Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Bellek Eye Movement Kontrolü

Published: August 15, 2010 doi: 10.3791/2108
Automatic Translation
1,2,3, 1,2, 1
1Rotman Research Institute, 2Department of Psychology, University of Toronto, 3Department of Psychiatry, University of Toronto

ERRATUM NOTICE

Summary

Göz hareket izleme (ya da göz izleme), uzayda gözleri dinlenmeye nerede ortaya koyuyor, ne zaman ve ne kadar süreyle. Burada, biz, sözlü veya başka bir açık raporlar gerektirmeden, birden fazla katılımcı popülasyonları bellek bütünlüğünü göz izleme araştırmak için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract

Açık (sık sık sözlü) raporları genellikle bellek (örneğin, "Eğer kişi hakkında dün bankada gördüm. Hatırlıyorum ne söyle") araştırmak için kullanılır, ancak bu tür raporlar genellikle yanıt önyargı güvenilmez veya hassas olabilir

Protocol

Veri toplama sırasında kullanılan ekipman

Göz tracker

Mevcut protokolde kullanılan göz izleme EyeLink II sistemi (SR Araştırma Ltd; Mississauga, Ontario, Kanada). Bu kafa kafaya monte edilmiş, video tabanlı X <0.1 ° mekansal çözünürlükte göz izleme kayıtları göz konumu, Y-koordinatı ya 500 ya da 250 Hz örnekleme hızında çerçeve. Bir kamera, ekran monitör katılımcılar tarafından görüntülenmiştir dört köşesine yerleştirilen sensörler kızılötesi işaretlerini göndererek kafa pozisyonu izlemek için kullanılır. İki ek kameralar her gözlerin altında yer kafa bandı üzerine monte edilir ve kızılötesi Illuminators öğrenci ve kornea yansımaları dikkat etmek için kullanılır. Göz pozisyonu öğrenci ve kornea yansımaları ya da sadece öğrenci dayalı olabilir. Göz izleme yastıklı baş bandı, rahat bir yetişkin katılımcının kafa boyutuna uyacak şekilde iki düzlemde ayarlanabilir. Çoğu gözlük ve kontakt lensler, göz izleme yerleştirilebilir.

Bilgisayarlar

İki PC'ler, göz hareketleri kayıt desteklemek için kullanılır. Katılımcılara kalibrasyon ekranlar, gerekli görev yönergeleri ve deneysel paradigma kullanılan görüntüler sunan ekran bilgisayar, bir bilgisayar olarak hizmet vermektedir. Ekran bilgisayar veri toplama parametreleri sonra ikinci, ana bilgisayar tarafından yönetilir. Ana bilgisayar, gerçek zamanlı bakışları konumu ve göz hareketi daha sonra analiz için veri, yanı sıra herhangi bir tuşa basın ya da klavye yanıtları katılımcı kayıtları olarak hesaplar. Göz izleme Katılımcı Kurulumu ve işlemler ana bilgisayar üzerinden yapılmaktadır.

Yazılım

Bu protokol deneysel uyaranlara olan zamanlama ve sipariş katılımcılara sunulacak, ve Deney Builder, SR Araştırma Ltd tarafından özel olarak geliştirilen bir yazılım programı aracılığıyla göz pozisyonu ana bilgisayar tarafından tahsil edilecek olduğu şekilde programlanır göz izleme ana bilgisayar arayüzü. Ancak, ayrıca başka yazılım programları (Albany, CA örneğin, Tanıtım, nörodavranışsal Sistemleri) aracılığıyla uyaran sunum yapılacaktır. Fiksasyon ve sakkaddan olayların bir dizi göz hareketi veri Dönüşüm zaman kilitlendi uyaran sunum (veya başka bir dış olay) ana bilgisayar aracılığıyla elde edilir ve Veri Görüntüleyici, SR Araştırma Ltd tarafından geliştirilen bir yazılım programı ile sorguya olabilir ancak, yine, diğer programlar gerekli göz hareketi önlemleri elde etmek için kullanılan olabilir. Burada, tespitler ve sakkad algılama anlamlı devletleri (sakkadlar, yanıp söner ve tespitler) ham göz hareketi örnekleri ayıran bir online ayrıştırıcı bağlıdır. Birbirini izleyen iki göz hareketi örnekleri hızı 0,1 ° 'lik bir mesafe üzerinden saniyede 22 dereceyi aşarsa, numunelerin bir sakkaddan olarak etiketlenir. Öğrenci, 3 ya da daha fazla örnek için eksik ise, göz etkinlik veri akışı içinde bir göz kırpması olarak işaretlenir. Sigara sakkaddan ve non-açıp kapayıncaya faaliyet tespitler dikkate alınır.

