><td> 27,9 ± 7,9 </td><td> 24,0 ± 6,9 </td><td> ns </td></tr><tr><td> EGG-Verhältnis </td><td> 0,78 ± 0,45 </td><td> 0,92 ± 0,63 </td><td> 0,90 ± 0,59 </td><td> 0,96 ± 0,64 </td><td> ns </td></tr></tbody></table> Tabelle 2: Daten zwischen den Gruppen während und nach der Rotation. Legendentext: HM= Kopfbewegungen, RT = Drehtoleranz, SR = maximale Symptom Bewertung während Rotationen EGG (n) = Anzahl der Teilnehmer mit allen 4 Maßnahmen zur Verfügung, EGG normo (%) = Prozentsatz der Aktivität in der normogastric Band EGG Tachykardie (%) = Prozentsatz der Aktivität in der tachygastria Band EGG-Verhältnis = Verhältnis zwischen normogastria und tachygastria Band (mit Genehmigung nach Weimer et al. 2012 angepasst).

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How to Study Placebo Responses in Motion Sickness with a Rotation Chair Paradigm in Healthy Participants

An experimental rotation chair paradigm is used to investigate whether a placebo intervention on motion sickness affects subjective outcome measures only or also affects behavioral and objective measures in a balanced placebo design.

Wie Placebo Antworten in Motion Sickness mit einem Drehstuhl Paradigm in gesunde Teilnehmer studieren

Placebo responses occur in every medical intervention when patients or participants expect to receive an effective treatment to relieve symptoms. However, ...

how-to-study-placebo-responses-motion-sickness-with-rotation-chair

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Behavior

9.2K Aufrufe.  University Hospital Tübingen. An experimental rotation chair paradigm is used to investigate whether a placebo intervention on motion sickness affects subjective outcome measures only or also affects behavioral and objective measures in a balanced placebo design.

Serie: How to Study Placebo Responses in Motion Sickness with a Rotation Chair Paradigm in Healthy Participants

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 CyberMotion Simulator: Implementierung eines neuartigen Motion Simulator zu Multisensorische Pfadintegration in drei Dimensionen erforschen

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. ...

Forschung

Neurowissenschaften

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

The vestibular organ is a sensor that measures angular and linear accelerations with six degrees of freedom (6DF). Complete or partial defects in the vestibular organ results in mild to severe equilibrium problems, such as vertigo, dizziness, oscillopsia, gait unsteadiness nausea and/or vomiting. A good and frequently used measure to quantify gaze stabilization is the gain, which is defined as the magnitude of compensatory eye movements with respect to imposed head movements. To test vestibular function more fully one has to realize that 3D VOR ideally generates compensatory ocular rotations not only with a magnitude (gain) equal and opposite to the head rotation but also about an axis that is co-linear with the head rotation axis (alignment). Abnormal vestibular function thus results in changes in gain and changes in alignment of the 3D VOR response.
Here we describe a method to measure 3D VOR using whole body rotation on a 6DF motion platform. Although the method also allows testing translation VOR responses 1, we limit ourselves to a discussion of the method to measure 3D angular VOR. In addition, we restrict ourselves here to description of data collected in healthy subjects in response to angular sinusoidal and impulse stimulation.
Subjects are sitting upright and receive whole-body small amplitude sinusoidal and constant acceleration impulses. Sinusoidal stimuli (f = 1 Hz, A = 4&deg;) were delivered about the vertical axis and about axes in the horizontal plane varying between roll and pitch at increments of 22.5&deg; in azimuth. Impulses were delivered in yaw, roll and pitch and in the vertical canal planes. Eye movements were measured using the scleral search coil technique 2. Search coil signals were sampled at a frequency of 1 kHz.
The input-output ratio (gain) and misalignment (co-linearity) of the 3D VOR were calculated from the eye coil signals 3.
Gain and co-linearity of 3D VOR depended on the orientation of the stimulus axis. Systematic deviations were found in particular during horizontal axis stimulation. In the light the eye rotation axis was properly aligned with the stimulus axis at orientations 0&deg; and 90&deg; azimuth, but gradually deviated more and more towards 45&deg; azimuth.
The systematic deviations in misalignment for intermediate axes can be explained by a low gain for torsion (X-axis or roll-axis rotation) and a high gain for vertical eye movements (Y-axis or pitch-axis rotation (see Figure 2). Because intermediate axis stimulation leads a compensatory response based on vector summation of the individual eye rotation components, the net response axis will deviate because the gain for X- and Y-axis are different.
In darkness the gain of all eye rotation components had lower values. The result was that the misalignment in darkness and for impulses had different peaks and troughs than in the light: its minimum value was reached for pitch axis stimulation and its maximum for roll axis stimulation.
Case Presentation
Nine subjects participated in the experiment. All subjects gave their informed consent. The experimental procedure was approved by the Medical Ethics Committee of Erasmus University Medical Center and adhered to the Declaration of Helsinki for research involving human subjects.
Six subjects served as controls. Three subjects had a unilateral vestibular impairment due to a vestibular schwannoma. The age of control subjects (six males and three females) ranged from 22 to 55 years. None of the controls had visual or vestibular complaints due to neurological, cardio vascular and ophthalmic disorders.
The age of the patients with schwannoma varied between 44 and 64 years (two males and one female). All schwannoma subjects were under medical surveillance and/or had received treatment by a multidisciplinary team consisting of an othorhinolaryngologist and a neurosurgeon of the Erasmus University Medical Center. Tested patients all had a right side vestibular schwannoma and underwent a wait and watch policy (Table 1; subjects N1-N3) after being diagnosed with vestibular schwannoma. Their tumors had been stabile for over 8-10 years on magnetic resonance imaging.

