Vestibulær præcision: Fysiologi og patofysiologi

Målet med denne undersøgelse er at undersøge vestibulær præcision ved at kvantificere variabiliteten i adfærdsreaktioner, der er resultatet af den neurale støj, der er iboende til de perifere og centrale vestibulære systemer. Fordi neural støj forurener de signaler, der transduceres af øret og behandles af hjernen, varierer vestibulære-medierede adfærdsreaktioner, selv når der gives identiske stimuli. I denne undersøgelse fokuserer efterforskerne på vestibulær præcision hos mennesker og undersøger dens kilder, dens virkninger på adfærd og dens nedbrydning, når periferien er beskadiget, og dens potentielle plasticitet. Specifikt vil efterforskerne undersøge: (1) Vestibulær præcision hos normale forsøgspersoner - fysiologi: A) Efterforskerne vil måle den vinklede og lineære vestibulo-okulære refleks (VOR) ved hjælp af nye bevægelseskombinationer, der forstærker eller annullerer øjenbevægelsesresponser, hvilket vil tillade os at bestemme fordelingen og størrelsen af ​​støj produceret i de sensoriske (kanal, otolith) veje og i den oculomotoriske vej. Forskerne antager, at normale forsøgspersoner vil demonstrere en bimodal fordeling af støj med enten sensorisk eller motorisk overvægt, og at forsøgspersoner med mere sansestøj vil demonstrere andre adfærdsmæssige karakteristika, der afspejler denne karakteristik (f.eks. højere perceptuelle tærskler); og B) Efterforskerne vil analysere vestibulær støj fra prøvevariationer i VOR og vil sammenligne VOR-dynamik med dem, der forudsiges af en Bayesiansk model ved hjælp af den analyserede støj. Forskerne forudsiger variationer i VOR-dynamik på tværs af emner, alder og stimulusamplituder vil være i overensstemmelse med Bayesiansk behandling af støj. Potentielle forvirrende faktorer vil blive omhyggeligt kontrolleret, herunder opmærksomhed, træthed og ikke-vestibulære signaler. (2) Vestibulær præcision efter perifer skade - patofysiologi: A) Forskerne vil undersøge ændringerne i vestibulær præcision, der opstår, når en vestibulær nerve er beskadiget (af et vestibulært schwannoma, VS) og efter at den beskadigede nerve er kirurgisk sektioneret, og vil undersøge hvis præcisionsmålinger kan give tegn på patologisk støj produceret af den beskadigede nerve og derfor hjælpe med at forudsige kliniske udfald, når nerven er sektioneret. Efterforskerne antager, at ændringer i signalpålidelighed på grund af VS vil kunne spores til både den reducerede redundans forårsaget af tab af afferente fibre og til afvigende støj genereret af den beskadigede vestibulære nerve, og at ændringer i præcision efter neurektomi vil korrelere de resultatmål, der karakteriserer patientens handicap; og B) Efterforskerne vil undersøge plasticiteten af ​​vestibulær præcision i de oculomotoriske og perceptuelle områder med det formål at afgøre, om præcisionen kan forbedres. Ved at bruge nye træningstilgange, der giver udfordrende signaludvindingsopgaver, antager efterforskerne, at deltagerne vil forbedre deres vestibulære præcision på den trænede opgave. Som sekundære resultatmål vil efterforskerne afgøre, om træning af én adfærd generaliserer til den ikke-trænede adfærd, og om patientens symptomer påvirkes af forbedret præcision.