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Method Article
* Ces auteurs ont contribué à parts égales
Nous présentons le développement d’un cadre d’affichage contingent du regard conçu pour la recherche perceptuelle et oculomotrice simulant la perte de vision centrale. Ce cadre est particulièrement adaptable pour l’étude des stratégies comportementales et oculomotrices compensatoires chez les individus présentant une perte de vision centrale simulée et pathologique.
La dégénérescence maculaire (DM) est l’une des principales causes de déficience visuelle dans le monde occidental. Les patients atteints de DM ont tendance à développer des stratégies de mouvements oculaires spontanés pour compenser leur perte de vision, notamment en adoptant un locus rétinien préféré, ou PRL, une région périphérique épargnée qu’ils utilisent plus fréquemment pour remplacer la fovéa endommagée. Cependant, tous les patients ne réussissent pas à développer une PRL, et même lorsqu’ils le font, cela peut leur prendre des mois. À l’heure actuelle, il n’existe pas de thérapie de réadaptation de référence, et la recherche sur les DM est entravée par des problèmes de recrutement, d’observance et de comorbidité. Pour aider à résoudre ces problèmes, un nombre croissant de recherches ont utilisé des affichages guidés par le suivi oculaire et contingents du regard dans un paradigme de perte de vision centrale simulé chez les personnes ayant une vision intacte. Bien que la perte de vision simulée soit qualitativement différente de la perte pathologique de la vision centrale, notre cadre fournit un modèle hautement contrôlé à travers lequel étudier les mouvements oculaires compensatoires et tester d’éventuelles interventions de réadaptation en basse vision. En développant un cadre complet, plutôt que de nous appuyer sur des tâches isolées et déconnectées, nous créons un environnement cohérent où nous pouvons tester des hypothèses à plus grande échelle, ce qui nous permet d’examiner les interactions entre les tâches, d’évaluer les effets de l’entraînement à travers plusieurs mesures et d’établir une méthodologie cohérente pour les recherches futures. De plus, les participants aux études de perte de vision centrale simulée montrent des similitudes dans leurs comportements compensatoires oculomoteurs par rapport aux patients atteints de DM. Ici, nous présentons un cadre pour mener des études contingentes au regard liées à la perte de vision centrale simulée. Nous mettons l’accent sur l’utilisation du cadre pour tester les performances comportementales et oculo-motrices d’individus en bonne santé sur un large éventail de tâches perceptuelles englobant différents niveaux de traitement visuel. Nous discutons également de la manière dont ce cadre peut être adapté à la formation des patients atteints de DM.
La dégénérescence maculaire (DM) est la principale cause de déficience visuelle dans le monde, et elle devrait toucher 248 millions de personnes dans le monde d’ici 20401. La DM à un stade avancé se caractérise par des lésions des photorécepteurs au centre du champ visuel (fovéa). La perte de la vision centrale a des effets graves sur les tâches quotidiennes qui reposent sur la vision centrale, telles que la navigation2, la lecture3 et la reconnaissance des visages4. Les conséquences de la DM ont un impact considérable sur la qualité de vie de ces personnes5 et entraînent des conséquences psychologiques négatives6. Les patients atteints de DM, privés de leur vision centrale, peuvent développer spontanément des stratégies oculomotrices compensatoires impliquant l’utilisation d’une région périphérique de la rétine pour remplacer la fovéa (Figure 1). Cette région, appelée locus rétinien préféré (PRL)7, est souvent adoptée par les patients dans des tâches impliquant la fixation, la lecture et la reconnaissance faciale. Il existe des preuves que la PRL, chez les patients atteints de DM, prend en charge les fonctions de référencement oculomoteur de la fovéa 8,9. De plus, des changements dans l’attention et le contrôle cognitif sont observés chez les patients atteints de perte de vision centrale, suggérant une relation entre la perte de vision et les fonctions cognitives10.
