Integrazione sensoriale di segnali uditivi e visivi in ​​diversi contesti

Introduzione: Obiettivo 1 è stabilire il ruolo dei suoni generati e naturali nel controllo posturale dato l'ambiente visivo e la perdita sensoriale. Per questo gli investigatori misureranno l'oscillazione posturale in individui con ipofunzione vestibolare periferica unilaterale (n=45), individui con SSD (n=45) e controlli di pari età (n=45). Saranno testati in un ambiente di realtà virtuale immersivo che mostra un display astratto a 3 pareti di stelle o una stazione della metropolitana. All'interno di ogni ambiente, confronteremo i cambiamenti nell'oscillazione posturale in risposta a perturbazioni visive (statiche, dinamiche) e uditive (nessun suono, suono dinamico, cioè rumore bianco ritmico nell'ambiente delle stelle o suoni naturali, come treni in movimento, nell'ambiente ambiente metropolitano). Lo scopo 2 è determinare la misura in cui un rumore bianco statico può migliorare l'equilibrio (ridurre l'oscillazione posturale) all'interno di un ambiente visivo dinamico in individui con e senza perdita sensoriale. Per raggiungere questo obiettivo, i 3 gruppi di partecipanti saranno testati all'interno dello stesso ambiente visivo, ma qui confronteremo il loro ondeggiamento all'interno di un ambiente visivo dinamico privo di suoni con quello con rumore bianco statico.

Sistema: gli elementi visivi sono stati progettati in linguaggio C# utilizzando Unity Engine versione 2018.1.8f1 (64 bit) standard (©Unity Tech., San Francisco, CA, USA). Le scene verranno fornite tramite un visore HTC Vive (Taoyuan City, Tai-wan) controllato da un laptop Dell Alienware 15 R3 (Round Rock, TX, USA). Il Vive ha un tracciamento posizionale integrato che funziona a 60 Hz e una frequenza di aggiornamento a 90 Hz. I suoni verranno trasmessi tramite le cuffie wireless Bose (Bose Corporation, Fram-ingham, MA, USA) QuietComfort 35 II con cancellazione attiva del rumore e audio spaziale a 360º. Il processo di creazione di segnali uditivi ha incluso oltre 20 ore di registrazione del campo sonoro in base alle scene mirate e ai loro livelli di intensità a New York City. I segnali uditivi sono stati catturati con il microfono Sennheiser Ambeo in formato Ambisonics di primo ordine. I suoni di sottofondo si sono fusi con un processo di sound design che ha comportato la simulazione dei suoni ambientali dettagliati che esistono all'interno dell'ambiente naturale per sviluppare una rappresentazione sonora del mondo reale. I file audio sono stati elaborati in Wwise e integrati in Unity. L'oscillazione posturale sarà registrata a 100 Hz dal software Qualisys per una piattaforma di forza Kistler 5233A (Winterthur, Svizzera).

Raccolta dati: i partecipanti potenzialmente idonei completeranno un modulo demografico e passeranno attraverso il seguente screening diagnostico presso l'Ear Institute: test calorico, test dell'impulso video della testa (vHIT), potenziale miogenico evocato vestibolare oculare / cervicale e audiogramma. Anche lo screening visivo e somatosensoriale sarà effettuato presso l'Ear Institute. Questa prima sessione dovrebbe richiedere 2,5 ore per essere completata. I partecipanti riceveranno questionari da completare a casa o nella sessione successiva. Il Dizziness Handicap Inventory (DHI) è stato progettato per identificare le difficoltà che un paziente potrebbe incontrare a causa delle vertigini. L'ABC (Activity-Specific Balance Confidence) è una misura della sicurezza nell'eseguire varie attività ambulatoriali senza cadere o sentirsi "instabili". Lo State-Trait Anxiety Inventory (STAI) valuta la gravità dei sintomi di ansia e una tendenza generalizzata ad essere ansiosi. La scala a 12 elementi del parlato, dello spazio e della qualità dell'udito (SSQ12) è una versione breve e valida dell'SSQ originale che fornisce approfondimenti sull'impatto quotidiano dell'ipoacusia. Il protocollo di realtà virtuale (test effettuato dal PI presso il NYU Human Performance Laboratory) include 12 condizioni: 2 ambienti (una visualizzazione astratta di stelle, una stazione della metropolitana) X 2 immagini (in movimento, statiche) X 3 suoni (dinamici, nessuno, statico rumore bianco) ciascuno ripetuto 3 volte per un totale di 36 prove. Sarà randomizzato e completato in 1-2 sessioni, secondo necessità, della durata massima di 90 minuti ciascuna. I suoni verranno riprodotti al livello più alto che è comodo per il partecipante. Le scene durano 60 secondi. Durante tutte le sessioni, i pazienti completeranno il Simulator Sickness Questionnaire, utilizzato per monitorare i sintomi dei partecipanti.

Analisi dei dati: per ciascuna delle 3 misure di interesse e per ciascun ambiente, adatteremo un modello lineare a effetti misti. Ogni modello includerà gli effetti principali del gruppo, la condizione visiva e la condizione uditiva, nonché tutte le interazioni a 2 e 3 vie. I modelli controlleranno anche i risultati dei test calorici e del video head impulse test (vHIT), nonché la perdita dell'udito legata all'età e l'età. Per l'obiettivo 1, valuteremo il significato dei contrasti tra suoni assenti / suoni dinamici per le diverse condizioni visive e gruppi. Per l'obiettivo 2, lo stesso sarà fatto per i contrasti tra suoni assenti / suoni statici. Questi modelli stimano la differenza nella ponderazione visiva e nella riponderazione tra i gruppi, massimizzando le informazioni che possiamo ottenere dai dati tenendo conto del disegno di studio multilivello intrinseco (persona, condizioni, ripetizioni). Poiché ogni persona completa varie prove per ogni condizione, il modello lineare a effetti misti tiene conto di queste fonti di variabilità. I valori P per gli effetti fissi saranno calcolati utilizzando l'approssimazione di Satterthwaite per i gradi di libertà per la distribuzione T80. Inoltre, esploreremo in modo descrittivo la relazione tra DP, area, risultati auto-riportati (DHI, ABC, STAI, SSQ12) ed età.