Vestibulär precision: fysiologi och patofysiologi

Målet med denna studie är att undersöka vestibulär precision genom att kvantifiera variationen i beteenderesponser som är resultatet av det neurala brus som är inneboende i de perifera och centrala vestibulära systemen. Eftersom neuralt brus kontaminerar signalerna som omvandlas av örat och bearbetas av hjärnan, varierar vestibulärmedierade beteendesvar även när identiska stimuli tillhandahålls. I denna studie fokuserar forskarna på vestibulär precision hos mänskliga försökspersoner och undersöker dess källor, dess effekter på beteende och dess försämring när periferin är skadad och dess potentiella plasticitet. Specifikt kommer utredarna att undersöka: (1) Vestibulär precision hos normala försökspersoner - fysiologi: A) Utredarna kommer att mäta den vinklade och linjära vestibulo-okulära reflexen (VOR) med hjälp av nya rörelsekombinationer som förstärker eller avbryter ögonrörelsesvar, vilket kommer att möjliggöra oss för att bestämma fördelningen och storleken av brus som produceras i de sensoriska (kanalen, otolit) vägarna och i den oculomotoriska vägen. Utredarna antar att normala försökspersoner kommer att uppvisa en bimodal fördelning av brus med antingen sensorisk eller motorisk dominans, och att försökspersoner med mer sensoriskt brus kommer att visa andra beteendeegenskaper som återspeglar denna egenskap (t.ex. högre perceptuella trösklar); och B) Utredarna kommer att analysera vestibulärt brus från provvariationer i VOR och kommer att jämföra VOR-dynamiken med de som förutsägs av en Bayesiansk modell med hjälp av det analyserade bruset. Utredarna förutspår variationer i VOR-dynamik mellan försökspersoner, ålder och stimulusamplituder kommer att stämma överens med Bayesiansk bearbetning av brus. Potentiella störande faktorer kommer att kontrolleras noggrant, inklusive uppmärksamhet, trötthet och icke-vestibulära signaler. (2) Vestibulär precision efter perifer skada - patofysiologi: A) Utredarna kommer att undersöka förändringarna i vestibulär precision som uppstår när en vestibulär nerv är skadad (av ett vestibulär schwannom, VS) och efter att den skadade nerven har snittats kirurgiskt, och kommer att undersöka om precisionsmätningar kan ge bevis på patologiskt brus som produceras av den skadade nerven och därför hjälpa till att förutsäga kliniskt utfall när nerven snittas. Utredarna antar att förändringar i signaltillförlitlighet på grund av VS kommer att kunna spåras till både den minskade redundansen orsakad av förlust av afferenta fibrer och till avvikande brus som genereras av den skadade vestibulära nerven och att förändringar i precision efter neurektomi kommer att korrelera de resultatmått som kännetecknar patientens funktionshinder; och B) Utredarna kommer att undersöka plasticiteten hos vestibulär precision i de oculomotoriska och perceptuella områdena med målet att avgöra om precisionen kan förbättras. Med hjälp av nya träningsmetoder som ger utmanande signalextraktionsuppgifter, antar utredarna att deltagarna kommer att förbättra sin vestibulära precision på den tränade uppgiften. Som sekundära resultatmått kommer utredarna att avgöra om träning av ett beteende generaliserar till det icke-tränade beteendet och om patientens symtom påverkas av förbättrad precision.