Graphique 1. Illustration de l’expérience perceptuelle d’individus ayant une vision saine et de patients atteints de dégénérescence maculaire avec scotome fovéal. Le scotome fovéal entraîne une perte de la vision centrale chez les patients atteints de dégénérescence maculaire. Certaines personnes peuvent compenser partiellement la perte d’entrée visuelle dans la fovéa en utilisant une localisation rétinienne périphérique, définie comme le locus rétinien préféré (PRL). Chez les patients qui ont développé une PRL, celle-ci est souvent utilisée pour la fixation excentrique et lors des tâches quotidiennes. L’emplacement, la forme et la taille de la rétine peuvent varier d’une personne à l’autre. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Bien qu’il n’existe aucune intervention de référence pour récupérer la perte de vision ou pour compenser la perte de vision centrale, des approches expérimentales de l’optométrie, de l’ergothérapie et de la science de la vision sont testées pour améliorer la compensation par la vision périphérique11,12. Les approches oculomotrices se concentrent sur l’apprentissage des patients à améliorer le contrôle des mouvements oculaires et la coordination, y compris en leur apprenant à utiliser une PRL plus adéquate 11,12,13,14,15 tandis que les interventions perceptuelles se concentrent sur l’amélioration des capacités visuelles périphériques générales ou de la vision au sein de la PRL, surmontant partiellement la limitation de la vision périphérique 16,17,18,19,20. Des études récentes ont utilisé un affichage conditionnel du regard basé sur l’oculométrie comme paradigme pour l’étude des mouvements oculaires dans la perte de vision centrale 21,22,23,24,25,26,27,28,29. Cette approche, qui utilise un scotome simulé (c’est-à-dire un occluseur pour obstruer la région centrale du champ visuel) chez les individus en bonne santé (Figure 1), atténue les problèmes de recrutement et d’observance, tout en offrant un contrôle élevé sur plusieurs paramètres, tels que la taille et la forme du scotome, offrant ainsi une alternative prometteuse à l’implication directe des patients atteints de DM. Bien qu’il existe plusieurs différences entre la perte de vision centrale et le scotome simulé30,31, certains des comportements oculomoteurs observés chez le premier, tels que le développement d’une PRL, peuvent être observés chez le second 27,30,32, ce qui suggère que certains aspects des stratégies oculomoteurs compensatoires peuvent être induits par ce paradigme contingent du regard. Il est important de noter que la perte de vision centrale simulée fournit un cadre large pour étudier la plasticité dans le système visuel sain et après une perte de vision centrale.
Ici, nous présentons la conception, le développement et l’utilisation d’un cadre contingent au regard qui peut être utilisé pour tester les performances perceptuelles, oculomotrices et attentionnelles chez des individus en bonne santé et, avec quelques modifications, chez des patients atteints de DM (Figure 2). Nous détaillons également les considérations techniques et psychophysiques qui accompagnent l’entraînement périphérique contingent au regard. L’un des principaux défis techniques consiste à créer la perception d’un mouvement fluide et à faible latence du scotome33. Cette courte latence est obtenue en sélectionnant les périphériques d’affichage, les oculomètres et les systèmes d’exploitation 34,35,36 appropriés. Des travaux antérieurs ont documenté comment chaque élément matériel ajoute de la latence37 et des stratégies pour réduire la latence globale, s’adapter aux clignements d’yeux et ralentir les mouvements oculaires33. Un aspect nouveau de notre paradigme est l’ensemble diversifié de tâches de formation et d’évaluation dans un cadre unique pour la recherche perceptuelle chez les populations en bonne santé et les patients. Le cadre caractérise plusieurs niveaux de traitement visuel affectés par la perte de vision centrale, en particulier la vision de bas niveau, la vision de haut niveau, l’attention, le contrôle oculomoteur et le contrôle cognitif. Des tests préliminaires effectués à l’aide d’une version modifiée de cette approche ont montré une amélioration de l’acuité visuelle chez les témoins sains et chez la population de patients32.
Graphique 2. Approche multidimensionnelle de l’étude de la plasticité dans le système visuel et de la réhabilitation visuelle dans la dégénérescence maculaire. Illustration de dimensions interconnectées telles que la perception visuelle, le contrôle oculomoteur et cognitif qui contribuent au traitement visuel et sont affectées par la perte de la vision centrale. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Tous les participants étaient des personnes en bonne santé avec une acuité visuelle de 20/40 ou plus et aucun problème de vision connu. Les deux participants sont des femmes âgées de 27 et 24 ans. Tous les participants ont fourni un consentement éclairé et l’étude a reçu l’approbation de l’Institutional Review Board (IRB) de l’Université de l’Alabama à Birmingham.
