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机器人技术的微扫描启发的活动摄像机
神经形态视觉传感器或事件摄像机使人们对极低的反应时间的视觉感知，为高动力机器人应用开辟了新的途径。这些事件摄像机的输出取决于运动和纹理。但是，事件摄像机无法捕获与相机运动平行的对象边缘。这是传感器固有的问题，因此具有挑战性地求解算法。人类的视力涉及使用小型眼动的主动机制，即最突出的动作，这是最突出的动作。通过在固定过程中不断地移动眼睛，微扫视可以基本上保持纹理稳定性和持久性。受微观启发的启发，我们设计了一个基于事件的感知系统，能够同时保持低反应时间和稳定的质感。在此示例中，将旋转的楔形棱镜安装在事件摄像头的光圈前，以重定向光线和触发事件。旋转楔形棱镜的几何光学器件允许对额外的旋转运动进行算法补偿，从而导致稳定的纹理外观和高信息输出，而与外部运动无关。硬件设备和软件解决方案都集成到系统中，我们称之为人工微扫视增强事件摄像头（AMI-EV）。基准比较验证了在标准摄像机和事件摄像机无法交付的情况下，AMI-EV记录的出色数据质量。各种现实世界的实验表明了系统的潜力，可以促进低级和高级视力任务的机器人感知。
机器学习和眼球运动让我们深入了解神经退行性疾病机制
摘要：人类是视觉主导的物种；我们感知到什么取决于我们看向何处。因此，眼球运动 (EM) 对我们与环境的互动至关重要，实验结果表明，EM 会受到神经退行性疾病 (ND) 的影响。这可能是 ND 中某些认知和运动障碍的原因。因此，我们旨在确定 EM 诱发反应的变化是否可以告诉我们 ND（例如阿尔茨海默病 (AD) 和帕金森病 (PD)）在不同阶段的进展情况。在本综述中，我们分析了心理、神经和 EM（扫视、反扫视、追踪）测试的结果，以使用机器学习 (ML) 方法预测疾病进展。借助 ML 算法，我们能够从高维参数空间中找到与 ND 症状相关的显着 EM 变化，从而让我们深入了解 ND 机制。所描述的预测算法使用各种方法，包括粒度计算、朴素贝叶斯、决策树/表、逻辑回归、C-/线性 SVC、KNC 和随机森林。我们证明了 EM 是评估 PD 和 AD 症状进展的可靠生物标记。这两种疾病都存在 3D 空间导航问题。因此，我们研究了虚拟空间中的 EM 实验，以及它们如何帮助发现与神经退行性疾病相关的大脑变化，例如与位置或/和方向问题相关的变化。总之，具有临床症状的 EM 参数是强大的精密仪器，除了借助 ML 预测 ND 进展的潜力外，还可用于指示这两种疾病的不同临床前阶段。
从上丘的脉冲和局部场电位活动解码空间信息的时间过程
摘要 位置码表征在编码空间参数的电路中普遍存在。对于视觉引导的眼球运动，当刺激出现在大脑的感受野中和/或当运动进入大脑的运动场时，许多大脑区域的神经元都会发出脉冲。至关重要的是，单个神经元会对远离最佳向量的广泛方向或偏心率做出反应，这使得很难从每个细胞的活动中解码刺激位置或扫视向量。我们研究了是否有可能通过群体水平的分析来解码空间参数，即使最佳向量在神经元之间相似。当猴子对八个沿方向等距径向分布的目标之一执行延迟扫视任务时，用层状探针记录了上丘 (SC) 中的脉冲活动和局部场电位 (LFP)。随着试验从感觉到动作，离线应用分类器来解码空间配置。对于脉冲活动，在视觉和运动时期，所有八个方向的解码性能最高，而在延迟期间，解码性能较低但远高于偶然性。分类性能也遵循 LFP 活动的类似模式，只是延迟期间的性能主要限于首选方向。增加群体中的神经元数量可以持续提高两种模态的分类器性能。总体而言，这项研究证明了群体活动对解码单个神经元无法实现的空间信息的能力。
J Head Trauma Rehabil Vol. 00, No. 00, pp. 1–10 版权所有 © 2023 Wolters Kluwer Health, Inc. 保留所有权利。眼球运动和前庭眼球运动改变