Göz izleme prosedürleri.

Aşağıda, ayrıntılı Her katılımcı için göz hareketi kayıtları elde etmek için prosedürler.

  1. Onay. Katılımcı kurulum öncesinde, katılımcılar göz izleme kafa bandı gösterilmiştir. Deneyci, baş ve göz pozisyonları kafa bandı üzerinde bulunan kameralar aracılığıyla izlenmektedir katılımcılara açıklar.
  2. Belirli bir deneysel paradigma için, katılımcılar, monitör, katılımcılar arasında aynı görüş açısı sağlamak için sabit bir mesafede oturmaktadır.
  3. Göz tracker kamera kurulum. Göz izleme kask kask rahat ve hareket olası ancak başının etrafında rahatsız olacak şekilde ayarlanmasıdır. Kask daha fazla kafa kamera, ekran monitör dış işaretleri kızılötesi aydınlatma göndermek böylece ayarlanır. Göz kameraların her biri tüm eksenlerde ayarı için izin kask uzanan bireysel çubuklar bulunmaktadır. Göz kameralar ekran monitör katılımcının görüşünü (bkz. Şekil 1) engellemeden biraz uzakta Her bir gözün hemen altında konumlandırılmış ve. Kameralar öğrenci ve kornea yansımaları net ve kararlı bir görüntü almak için odaklanmıştır. Durum panelleri ana bilgisayar öğrenci ve kornea yansımaları kazanılmış olup olmadığını göstermektedir. Aydınlatma eşik öğrenci ve kornea yansımaları en istikrarlı kayıt elde etmek için ayarlanabilir. Deneyci sonra uygun bir deneysel paradigma seçer ve göz hareketleri takip eden kayıtlar için bir dosya adı atar.

    Şekil 1
    Şekil 1. Örnek bir kafa monte video tabanlı göz izleme (solda) ve ekran ve ana bilgisayarlar (sağda). Not bölümünün önünde ekran monitöricipant öğrenci (crosshair ile mavi nokta) ve kamera kurulum yardım etmek için kornea yansıması (crosshair ile sarı nokta) gösterir.
  4. Kalibrasyon. Ekran monitör göz pozisyonu doğru kayıtları elde etmek için bir kalibrasyon prosedürü aşağıdaki kamera kurulumu başlatılır. Kalibrasyon işlemi sırasında, katılımcılar, ekranda çeşitli yerlerinde görünen hedeflere bir dizi bakmak için talimat vardır. Tipik olarak, dokuz hedef yerlerini kullanılır, ama en az üç hedef yerleri ile kalibrasyon yapılabilir. Kaydedilen bu dokuz yerlerden, ekran üzerindeki herhangi bir noktada göz pozisyonu enterpolasyonlu yapılabilir.
  5. Doğrulama. Kalibrasyon sonra, bir doğrulama işlemi göz hareketi kayıt doğruluğunu kontrol etmek için kullanılır. Aynı dokuz hedef yerlerini sabitleşmek için katılımcı ve mevcut sabitleme konumu ve önceden kaydedilmiş sabitleme konumu arasındaki fark hesaplanır. Biri (veya her ikisi) gözler için pozisyon kayıt için ortalama doğruluk (ortalama hata <0.5 herhangi bir noktasında <1.0 ° ° ve maksimum hata) kabul edilebilir seviyelere aşarsa, kalibrasyon ve doğrulama işlemleri tekrarlanır. Göz hareketi kayıt monoküler veya binoküler olmalıdır doğruluk düzeylerinin kabul takiben, deneyci belirleyebilirsiniz. Monoküler kayıt durumda, deneyci göz verileri kaydedilecek olduğu belirlemek, ya da ana bilgisayara otomatik olarak daha düşük ortalama hata ve daha düşük maksimum hata ile göz seçebilirsiniz. Kalibrasyon ve doğrulama hafif bir baş hareketi ile ortaya çıkabilir, katılımcı olarak hala mümkün olduğu kadar oturup avantajlıdır. Katılımcılar ayrıca hedeflerinin gelecek yerleri tahmin değil, ama yerine kasıtlı hareket ve sabitleşmek için, hedefler göründükleri ve kalmak için hedef sabitlenmiş sadece kaybolana kadar.
  6. Deneysel Paradigma. Özellikle belli bir paradigma Talimatları katılımcı (örneğin, "şu resimleri her görüntülemek serbestçe lütfen.") Sunulan ve veri kayıt oturumu için başlatılır.
  7. Drift düzeltme. Her deneysel uyarının başlangıcından önce, bir kayma düzeltme fiksasyon konumunu kabul etmek bir joypad veya klavye üzerindeki bir düğmeye basarken, katılımcıların merkezi fiksasyon hedef alarak yapılabilir. Katılımcı başarıyla merkezi hedef 2.0 ° içinde merkezi fiksasyon bölgeye fixates kadar kayma düzeltme istihdam, bir deneme başlayacak. Katılımcı sürekli 2.0 ° 'den daha fazla fixates, katılımcı, kalibrasyon ve doğrulama prosedürleri tekrar geçmesi gerekir. Daha sonra kaydedilen göz konumu ve kalibrasyon / doğrulama kayıtları sırasında elde edilen ilk sabitleme konumu arasında herhangi bir fark daha az 2.0 ° hata olarak belirtildiği ve veri oluşturuyor.
  8. Stimulus sunum. Fiksasyon ve sakkaddan olayları Göz konumu da dahil olmak üzere, her bir uyaran sunum için aşağıdaki kayma düzeltme işlemleri kaydedilir. Deneyci kayıtların doğruluğu, ana bilgisayar muayene üzerinden online izleyebilirsiniz.
  9. Göz hareketi kayıt oturumu takiben, görüntülerin farklı türleri (örneğin roman, tekrarlanan) desen tarama göz hareketi karakterize önlemler SR Araştırma Ltd Veri Görüntüleyici gibi çeşitli yazılım paketleri ile elde edilebilir. Buna ek olarak, (örneğin, değiştirilmemiş, manipüle edilmiş) bir uyarıcı belirli bölgelerde izleme ile ilgili göz hareketlerini analiz ederek karakterize edilebilir deneyci çizilmiş paradigma programlama aşamasında ya da veriler toplandıktan sonra her bir görüntü için oluşturulan ilgi bölgeleri.
  10. Katılımcılar oturumun bitiminde deneme amacı ile ilgili sorgulanabilecek.

