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并行fNIRS和眼动追踪
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并行fNIRS和眼动追踪

眼动追踪

 


眼动追踪是测量眼球运动的过程。眼动追踪研究的一个典型目标是确定受试者的视线集中在哪里。一些眼动仪除了监测视线外,还可以进行其他一些测量,包括瞳孔大小或眨眼率。

 

集成设置示例:NIRx NIRSport和SR Research EyeLink 1000

集成设置示例:NIRx NIRSport和SR Research EyeLink 1000

 

科学家之所以对眼球追踪感兴趣,是因为所谓的“眼球思维假设”(eye Mind Assumption),其基础是我们将处理资源集中在我们所看到的东西上。通过监测眼球运动,研究人员试图推断大脑中发生了什么。

 

意图、目标、期望、记忆、信念和个性:这些因素会影响我们选择看的地方。因此,许多研究人员对探索这些过程感兴趣。

 

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并行fNIRS和眼动追踪

 


为了探索凝视和大脑活动之间的关系,研究人员选择实现fNIRS和眼睛跟踪的同时测量。fNIRS和眼动追踪是两种互补的技术:当科学家用fNIRS测量受试者的神经激活时,眼动追踪监测受试者参与度和任务依从性。眼动追踪还可以控制刺激,增加可以调查的操作范围。

 

与包括fMRI在内的其他一些神经成像方式相比,fNIRS具有巨大的优势:时间分辨率。fNIRS具有高的时间分辨率,有可能在注视和神经激活之间建立精确的相关性。

 

与眼睛跟踪系统的集成很容易实现。下面,我们通过标准TTL信令,典型地通过显示PC上的并行端口(尽管也可以使用EyeLink主机PC的并行端口),展示了集成设置NIRx NIRSport和SR Research EyeLink 1000的示例。唯一需要的其他部件是由NIRx提供的触发电缆。

 

 

NIRx和眼睛跟踪设备的同步(使用SR Research显示的示例)

NIRx和眼睛跟踪设备的同步(使用SR Research显示的示例)

 

NIRScott X+-眼动追踪-NIRStar-激光-APD.jpg

 


在任务执行期间,刺激呈现软件向NIRx设备发送同时的TTL信号,并向EyeLink主机PC发送消息,标记关键试验事件,允许在分析阶段共同注册数据。如果您的刺激PC没有并行端口,命令可以通过以太网连接发送到主机PC,因此可以使用其并行部分。

 

如下所示,眼睛跟踪器不会干扰fNIRS信号。

 

 

无和有眼动追踪集成的测试结果:未记录干扰

无和有眼动追踪集成的测试结果:未记录干扰

 


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用例

 


帕金森病

通过眼动追踪可以发现一种新出现的帕金森氏症。使用这种方法,科学家可以追踪受试者的眼球运动。眼球运动通常遵循不同的模式。在帕金森氏症的病例中,由于使用多巴胺协调运动的细胞丢失,这些模式可能会改变。这些变化对于一个普通的观察者来说是不明显的,但由于灵敏的眼动追踪,这些变化可以被检测到。

 

fNIRS也可用于进行测试,以研究帕金森病对皮层活动的影响。帕金森氏症在执行任务时会导致某些皮质区域的功能失调,这很容易用fNIRS检测到。

 

这两种方法的结合可以提供相关的结果来检测和跟踪帕金森病的发展。

 

 

奥斯特主义谱系障碍

自闭症谱系障碍影响0,7%的人口。早期发现显著提高了发展学习和完善沟通的机会。

 

通过眼动追踪可以检测自闭症谱系障碍。在图像的传播过程中,眼动追踪可以注意到ASD患者的注视点与正常人不同:他们与普通人相比,关注的社交图像很少。通过这种方法,可以在儿童早期发育中检测ASD。

 

fNIRS是一种无创、舒适、无负担的神经成像技术。这是对婴儿和儿童(可能患有ASD)进行测量的理想模式。用fNIRS检测自闭症谱系障碍是可能的:事实上,在视觉和听觉社会刺激过程中,ASD受试者大脑中的血流与通常发育中的不同:我们注意到一些大脑区域的血流减少,如双侧额叶区域、颞叶区域、边缘系统和基底区

报错
颞区、边缘系统和基底神经节。

 

并行fNIRS和眼动追踪是在早期阶段检测ASD的理想方法,因为ASD具有人体工程学特征和结果。因此,科学家们有兴趣将这两种方法结合起来。

 

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点击下方了解有关NIRS各种应用的更多信息:

-fMRI并发fNIRS

-EEG并发fNIRS

-TMS并发fNIRS

-NIRS中的定制实时分析:BCI/神经反馈

-将眼动追踪与fNIRS相结合

-使用NIRS进行儿童和婴儿测量
 

 
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