Sensorisk integrering av auditive og visuelle signaler i ulike kontekster

Introduksjon: Mål 1 er å etablere rollen til genererte og naturlige lyder i postural kontroll gitt det visuelle miljøet og sansetap. For dette vil etterforskerne måle postural svai hos individer med unilateral perifer vestibulær hypofunksjon (n=45), individer med SSD (n=45) og alderstilpassede kontroller (n=45). De vil bli testet i et oppslukende virtual reality-miljø som viser en abstrakt 3-veggs utstilling av stjerner eller en t-banestasjon. Innenfor hvert miljø vil vi sammenligne endringer i postural svai som respons på visuelle (statiske, dynamiske) og auditive forstyrrelser (ingen lyd, dynamisk lyd, dvs. rytmisk hvit støy i stjernemiljøet eller naturlige lyder, slik som tog i bevegelse, i T-banemiljø). Mål 2 er å bestemme i hvilken grad en statisk hvit støy kan forbedre balansen (redusere postural svai) i et dynamisk visuelt miljø hos individer med og uten sansetap. For å oppnå dette målet, vil de tre gruppene med deltakere bli testet innenfor det samme visuelle miljøet, men her vil vi sammenligne deres svai i et lydfritt dynamisk visuelt miljø med det med statisk hvit støy.

System: Visuals ble designet i C#-språk ved bruk av standard Unity Engine-versjon 2018.1.8f1(64-bit) (©Unity Tech., San Francisco, CA, USA). Scenene vil bli levert via et HTC Vive-headset (Taoyuan City, Tai-wan) kontrollert av en Dell Alienware bærbar PC 15 R3 (Round Rock, TX, USA). Vive har innebygd posisjonssporing som opererer ved 60Hz og en oppdateringsfrekvens på 90 Hz. Lyder vil bli levert via Bose (Bose Corporation, Fram-ingham, MA, USA) QuietComfort 35 trådløse hodetelefoner II med aktiv støyreduksjon og 360º romlig lyd. Prosessen med å lage auditive signaler inkluderte over 20 timer med lydfeltopptak basert på de målrettede scenene og deres intensitetsnivåer i New York City. Auditive signaler ble fanget med Sennheiser Ambeo-mikrofonen i første ordens Ambisonics-format. Bakgrunnslydene smeltet sammen med en lyddesignprosess som innebar simulering av de detaljerte miljølydene som eksisterer i det naturlige miljøet for å utvikle en lydrepresentasjon i den virkelige verden. Lydfilene ble behandlet i Wwise og integrert i Unity. Postural svai vil bli registrert ved 100 Hz av Qualisys programvare for en Kistler 5233A kraftplattform (Winterthur, Sveits).

Datainnsamling: Potensielt kvalifiserte deltakere vil fylle ut et demografisk skjema og gå gjennom følgende diagnostiske screening ved Øreinstituttet: Kalorisk test, videohodeimpulstest (vHIT), okulær/cervical vestibulært fremkalt myogent potensial og audiogram. Visuell og somatosensorisk screening vil også bli gjort ved Øreinstituttet. Denne første økten forventes å ta 2,5 timer å gjennomføre. Deltakerne vil motta spørreskjemaer som de kan fylle ut hjemme eller på neste økt. Dizziness Handicap Inventory (DHI) ble utviklet for å identifisere vanskeligheter som en pasient kan oppleve på grunn av svimmelhet. Activities-Specific Balance Confidence (ABC) er et mål på tillit til å utføre ulike ambulerende aktiviteter uten å falle eller føle seg "ustø". State-Trait Anxiety Inventory (STAI) vurderer alvorlighetsgraden av angstsymptomer og en generalisert tendens til å være engstelig. Speech, Spatial and Quality of Hearing 12-item Scale (SSQ12) er en gyldig, kortversjon av den originale SSQ som gir innsikt i daglig hørselstap. Den virtuelle virkelighetsprotokollen (testing av PI ved NYU Human Performance Laboratory) inkluderer 12 forhold: 2 miljøer (en abstrakt visning av stjerner, en t-banestasjon) X 2 bilder (bevegelig, statisk) X 3 lyder (dynamisk, ingen, statisk hvit støy) hver gjentatt 3 ganger for totalt 36 forsøk. Det vil bli randomisert og gjennomført over 1-2 økter, etter behov på opptil 90 minutter hver. Lyder spilles på det høyeste nivået som er behagelig for deltakeren. Scener er 60 sekunder lange. Gjennom alle økter vil pasientene fylle ut Simulator Sickness Questionnaire, som brukes til å overvåke deltakernes symptomer.

Dataanalyse: For hvert av de 3 målene av interesse og for hvert miljø vil vi tilpasse en lineær modell med blandede effekter. Hver modell vil inkludere hovedeffekter av gruppe, visuell tilstand og auditiv tilstand, samt alle 2- og 3-veis interaksjoner. Modellene vil også kontrollere for kalori- og videohodeimpulstestresultater (vHIT) samt aldersrelatert hørselstap og alder. For mål 1 vil vi vurdere betydningen av kontraster mellom ingen lyder / dynamiske lyder for de ulike synsforholdene og gruppene. For mål 2 vil det samme gjøres for kontraster mellom ingen lyder / statiske lyder. Disse modellene estimerer forskjellen i visuell vekting og revekting mellom gruppene, og maksimerer informasjonen vi kan få fra dataene ved å ta hensyn til det iboende multi-level studiedesignet (person, forhold, repetisjoner). Siden hver person fullfører ulike forsøk for hver tilstand, står den lineære modellen med blandede effekter for disse kildene til variasjon. P-verdier for de faste effektene vil bli beregnet ved å bruke Satterthwaite-tilnærmingen for frihetsgradene for T-fordelingen80. I tillegg vil vi beskrivende utforske forholdet mellom DP, område, selvrapporterte utfall (DHI, ABC, STAI, SSQ12) og alder.