Sensorisk integration av auditiva och visuella signaler i olika sammanhang

Inledning: Syfte 1 är att fastställa vilken roll genererade och naturliga ljud spelar i postural kontroll givet den visuella miljön och sensoriska förluster. För det kommer utredarna att mäta posturalt svaj hos individer med unilateral perifer vestibulär hypofunktion (n=45), individer med SSD (n=45) och åldersmatchade kontroller (n=45). De kommer att testas i en uppslukande virtuell verklighetsmiljö som visar en abstrakt 3-väggsskärm av stjärnor eller en tunnelbanestation. Inom varje miljö kommer vi att jämföra förändringar i postural svajning som svar på visuella (statiska, dynamiska) och hörselstörningar (inget ljud, dynamiskt ljud, d.v.s. rytmiskt vitt brus i stjärnornas miljö eller naturliga ljud, såsom rörliga tåg, i tunnelbanemiljö). Syfte 2 är att bestämma i vilken utsträckning ett statiskt vitt brus kan förbättra balansen (minska posturalt svaj) inom en dynamisk visuell miljö hos individer med och utan sensorisk förlust. För att uppnå detta mål kommer de tre grupperna av deltagare att testas inom samma visuella miljö men här kommer vi att jämföra deras svaj i en ljudfri dynamisk visuell miljö med den med statiskt vitt brus.

System: Visuella bilder designades i C#-språk med standardversionen av Unity Engine 2018.1.8f1(64-bitars) (©Unity Tech., San Francisco, CA, USA). Scenerna kommer att levereras via ett HTC Vive-headset (Taoyuan City, Taiwan) som styrs av en Dell Alienware laptop 15 R3 (Round Rock, TX, USA). Vive har inbyggd positionsspårning som arbetar vid 60 Hz och en uppdateringsfrekvens på 90 Hz. Ljud kommer att levereras via Bose (Bose Corporation, Fram-ingham, MA, USA) QuietComfort 35 trådlösa hörlurar II med aktiv brusreducering och 360º rumsligt ljud. Processen att skapa auditiva signaler inkluderade över 20 timmars ljudfältsinspelning baserat på de riktade scenerna och deras intensitetsnivåer i New York City. Auditiva signaler fångades med Sennheiser Ambeo-mikrofonen i första ordningens Ambisonics-format. Bakgrundsljuden smälte samman med en ljuddesignprocess som innebar att simulera de detaljerade miljöljuden som finns i den naturliga miljön för att utveckla en verklig ljudrepresentation. Ljudfilerna bearbetades i Wwise och integrerades i Unity. Postural svajning kommer att spelas in vid 100 Hz av Qualisys programvara för en Kistler 5233A kraftplattform (Winterthur, Schweiz).

Datainsamling: Potentiellt kvalificerade deltagare kommer att fylla i ett demografiskt formulär och gå igenom följande diagnostiska screening vid Öroninstitutet: Kaloritest, Video Head Impulse Test (vHIT), Okulär/cervikal vestibulär framkallad myogen potential och Audiogram. Visuell och somatosensorisk screening kommer också att göras vid Öroninstitutet. Denna första session förväntas ta 2,5 timmar att genomföra. Deltagarna kommer att få frågeformulär att fylla i hemma eller vid nästa session. Dizziness Handicap Inventory (DHI) utformades för att identifiera svårigheter som en patient kan uppleva på grund av yrsel. Activities-Specific Balance Confidence (ABC) är ett mått på förtroende för att utföra olika ambulerande aktiviteter utan att falla eller känna sig "ostadig". State-Trait Anxiety Inventory (STAI) bedömer svårighetsgraden av ångestsymtom och en generaliserad tendens att vara orolig. Speech, Spatial and Quality of Hearing 12-item Scale (SSQ12) är en giltig, kort version av den ursprungliga SSQ som ger insikter om den dagliga hörselnedsättningens påverkan. Protokollet för virtuell verklighet (testning av PI vid NYU Human Performance Laboratory) inkluderar 12 villkor: 2 miljöer (en abstrakt visning av stjärnor, en tunnelbanestation) X 2 bilder (rörliga, statiska) X 3 ljud (dynamiskt, inget, statiskt vitt brus) var och en upprepad 3 gånger för totalt 36 försök. Det kommer att randomiseras och genomföras under 1-2 sessioner, efter behov på upp till 90 minuter vardera. Ljud kommer att spelas på den högsta nivå som är bekväm för deltagaren. Scener är 60 sekunder långa. Under alla sessioner kommer patienterna att fylla i Simulator Sickness Questionnaire, som används för att övervaka deltagarnas symptom.

Dataanalys: För vart och ett av de tre måtten av intresse och för varje miljö kommer vi att anpassa en linjär modell med blandade effekter. Varje modell kommer att inkludera huvudeffekter av grupp, syntillstånd och hörseltillstånd, såväl som alla 2- och 3-vägsinteraktioner. Modellerna kommer också att kontrollera för kalori- och videohuvudimpulstestresultat (vHIT) samt åldersrelaterad hörselnedsättning och ålder. För mål 1 kommer vi att bedöma betydelsen av kontraster mellan inga ljud/dynamiska ljud för de olika synförhållandena och grupperna. För mål 2 kommer samma sak att göras för kontraster mellan inga ljud/statiska ljud. Dessa modeller uppskattar skillnaden i visuell viktning och omviktning mellan grupperna, och maximerar informationen vi kan få från data genom att ta hänsyn till den inneboende studiedesignen på flera nivåer (person, villkor, upprepningar). Eftersom varje person genomför olika försök för varje tillstånd, står modellen för linjära blandade effekter för dessa källor till variabilitet. P-värden för de fasta effekterna kommer att beräknas med hjälp av Satterthwaite-approximationen för frihetsgraderna för T-fördelningen80. Dessutom kommer vi beskrivande att utforska sambandet mellan DP, område, självrapporterade utfall (DHI, ABC, STAI, SSQ12) och ålder.