A method is described to measure three-dimensional vestibulo ocular reflexes (3D VOR) in humans using a six degrees of freedom (6DF) motion simulator. The gain and misalignment of the 3D angular VOR provide a direct measure of the quality of vestibular function. Representative data on healthy subjects are provided

Dreidimensional Vestibuläre Ocular Reflex-Test mit Six Degrees of Freedom Bewegung Platform

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

Assessing the Autonomic and Behavioral Effects of Passive Motion in Rats using Elevator Vertical Motion and Ferris-Wheel Rotation

The overall goal of this study is to assess the autonomic and behavioral effects of passive motion in rodents using the elevator vertical motion and Ferris-wheel rotation devices. These assays can help confirm the integrity and normal functioning of the autonomic nervous system. They are coupled to quantitative measures based on defecation counting, open-field examination, and balance beam crossing. The advantages of these assays are their simplicity, reproducibility, and quantitative behavioral measures. The limitations of these assays are that the autonomic reactions could be epiphenomena of non-vestibular disorders and that a functioning vestibular system is required. Examination of disorders such as motion sickness will be greatly aided by the detailed procedures of these assays.

Protocols are presented to assess the autonomic and behavioral effects of passive motion in rodents using elevator vertical motion and Ferris-wheel rotation.

Bewertung der autonomen und Verhaltenseffekte passiver Bewegungen bei Ratten mit vertikaler Aufzugsbewegung und Riesenradrotation

The overall goal of this study is to assess the autonomic and behavioral effects of passive motion in rodents using the elevator vertical motion and ...

Verhalten

Using Unidirectional Rotations to Improve Vestibular System Asymmetry in Patients with Vestibular Dysfunction

The vestibular system provides information about head movement and mediates reflexes that contribute to balance control and gaze stabilization during daily activities. Vestibular sensors are located in the inner ear on both sides of the head and project to the vestibular nuclei in the brainstem. Vestibular dysfunction is often due to an asymmetry between input from the two sides. This results in asymmetrical neural inputs from the two ears, which can produce an illusion of rotation, manifested as vertigo. The vestibular system has an impressive capacity for compensation, which serves to rebalance how asymmetrical information from the sensory end organs on both sides is processed at the central level. To promote compensation, various rehabilitation programs are used in the clinic; however, they primarily use exercises that improve multisensory integration. Recently, visual-vestibular training has also been used to improve the vestibulo-ocular reflex (VOR) in animals with compensated unilateral lesions. Here, a new method is introduced for rebalancing the vestibular activity on both sides in human subjects. This method consists of five unidirectional rotations in the dark (peak velocity of 320&#176;/s) toward the weaker side. The efficacy of this method was shown in a sequential, double-blinded clinical trial in 16 patients with VOR asymmetry (measured by the directional preponderance in response to sinusoidal rotations). In most cases, VOR asymmetry decreased after a single session, reached normal values within the first two sessions in one week, and the effects lasted up to 6 weeks. The rebalancing effect is due to both an increase in VOR response from the weaker side and a decrease in response from the stronger side. The findings suggest that unidirectional rotation can be used as a supervised rehabilitation method to reduce VOR asymmetry in patients with longstanding vestibular dysfunction.

