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Dissertação de Mestrado
Documento
Autor
Nome completo
Marina von Zuben de Arruda Camargo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Hamer, Russell David (Presidente)
Souza, Givago da Silva
Ventura, Dora Selma Fix
Título em português
Propriedades espaço-temporais da acuidade vernier no córtex visual humano usando potenciais visuais provocados de varredura
Palavras-chave em português
Acuidade visual
Córtex visual
Potenciais visuais provocados
Resumo em português
Esta pesquisa pretendia estabelecer um mapa espaço temporal das respostas de vernier no córtex visual humano. O uso do potencial visual provocado de varredura (PVPv) proporciona medidas eficientes e sensíveis dos limiares de vernier com os quais se pode começar a examinar as respostas corticais de vernier no âmbito dos parâmetros espaço temporais. As respostas de vernier foram avaliadas em relação à hipótese de que os sinais retinianos provenientes das células ganglionares da via magnocelular e não da via parvocelular compõem o input neural para córtex que é utilizado para gerar as respostas de vernier (tarefas de localização de alta precisão Lee et a., 1990; Lee et al., 1995). Métodos: As respostas de vernier no córtex humano foram medidas por meio do potencial visual provocado de varredura (PVPv). Quebras de vernier foram introduzidas em grades de ondas quadradas de produzindo colunas verticais intercaladas de barras estáticas e móveis. Medidas binoculares da acuidade vernier foram feitas em grades de alto contraste (64%) em função de 3 frequências temporais (3, 6 e 15 Hz) e 2 frequências espaciais (1 e 8 c/g). Medidas utilizando grades de baixo contraste foram feitas em função de 3 frequências temporais (3, 6 e 10Hz) e 3 frequências espaciais (1, 2 e 8c/g) em ambos os protocolos (alto e baixo contraste) as medidas foram feitas utilizando o PVPv. Foi utilizado o sistema POWER DIVA que utiliza a metodologia dos mínimos quadrados recursivos para extrair a amplitude e fase da resposta nos harmônicos selecionados da frequência do estímulo. Foram analisados o primeiro (1F1) e o segundo (2F1) harmônicos neste estudo. Com base em estudos anteriores, assume-se que o primeiro componente harmônico refere-se às respostas ao estímulo de vernier, e o segundo às respostas ao movimento relativo dos elementos do estímulo. Esta hipótese foi testada por meio da utilização de protocolos controle para ambos os arranjos de estímulos (alto e baixo contraste) em que foram utilizados os mesmos parâmetros, porém com deslocamentos entre as barras completamente simétricos (elementos da grade jamais se alinhavam). O sistema POWER DIVA calcula para cada segundo de janela de análise (bin) a amplitude local. A amplitude média do ruído nos 10 bins de análise é utilizada para calcular a razão sinal ruído para cada bin. Apenas sinais com razão sinal ruído maior que 3 foram considerados resposta. A média vetorial de 8 tentativas para cada condição de estímulo foi utilizada para determinar os limiares.Resultados: Os dados são consistentes com dados psicofísicos anteriores, especialmente os dados de Bradley & Skottun (1987) que demonstraram decréscimo significativo nos limiares de vernier com o aumento da frequência espacial. Os limiares eletrofisiológicos de vernier obtidos com o presente trabalho mostraram-se paralelos aos dados psicofísicos em função das frequências espaciais em ambos os protocolos. Os limiares no 1F1 também demonstraram redução significativa com o aumento da frequência temporal em altas frequências espaciais
Palavras-chave em inglês
Visual acuity
Visual cortex
Visual evoked potentials
Resumo em inglês
The research was directed at establishing a spatiotemporal map of human cortical vernier responses. The use of swept-parameter, steady state visual evoked potential (sweep VEP, or sVEP) provides efficient and sensitive measurement of vernier thresholds with which to begin to examine cortical vernier responses over the spatio-temporal parameter space. The vernier responses were evaluated in relation to the hypothesis that the magnocellular (M) but not parvocellular (P) ganglion cell retinal output forms the neural input to cortex that is used to derive vernier (high precision localization task - Lee et al., 1990; Lee et al., 1995). Methods: Human cortical vernier responses were measured using the sweep visual evoked potential (sVEP). Vernier offsets are introduced into a square wave grating producing interleaved vertical columns of moving and static bars. Binocular measurements of the vernier acuity were made using high contrast (64%) gratings as a function of 3 temporal frequencies (TF = 3, 6 and 15 Hz) and 2 spatial frequencies (SF = 1 and 8 c/g). Measurements were also made at low contrast (8%) as a function of 3 temporal frequencies (3, 6 and 10Hz) and 3 spatial frequencies (1, 2 and 8c/g) using the sVEP. The POWER DIVA system uses the recursive least squares to extract the response amplitude and phase at selected harmonics of the stimulus frequency. We analyzed the evoked potentials at the first (1F1 fundamental) and second (2F1) harmonics. Based on prior research, we take the 1F1 component to be the specific response to the periodic vernier onset/offset, while the 2F1 component reflects local relative motion responses. We checked this assumption by also measuring sVEPs using a motion control protocol in which equivalent displacement amplitudes were presented in and identical stimulus array, but with the displacements being completely symmetrical alternations between two states of misalignment (grating elements were never aligned). To ensure that the amplitude data used for the regression and extrapolation to threshold is really a response to stimulus instead of noise, POWER DIVA calculates, for each 1-second analysis window (time bin), a local noise amplitude. The mean noise amplitude across 10 analysis bins is used to calculate the signal to noise ratio for each time bin. Only signals with a signal to noise ratio > 3 were considered as a response. The vector average of at least 8 trials was used to determine thresholds. Results: The data are consistent with some comparable prior psychophysical data, especially data from Bradley & Skottun (1987) who showed significant decrease in the vernier thresholds with the increase of spatial frequency. Our cortical (sVEP) vernier thresholds paralleled the psychophysical data as a function of SF in both protocols. The 1F1 (vernier) thresholds also exhibited a significant decrease with increase of temporal frequency at high SF
 
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Data de Publicação
2012-07-17
 
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