目的：记录 (1) 评估时有症状的脑震荡儿童的眼球运动 (OM) 和前庭眼 (VO) 功能，并将其与临床康复（无症状）的脑震荡儿童和无脑震荡损伤的儿童进行比较，以及 (2) OM 和 VO 功能与受伤儿童脑震荡后症状严重程度的关系程度。 设置：参与者是从脑震荡诊所或社区招募的。 参与者：总共 108 名脑震荡青少年（72 名有症状；36 名康复）和 79 名健康青少年（年龄 9-18 岁）。如果脑震荡青少年年龄在 9 至 18 岁之间，在过去 12 个月内没有发生过脑震荡，受伤后不到 90 天，并且没有已知的现有视觉障碍或学习障碍，则将其纳入。 研究设计：一项前瞻性横断面研究。主要指标：所有参与者均使用商用虚拟现实 (VR) 眼动追踪系统 (Neuroflex ®，加拿大魁北克省蒙特利尔) 测试 OM 和 VO 功能。脑震荡组完成脑震荡后症状测试的参与者使用脑震荡后症状量表进行评分。结果：平稳追踪期间的会聚 (F 2,176 = 10.90；P < .05)、扫视期间的平均潜伏期 (F 2,171 = 5.99；P = .003) 和反扫视期间的平均反应延迟 (F 2,177 = 9.07；P < .05) 存在显著的群体效应，其中有症状脑震荡的儿童表现比临床康复和健康的儿童差。在水平向左（F 2,168 = 7；P = .001）和向右（F 2,163 = 13.08；P < .05）以及垂直向上（F 2,147 = 7.60；P = .001）和向下（F 2,144 = 13.70；P < .05）方向的平均前庭眼反射增益方面，VO 也发现了相似的结果。在临床康复的幼儿中，平均扫视误差与脑震荡后症状量表总分呈正相关。结论：VR 眼动追踪可能是识别脑震荡后亚急性期（< 90 天）OM 和 VO 缺陷的有效工具。关键词: 角前庭眼反射、眼球追踪、轻度创伤性脑损伤、眼球运动、脑震荡后症状量表、前庭眼、虚拟现实
通过眼球运动分析评估大脑健康
越来越多的证据支持眼球运动异常与大脑健康之间的联系。事实上，眼球运动系统由多种皮质和皮质下结构和回路网络组成，这些结构和回路易受各种退化过程的影响。我们在此展示了一项正在进行的 MS 患者纵向队列研究的基线测量的初步结果，该研究旨在确定是否可以仅根据眼球运动参数来高精度地估计和跟踪疾病和认知状态。使用一种新颖的注视点跟踪技术，该技术无需红外摄像头，仅使用 iPad Pro 嵌入式摄像头即可可靠、准确地跟踪眼球运动，我们在这项横断面研究中表明，几个眼球运动参数与感兴趣的临床结果指标显着相关。眼球运动参数是从注视、前扫视、反扫视和平滑追踪视觉任务中提取的，而临床结果测量则是几种疾病评估工具和标准认知测试的分数，例如扩展残疾状况量表 (EDSS)、多发性硬化症简明国际认知评估 (BICAMS)、多发性硬化症功能综合量表 (MSFC) 和符号数字模式测试 (SDMT)。此外，偏最小二乘回归分析表明，一小组眼球运动参数可以解释高达 84% 的临床结果测量方差。总之，这些发现不仅复制了先前已知的眼球运动参数和临床评分之间的关联（这次使用了一种新颖的基于移动的技术），而且还验证了使用新颖的眼动追踪技术询问眼球运动系统可以告诉我们疾病的严重程度，以及多发性硬化症患者的认知状态。
有氧运动改变大脑功能和结构......
目的：随机临床试验表明，有氧运动可减轻帕金森病的运动症状进展，但其潜在的神经机制尚不清楚。在本文中，我们研究了有氧运动如何影响与疾病相关的皮质纹状体感觉运动网络的功能和结构变化，该网络与帕金森病的运动缺陷的出现有关。此外，我们还探讨了有氧运动对黑质组织完整性以及行为和大脑认知控制指标的影响。方法：Park-in-Shape 试验是一项单中心、双盲随机对照试验，130 名帕金森病患者被随机分配（1:1 比例）接受有氧运动（固定家用训练器）或拉伸（主动控制）干预（持续时间 = 6 个月）。本次试验中未选定的一个子集（运动，n = 25；拉伸，n = 31）在基线和 6 个月的随访中接受了静息态功能和结构磁共振成像（MRI）以及眼球运动认知控制任务（前扫视和反扫视）。结果：有氧运动（而非拉伸）导致前壳核与感觉运动皮质之间的功能连接相对于后壳核增强。在行为上，有氧运动也改善了认知控制。此外，有氧运动增加了右额顶叶网络的功能连接，与体能改善成正比，并且减少了全脑萎缩。解读：MRI、临床和行为结果均趋向于以下结论：有氧运动可稳定皮质纹状体感觉运动网络中的疾病进展并提高认知能力。神经病学年鉴 2022；91：203 – 216