A new rehabilitation method is presented for rebalancing the vestibular system in patients with asymmetric responses, which consists of unidirectional rotations toward the weaker side. By directly modifying the vestibular pathway rather than enhancing the multisensory aspects of compensation, asymmetry can be normalized within 1-2 sessions and show lasting effects.

Verwendung unidirektionaler Rotationen zur Verbesserung der Vestibulären Systemasymmetrie bei Patienten mit vestibulärer Dysfunktion

The vestibular system provides information about head movement and mediates reflexes that contribute to balance control and gaze stabilization during ...

Controlled Rotation of Human Observers in a Virtual Reality Environment

The low cost and availability of Virtual Reality (VR) systems have supported a recent acceleration of research into perception and behavior under more naturalistic, multisensory, and immersive conditions. One area of research that has particularly benefited from the use of VR systems is multisensory integration, for example, the integration of visual and vestibular cues to give rise to a sense of self-motion. For this reason, an accessible method for the controlled physical rotation of an observer in a virtual environment represents a useful innovation. This paper presents a method for automating the rotation of an office swivel chair along with a method for integrating that motion into a VR experience. Using an example experiment, it is demonstrated that the physical motion, thus produced, is integrated with the visual experience of an observer in a way consistent with expectations; high integration when the motion is congruent with the visual stimulus and low integration when the motion is incongruent.

The controlled physical rotation of a human observer is desirable for certain experimental, recreational, and educational applications. This paper outlines a method for converting an office swivel chair into a medium for controlled physical rotation in a virtual reality environment.

Kontrollierte Rotation menschlicher Beobachter in einer Virtual-Reality-Umgebung

The low cost and availability of Virtual Reality (VR) systems have supported a recent acceleration of research into perception and behavior under more ...

Estimating Vestibular Perceptual Thresholds Using a Six-Degree-Of-Freedom Motion Platform

Vestibular perceptual thresholds refer to the motion intensity required to enable a participant to detect or discriminate a motion based on vestibular input. Using passive motion profiles provided by six degree-of-motion platforms, vestibular perceptual thresholds can be estimated for any kind of motion and thereby target each of the sub-components of the vestibular end-organ. Assessments of vestibular thresholds are clinically relevant as they complement diagnostic tools such as caloric irrigation, the head impulse test (HIT), or vestibular evoked myogenic potentials (VEMPs), which only provide information on sub-components of the vestibular system, but none of them allow for assessing all components. There are several methods with different advantages and disadvantages for estimating vestibular perceptual thresholds. In this article, we present a protocol using an adaptive staircase algorithm and sinusoidal motion profiles for an efficient estimation procedure. Adaptive staircase algorithms consider the response history to determine the peak velocity of the next stimuli and are the most commonly used algorithms in the vestibular domain. We further discuss the impact of motion frequency on vestibular perceptual thresholds.

In this article, we describe the methods, procedures, and technologies required to estimate vestibular perceptual thresholds using a six-degree-of-freedom motion platform.

Schätzung vestibulärer Wahrnehmungsschwellen mit einer Bewegungsplattform mit sechs Freiheitsgraden

Vestibular perceptual thresholds refer to the motion intensity required to enable a participant to detect or discriminate a motion based on vestibular ...

Long-term Sensory Conflict in Freely Behaving Mice

Long-term sensory conflict protocols are a valuable means of studying motor learning. The presented protocol produces a persistent sensory conflict for experiments aimed at studying long-term learning in mice. By permanently wearing a device fixed on their heads, mice are continuously exposed to a sensory mismatch between visual and vestibular inputs while freely moving in home cages. Therefore, this protocol readily enables the study of the visual system and multisensory interactions over an extended timeframe that would not be accessible otherwise. In addition to lowering the experimental costs of long-term sensory learning in naturally behaving mice, this approach accommodates the combination of in vivo and in vitro experiments. In the reported example, video-oculography is performed to quantify the vestibulo-ocular reflex (VOR) and optokinetic reflex (OKR) before and after learning. Mice exposed to this long-term sensory conflict between visual and vestibular inputs presented a strong VOR gain decrease but exhibited few OKR changes. Detailed steps of device assembly, animal care, and reflex measurements are hereby reported.

