Vestibulær presisjon: fysiologi og patofysiologi

Målet med denne studien er å undersøke vestibulær presisjon ved å kvantifisere variasjonen i atferdsresponser som er et resultat av den nevrale støyen som er iboende til de perifere og sentrale vestibulære systemene. Fordi nevral støy forurenser signalene som transduseres av øret og behandles av hjernen, varierer vestibulærmediert atferdsrespons selv når identiske stimuli er gitt. I denne studien fokuserer etterforskerne på vestibulær presisjon hos mennesker og undersøker dens kilder, dens effekter på atferd og dens nedbrytning når periferien er skadet og dens potensielle plastisitet. Spesifikt vil etterforskerne undersøke: (1) Vestibulær presisjon i normale forsøkspersoner - fysiologi: A) Etterforskerne vil måle den vinkel- og lineære vestibulo-okulære refleksen (VOR) ved å bruke nye bevegelseskombinasjoner som forsterker eller kansellerer øyebevegelsesresponser, som vil tillate oss for å bestemme fordelingen og størrelsen på støy produsert i de sensoriske (kanalen, otolittene) banene og i den oculomotoriske banen. Forskerne antar at normale forsøkspersoner vil demonstrere en bimodal fordeling av støy med enten sensorisk eller motorisk overvekt, og at forsøkspersoner med mer sensorisk støy vil demonstrere andre atferdskarakteristikker som reflekterer denne egenskapen (f.eks. høyere perseptuelle terskler); og B) Etterforskerne vil analysere vestibulær støy fra prøvevariasjoner i VOR og vil sammenligne VOR-dynamikk med de som er forutsagt av en Bayesiansk modell ved å bruke den analyserte støyen. Etterforskerne forutsier variasjoner i VOR-dynamikk på tvers av fag, alder og stimulusamplituder vil være i samsvar med Bayesiansk prosessering av støy. Potensielle forstyrrende faktorer vil bli nøye kontrollert, inkludert oppmerksomhet, tretthet og ikke-vestibulære signaler. (2) Vestibulær presisjon etter perifer skade - patofysiologi: A) Utforskerne vil undersøke endringene i vestibulær presisjon som oppstår når en vestibulær nerve er skadet (av et vestibulært schwannom, VS) og etter at den skadede nerven er kirurgisk seksjonert, og vil undersøke hvis presisjonsmålinger kan gi bevis på patologisk støy produsert av den skadede nerven og derfor bidra til å forutsi klinisk utfall når nerven seksjoneres. Etterforskerne antar at endringer i signalpålitelighet på grunn av VS vil kunne spores til både den reduserte redundansen forårsaket av tap av afferente fibre og til avvikende støy generert av den skadede vestibulære nerven, og at endringer i presisjon etter neurektomi vil korrelere utfallsmålene som karakteriserer pasientens funksjonshemming; og B) Etterforskerne vil undersøke plastisiteten til vestibulær presisjon i det oculomotoriske og perseptuelle området med mål om å avgjøre om presisjonen kan forbedres. Ved å bruke nye treningsmetoder som gir utfordrende signalutvinningsoppgaver, antar etterforskerne at deltakerne vil forbedre sin vestibulære presisjon på den trente oppgaven. Som sekundære utfallsmål vil etterforskerne avgjøre om trening av én atferd generaliserer til ikke-trent atferd og om pasientens symptomer påvirkes av forbedret presisjon.