Temsilcisi Sonuçlar

Çoklu önlemler göz hareketi içinde belirli bir bölgeye ilgi olmuştur önlemler de dahil olmak üzere, genel görüntü (her sabitleme / sakkaddan özellikleri dahil) inceleyen tarif kayıtları ve izleme desen tanımlayan önlemler elde edilebilir bir görüntü 3. (Ancak bunlarla sınırlı değildir) için genel bir resim görüntüleme Önlemler şunlar olabilir: tespitler, sayısı ve görüntüye yapılan sakkad sayısı, her fiksasyon ortalama süresi ve toplam miktarın fiksasyonunu geçti izleme zamanı görüntü. Belirli bir bölgeye ilgi inceleyen desen tarif Önlemler içerebilir (ancak bunlarla sınırlı değildir): ilgi bölgeye yapılan tespitler sayısı, ilgi bir bölge içinde geçirdiği süreyi ve geçişlerin sayısı / ilgi bir bölge haline getirilmiştir. Belirli bir göz hareketi olay meydana gelmiştir Ayrıca, tedbirler zamanlaması olan (yani, ne kadar erken) anahat göz hareketi kayıtları elde edilebilir, bu türuyaran ortaya çıkışından sonra, gözleri, ilk sakkaddan bir görüntü yapılır faiz belirli bir bölge ve göz hareketi desen dizisi doğasında entropi (sınırlama / rasgelelik) üzerinde odaklanmakta.