1. Identifier un système idéal pour la recherche sur la perte de vision centrale simulée
Figure 3 : Comparaison de la latence entre différentes combinaisons de moniteurs, de dispositifs de suivi oculaire et de systèmes d’exploitation. Les barres représentent l’écart type ± 1 sur les 20 répétitions par combinaison. Des mesures ont été prises avec un téléphone du système d’exploitation Mac en mode ralenti, atteignant un taux de rafraîchissement de 240 Hz. TP/CRS/Win est statistiquement différent de E1000/CRT/Mac (t(38)=9,53, p<0,001), E1000/CRS/Mac (t(38)=16,24, p<0,001) et E1000/CRS/Win (t(38)=3,94, p<0,001). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
2. Familiarisation du participant avec la perte de vision centrale simulée grâce à l’affichage contingent du regard
REMARQUE : Un élément fondamental dans la simulation de la perte de vision centrale est de familiariser les participants avec l’affichage contingent du regard. Sans une familiarisation appropriée, les mesures des capacités peuvent être confondues par l’effort des participants pour naviguer dans l’affichage contingent du regard. Plusieurs étapes clés du protocole garantissent une familiarisation suffisante avec l’affichage en fonction du regard pour pouvoir mesurer les performances visuelles de manière fiable.
3. Élaboration d’instructions efficaces
REMARQUE : Les instructions jouent un rôle crucial pour guider les participants sur la façon de réagir aux stimuli et de gérer leur scotome simulé au cours de différentes tâches. Les instructions appropriées doivent être complètes et claires pour éviter toute confusion. Les instructions doivent être répétées au besoin pour assurer la compréhension.
4. Conception et mise en œuvre des tâches d’évaluation
REMARQUE : Les tâches conçues dans ce cadre sont largement divisées en deux catégories principales : (1) les tâches de mouvement oculaire libre et (2) les tâches contraintes par fixation. Dans les tâches de mouvement de l’œil libre, laissez les participants faire des mouvements oculaires sur l’écran pour identifier des cibles apparaissant à des endroits aléatoires sur l’écran (ou pour lire du texte), tandis que, dans les tâches sous contrainte de fixation, demandez aux participants de maintenir la fixation dans une boîte blanche centrale tout au long de la tâche et d’utiliser leur vision périphérique pour porter des jugements. La figure 4 présente des exemples de tâches et des descriptions pour chaque catégorie. Vous trouverez des informations plus détaillées sur les tâches dansla section 38.
Figure 4 : Une représentation visuelle de différentes tâches d’évaluation conçues à l’aide du cadre. Les tâches sont classées en deux catégories : les tâches de mouvement oculaire libre, où le scotome suit les mouvements oculaires des participants pour voir librement les cibles (panneau supérieur), et les tâches contraintes de fixation, où le scotome doit être placé dans une boîte blanche centrale tout au long de la tâche (panneau inférieur). Ce chiffre a été modifié au lieu de38. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Aides à la fixation utilisées pour favoriser la stabilité de la fixation chez les participants. (A) La croix de fixation et la boîte de fixation ont été utilisées pour les tâches de stabilité de la fixation. (B) La croix de fixation, la boîte de fixation et la croix noire au centre ont été utilisées dans les tâches de vision de bas niveau. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Dans cette section, nous présentons des données illustratives provenant à la fois de mouvements oculaires libres et de tâches contraintes par la fixation. L’objectif de cette section est d’illustrer les données obtenues à l’aide du cadre et sa capacité à mesurer les fonctions visuelles périphériques. La section est organisée en quatre catégories distinctes, chacune mettant en évidence les éléments critiques nécessaires à l’estimation précise de la performance vi...
Dans cet article méthodologique, nous présentons un cadre temporel du regard pour mener des recherches perceptuelles dans la perte de vision centrale simulée qui met l’accent sur le matériel, la conception et les considérations méthodologiques qui sont nécessaires pour (1) choisir la latence du système la plus courte pour l’affichage contingent du regard, (2) administrer un large éventail de tâches de perception visuelle, et (3) mesurer les performances oculomotrices et per...
Les auteurs déclarent qu’il n’y a pas de conflit d’intérêts concernant la publication de cet article.
Ce travail est soutenu par NIH NEI 1 U01 R01EY031589 et 1R21EY033623-01.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CRT Monitor | ViewSonic PF817 Professional Series CRT, ViewSonic Corp. | https://www.viewsonic.com/us/monitors.html?srsltid= AfmBOorEmjc67A5U2v2V wywNRHWzdrxcYx7Q3Y0 9tiNrnbs6FC4TPlc9 | |
Display++ LCD Monitor | Cambridge Research Systems | https://www.crsltd.com/tools-for-vision-science/calibrated-displays/displaypp-lcd-monitor/ | |
Eye Tracker | EyeLink 1000 Plus Tower Mount, SR Research | https://www.sr-research.com/eyelink-1000-plus/ | |
Eye Tracker | Vpixx Technologies Inc. | www.vpixx.com | |
Macintosh IOS | Apple Inc. | https://www.apple.com/mac/ | |
Windows 10 | Microsoft Inc. | https://www.microsoft.com/en-us/ |
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