The presented protocol produces a persistent sensory conflict for experiments aimed at studying long-term learning. By permanently wearing a fixed device on their heads, mice are continuously exposed to a sensory mismatch between visual and vestibular inputs while freely moving in home cages.

Langfristige sensorischen Konflikt in Mäusen frei Verhalten

Long-term sensory conflict protocols are a valuable means of studying motor learning. The presented protocol produces a persistent sensory conflict for ...

Assessment of Static Graviceptive Perception in the Roll-Plane using the Subjective Visual Vertical Paradigm

Vestibular disorders are among the most common syndromes in medicine. In recent years, new vestibular diagnostic systems have been introduced that allow the examination of all semicircular canals in the clinical setting. Assessment methods of the otolithic system, which is responsible for the perception of linear acceleration and perception of gravity, are far less in clinical use. There are several experimental approaches for measuring the perception of gravity. The most frequently used method is the determination of the subjective visual vertical. This is usually measured with the head in an upright position. We present here an assessment method for testing otolith function in the roll plane. The subjective visual vertical is measured in the head upright position as well as with head inclination of &#177; 15&#176; and &#177; 30&#176; in the roll plane. This extended functional paradigm is an easy-to-perform clinical test of otolith function and ensures increased information content for the detection of impaired graviceptive perception.

The perception of gravity is commonly determined by the subjective visual vertical in the head upright position. The additional assessment at head tilts of &#177; 15&#176; and &#177; 30&#176; in the roll plane ensures increased information content for the detection of impaired graviceptive perception.

Bewertung der statischen Gravizeptiven Wahrnehmung in der Rollebene mit dem subjektiven visuellen vertikalen Paradigma

Vestibular disorders are among the most common syndromes in medicine. In recent years, new vestibular diagnostic systems have been introduced that allow ...

Medizin

Virtual Prism Adaptation Therapy: Protocol for Validation in Healthy Adults

Hemispatial neglect is a common impairment after stroke. It is associated with poor functional and social outcomes. Therefore, an adequate intervention is imperative for the successful management of hemispatial neglect. However, the clinical use of various interventions is limited in real clinical practice. Prism adaptation therapy is one of the most evidence-based rehabilitation modalities to treat hemispatial neglect. To overcome any possible shortcoming that may occur with prism therapy, we developed a new system using immersive virtual reality and depth-sensing camera to create a virtual prism adaptation therapy (VPAT). To validate the VPAT system, we designed an experimental protocol investigating the behavioral errors and changes in cortical activation via the VPAT system. Cortical activation was measured by functional near infrared spectroscopy (fNIRS). The experiment consisted of four phases. All four included clicking, pointing or rest applied to right-handed healthy people. Clicking versus pointing was used for investigating the cortical region related with the gross motor task, and pointing with VPAT versus pointing without VPAT was used for investigating the cortical region associated with visuospatial perception. The preliminary results from four healthy participants showed that pointing errors by the VPAT system was similar to the conventional prism adaptation therapy. Further analysis with more participants and fNIRS data, as well as a study in patients with stroke may be required.

This experimental protocol demonstrates the use of virtual prism adaptation therapy (VPAT) in healthy adults and the association between VPAT and functional near infrared spectroscopy to determine the effect of VPAT on cortical activation. Results suggest that VPAT may be feasible and could induce similar behavioral adaptation as conventional prism adaptation therapy.

Virtuelle Prismenanpassungstherapie: Protokoll zur Validierung bei gesunden Erwachsenen

Hemispatial neglect is a common impairment after stroke. It is associated with poor functional and social outcomes. Therefore, an adequate intervention is ...

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.

Messung des Einflusses der magnetischen vestibulären Stimulation auf Nystagmus, Selbstbewegungswahrnehmung und kognitive Leistung in einem 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 ...