Gözleri sabitlenmiş olduğu herhangi bir görüntü için, göz hareketleri önlemleri, detay, ne zaman ve ne kadar süreyle. Bellek bir indeks elde etmek için, biz, bu kümeleri arasında ve katılımcılar arasında görüntüleme desen karşılaştırmak sonra izleyiciler, farklı tip ve farklı görüntü setleri maruz miktarda verir, ve. Örneğin, bir görüntü tekrarı için bellek prob, tarama desenleri bir test seansı boyunca birden fazla kez incelendi roman resimler ve görüntüler arasında tezat olabilir. Image 2, 4-5, 8 genel inceleyen bir azalma bir test oturumu sonuç boyunca tekrar tekrar görüntüleri görüntüleme . Bu Şekil 2'de görülebilir. Bu temsili bir sonuç Riggs ve ark 11, katılımcılar, her beş test blokları kez yüzleri roman görüntülenen resim; artan maruz kalma, izleyiciler yüzler yapmak tespitler miktarında bir azalma vardı . Bir görüntü, özellikle ayrıntılar için bellek prob için, tarama desenleri, orijinal, değiştirilmemiş formu (tekrarlanan görüntüler) ve benzer bir test oturumu boyunca defalarca görüntülendi görüntüleri tekrar tekrar izlenebilir olan görüntüleri arasında tezat olabilir, ama bir değişiklik olmamıştır bir sahne içinde son pozlama (manipüle görüntüleri) sırasında bazı elemanı tanıtıldı. Bu gibi durumlarda, tarama desenleri aynı tekrarlanan görüntüler 2-3, 7-8, değiştirilmemiş bölgeye göre manipüle bir görüntü içinde değiştirilmiş bölgeye farklı çekti. Ancak, bellek gibi göz hareketi endeksleri, belirli bir nüfus, sağlıklı yaşlı yetişkin ve medial temporal lob hasarı nedeniyle hafıza kaybı olan hastalarda sahneleri nesneler arasındaki uzaysal ilişkileri bellek için ne zaman değerlendirilir mevcut değildir gibi, Şekil 3'te özetlenen 2, 8. Bu nedenle, göz hareketleri izleme elde edilen bulgular, nöropsikolojik durumunu 2-3, 8-10, farklı katılımcı gruplar arasında kontrast bellek için kullanılan olabilir.

Şekil 2
Şekil 2. Göz hareketleri, tekrarı için bellek ortaya bu temsili bir sonuç Laboratuvarımızda [11], katılımcıların 5 çalışma blokları arasında izlenebilir yüzleri; (1-5) artmıştır gösterimlerin sayısı olarak, yüzler için tespitler sayısı azalmış .

Şekil 3
Şekil 3. Göz hareketleri değişti detayları için bellek ortaya koymaktadır. Genç yetişkinler [2 (Deneyler 1, 2), 8 (Ücretsiz görüntülenen Durum)], kritik bir bölgeye bir değişime uğramıştır manipüle görüntü büyük bir kısmının toplam göz tespitler yönetti önce bölgede bir değişiklik, gibi yeni ve tekrarlanan görüntüler uğramamıştır zaman göre görüntüleme. Sağlıklı yaşlı yetişkinlerin [8 (Ücretsiz görüntülenen Durum], ve amnezik hastalar [2] Bu tür bellek etkisi yoktu.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Göz hareketi görüntüleme nüfus çeşitli bellek fonksiyonunu değerlendirmek için etkili bir araçtır. Bu protokol bir kafa monte video tabanlı göz izleme kullanımını açıklar, ancak protokol kolayca, uzaktan göz izci kask ayarı için ihtiyacı ortadan kalkar ve kamera ayarları basitleştirmek, uzaktan göz izleme cihazları kullanmak için uyarlanmıştır. Ancak, uzaktan bir göz izleme ile, baş hareketleri göz kayıtların doğruluğunu sağlamak için kısıtlı olmalıdır. Doğru kalibrasyon, göz hareketleri veri yararlı elde etmek için büyük ve yorumlanabilir.

Göz hareketleri izleme yoluyla elde edilen bellek Endeksleri tehlikeye iletişim becerileri ile nüfusu hızlı bellek soruşturma için avantajlı olabilir bellek açık (yani, sözel), elde etmek için gerek bırakmayacak. Göz izleme açık raporları ile uyum içinde bellek korunur, ancak bilinçli içgözlem için geçerli değildir bilgileri olup olmadığını belirlemek için de kullanılıyor olabilir. Ayrıca, göz hareketi desenleri bellek etkisi bu kalıpları bir değişiklik neden belirlemek için probed olabilir. Hepsi bir arada, açık raporlar kıyaslandığında, göz hareketleri izleme türetilen tedbirler ne bellekte tutulur ilgili daha kapsamlı detay sağlamak ve 2-3 erişilir.

Nüfus grupları arasında göz hareketlerin karşılaştırılması hafıza fonksiyonu bütünlüğünü yaş ve / veya değiştirilmiş nöropsikolojik durumunu nasıl değişebileceğini içgörü sağlar. Lezyonu olan kişilerde belirli alanlarda beynin bellek göz hareketi endeksleri sorgulanması bilgiler 2-3, 9-10, özellikle türlü şekillendirme ve bakımı için kritik olan sinirsel bölgelerin ortaya çıkarabilir. , Güvenilirlik, laboratuvar ortamında dışında minimal çalışmalar ile bireysel katılımcılar için bellek endeksleri elde inceler daha fazla araştırma ile, göz izleme, eğitim ortamları, klinik ayarları ve / veya kolluk durumlarda bellek izlemek ve doğrulamak için yararlı bir yöntem olabilir 12 görgü tanığı tanımlama prosedürleri.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Çıkar çatışması ilan etti.