使用眼动追踪系统的平板电脑阅读障碍筛查应用程序的可靠性
目的：及早发现和管理阅读障碍对于防止不可逆转的教育差距和受影响学生的各种负面影响至关重要。然而，诊断阅读障碍具有挑战性，因为它需要全面的评估。利用快速、自动化、基于计算机的技术的阅读障碍筛查测试可用于及早识别和管理。在本文中，我们介绍了一种基于平板电脑的阅读障碍筛查应用程序，该应用程序使用眼动追踪系统并验证了其可靠性。方法：研究包括来自一所小学的 200 名年龄在 8 至 13 岁之间的参与者，他们都接受了两次阅读障碍筛查测试。筛查是使用在三星 Galaxy Tab S5e 平板电脑上实施的 VisualCamp SeeSo 眼动追踪 Android 软件开发工具包 v3.0.0 进行的。眼动追踪系统测量凝视阅读速度、平均凝视时间、凝视频率、扫视长度和回归率。为了评估两组测量的可靠性，我们采用了组内相关系数 (ICC)。结果：凝视频率 (ICC=0.83)、凝视平均时间 (ICC=0.82) 和凝视阅读速度 (ICC=0.76) 的测量结果具有极好的可靠性，回归比 (ICC=0.75) 和扫视长度 (ICC=0.72) 的测量结果具有良好的可靠性。结论：本研究表明，基于平板电脑的阅读障碍筛查应用程序可以可靠地测量阅读障碍患者的眼球运动。此外，该应用程序被证明具有高度可靠性，可能适合在临床或学校环境中使用，无需实验室环境和大量设备。
使用运动信息进行疲劳检测...
因此，结果表明，对于这种特殊情况下的绝大多数受试者来说，所选指标呈现出一个拐点，最低值位于任务的约 55％ 处。此外，研究结论是，随着任务时间的推移，扫视频率会降低，这可能与表现下降和认知负荷增加有关。这些也显示出峰值速度的增加，尽管在最后六分之一中行为是相反的，这表明与任务当时的疲劳状态有关。研究还发现，随着任务时间的增加，这些变化比注视点的变化更大，并且它们与外部代理也有直接关系。最后，尽管注视并不代表受试者的一般时间行为，但将这些信息与阅读文本时眼球运动的经典行为进行对比并不奇怪。
眼睛做到了！眼球运动中的主动感
本研究使用隐性和显性代理措施研究了扫视的代理感 (SoA)。在两个眼动追踪实验中，参与者将目光移向屏幕上的刺激物，随后该刺激物的颜色发生变化。然后，参与者要么重现扫视和颜色变化之间的时间间隔（实验 1），要么用听觉 Libet 时钟报告这些事件的时间点（实验 2），以测量时间绑定效应作为 SoA 的隐性指标。参与者要么被要求相信可以控制颜色变化，要么不相信（代理操纵）。显性评级表明因果信念的操纵以及代理是成功的。然而，时间绑定只对导致的结果明显，并且只有在使用足够敏感的程序时才会出现（听觉 Libet 时钟）。这表明时间绑定和 SoA 之间的联系比之前提出的要弱。结果还为以前从未经历过的动作-效果关联类型相对快速地获得代理感提供了证据。这表明，动作控制的根本过程可能植根于比以前认为的更复杂、适应性更强的认知模型。本研究中涉及的眼球运动 SoA 可能代表基于凝视的社交互动（社交主体感）或基于凝视的人机交互场景的重要认知基础。公共意义声明：本研究使用显性和隐性措施详细研究了非社交领域中眼球运动的主体感。因此，它提供了新颖而具体的见解，以理解由眼球运动引起的影响的主体感，以及对与全新获得的动作-效果关联类型有关的主体感的更广泛见解。眼球运动主体感可能代表基于凝视的社交互动（社交主体感）或基于凝视的人机交互场景的重要认知基础。由于眼球运动领域的特殊性，例如意志控制程度不同，眼球运动可以为未来研究中更普遍的主体感理论提供新信息。
设计师视觉注意在观察绘画现象中的作用
绘画的认知转变是通过神经和心理通路来解释的，位于“眼睛 - 视觉皮层 Vn”弧（光收集、视网膜对比度图、中央凹压缩、周边视觉、扫视分布、视觉分割、枕叶皮层）和“运动皮层 Mn - 手”弧（拇指、精细运动技能、触觉、躯体敏感性、运动前皮层、辅助运动区、小脑）之间，并汇聚在第三个弧“凝视网络 R fp - 手势”上：一个视觉运动界面和组成的区域（视觉空间注意、程序工作记忆、本体感受空间、后顶叶皮层、楔前叶、前额叶皮层、感觉运动模式）。绘画的神经生物学基础是通过感知和动作的同时空间映射来解释的，其中主要通过背部通路，将绘画置于大脑顶部。