Acknowledgments

Yazarlar, Eyal Reingold, Jiye Shen, Neal J. Cohen, Robert R. Althoff, Deborah Hannula, ve Dave Warren özellikle sayesinde bellek, göz hareketleri izleme istihdam çalışmaları onların işbirlikçilerine kabul etmek istiyoruz. Bu çalışma, Kanada Doğal Bilimler ve Mühendislik Araştırma Konseyi (NSERC), Kanada Sağlık Araştırma Enstitüsü (CIHR), Kanada Araştırma Sandalyeler Programı ve Yenilik (CFI) Kanada Vakfı tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Eye Tracker SR Research Ltd. Eyelink II
Experimental Control Software SR Research Ltd. Experiment Builder
Eye Movement Analysis Program SR Research Ltd. Data Viewer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bradfield, A. L., Wells, G. L., Olsen, E. A. The damaging effect of confirming feedback on the relation between eyewitness certainty and identification accuracy. J. Appl. Psychol. 87 (1), 112-120 (2002).
  2. Ryan, J. D., Althoff, R. R., Whitlow, S., Cohen, N. J. Amnesia is a deficit in relational memory. Psych. Sci. 11 (6), 454-461 (2000).
  3. Ryan, J. D., Cohen, N. J. The nature of change detection and online representations of scenes. J. Exp. Psych. Hum. Percept. Perfor. 30, 98-1015 (2004).
  4. Althoff, R. R., Cohen, N. J. Eye-movement-based memory effect: a re-processing effect in face perception. J. Exp. Psychol. Learn Mem. Cog. 25 (4), 997-1010 (1999).
  5. Heisz, J. J., Shore, D. More efficient scanning for familiar faces. J. Vis. 8 (1), 1-10 (2008).
  6. Parker, R. E. Picture processing during recognition. J. Exp. Psych. Hum. Percept. Perfor. 4, 284-293 (1978).
  7. Hollingworth, A., Williams, C. C., Henderson, J. M. To see and remember: Visually specific information is retained in memory from previously attended objects in natural scenes. Psychon Bull. Rev. 8, 761-768 (2001).
  8. Ryan, J. D., Leung, G., Turk-Browne, N. B., Hasher, L. Assessment of age-related changes in inhibition and binding using eye movement monitoring. Psychol. Aging. 22 (2), 239-250 (2007).
  9. Hannula, D. E., Ryan, J. D., Tranel, D., Cohen, N. J. Rapid onset relational memory effects are evident in eye movement behavior, but not in hippocampal amnesia. J. Cog. Neuro. 19 (10), 1690-1705 (2007).
  10. Bate, S., Haslam, C., Tree, J. J., Hodgson, T. L. Evidence of an eye movement-based memory effect in congenital prosopsagnosia. Cortex. 44 (7), 806-819 (2008).
  11. Riggs, L., McQuiggan, D., Chan, J., Anderson, A. K., Ryan, J. D. Emotion- modulated viewing of faces by association. , Forthcoming Forthcoming.
  12. Kramer, A. F., McCarley, J. S. Oculomotor behaviour as a reflection of attention and memory processes: Neural mechanisms and applications to human factors. Theor. Issues Ergon. Sci. 4 (1), 21-55 (2003).

Tags

Nörobilim Sayı 42 göz hareketleri izleme göz izleme hafıza yaşlanma amnezi görsel işlem

Erratum

Formal Correction: Erratum: Eye Movement Monitoring of Memory
Posted by JoVE Editors on 09/16/2010. Citeable Link.

A correction was made to Eye Movement Monitoring of Memory. There was an error in the author, Douglas A. McQuiggan's, name. The author's name has been corrected to:

Douglas A. McQuiggan

instead of:

Doug McQuiggan

Bellek Eye Movement Kontrolü
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ryan, J. D., Riggs, L., McQuiggan,… More

Ryan, J. D., Riggs, L., McQuiggan, D. A. Eye Movement Monitoring of Memory. J. Vis. Exp. (42), e2108, doi:10.3791/2108 (2010).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter