采用偏好注视范式的眼动追踪研究可用于探究婴儿对外部视觉世界的初步认知及其注意力发展。
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摘要
摘要
我们讨论在眼动追踪研究中使用偏好注视范式，以探究婴儿如何发展、理解并关注周围世界。眼动追踪是一种安全且非侵入性的方法，可用于采集婴儿的注视数据，而偏好注视范式设计简单，仅需婴儿注视屏幕即可。通过同时呈现两个在某一维度上存在差异的视觉刺激，我们可以评估婴儿是否对其中某一刺激表现出不同的注视行为，从而揭示其对该差异的敏感性。此类实验方法面临的挑战在于：实验时长必须较短（不超过10分钟），且需严格控制条件，确保两个刺激仅在一个方面存在差异。此外，对阴性结果的解释也需谨慎考虑。本文展示了一项成功的婴儿眼动追踪研究实例，采用偏好注视范式发现，尽管6个月大的婴儿此前从未接触过手语，但他们已能感知手语中的语言线索，这表明婴儿对这些线索具有内在或先天的敏感性。
引言
发展科学的首要目标是研究婴儿和儿童认知功能、语言以及社会认知的形成过程。眼动受到参与者意图、理解能力、知识水平、兴趣以及对外部世界注意力的调节。在婴儿对静态或动态视觉图像进行定向和扫描时记录其眼动反应，可以提供有关婴儿对外部视觉世界及其所接收语言输入的逐步理解能力和注意力的信息。
尽管眼动追踪技术已存在一百多年，但直到最近才在效率和可用性方面取得显著进展，使其能够被用于婴儿研究。在过去的十年中，眼动追踪技术揭示了大量关于婴儿内心世界的信息。例如，我们现在通过注视行为已深入了解6个月大婴儿的短期记忆、客体遮挡以及对即将发生事件的预期能力1,2,3。眼动追踪还可用于研究婴儿的语言学习过程4。通常，婴儿语言学习依赖于区分环境中存在的感觉线索，并识别出对语言传递最具显著性的线索的能力5,6。发展科学家致力于更深入地理解这些感觉线索的具体内容、它们为何能吸引婴儿的注意力，以及婴儿对这些线索的注意如何促进其语言学习。本文介绍了一种眼动追踪实验方案和一种偏好注视范式，二者可结合使用，以研究婴儿对口语或手语中此类线索的敏感性。
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方案
以下涉及人类参与者的实验程序已获得加州大学圣地亚哥分校人类研究保护项目的批准。
1. 受试者筛选与准备
- 招募特定年龄范围内的婴儿（例如，5至14个月大）。采用多种方法，包括社交媒体、传单、邮寄信件等。可考虑与当地医院或政府机构达成协议，获取包含新生儿及其父母姓名和邮寄地址的记录，以便通过邮政信件直接联系他们。
- 当家长致电实验室预约时，对婴儿进行筛选。确保婴儿在孕期或分娩过程中无任何并发症，无任何神经系统疾病，并具有正常的听力和视力。
注意：在我们的实验7中，由于我们关注的是对手语的初步敏感性，因此确保参与实验的婴儿在家中未接触过任何手语，也未观看过任何婴儿手语教学视频（依据家长报告）。为进一步减少语言经验中的非预期变异，我们还仅招募了在家中仅接触过英语的婴儿。 - 尽量在婴儿常规喂奶或小睡后安排测试，以确保其烦躁程度最低。告知家长实验室提供私密的喂奶和/或小睡空间。通过支付报酬或赠送实验室T恤、连体衣或小玩具等方式补偿家长的参与。
2. 注视偏好范式与实验设计
- 采用偏好注视范式，设置两个不同的视频刺激同时呈现在屏幕的左右两侧。确保两个刺激仅在一个维度或特征上存在差异，而其他所有视觉元素均保持一致。
注意：在本实验方案中，我们重点关注婴儿对基于响度的有....
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结果
Stone 等人7的研究样本包括16名年龄较小的婴儿（平均年龄 = 5.6 ± 0.6 个月；范围 = 4.4–6.7 个月；8名女性）和13名年龄较大的婴儿（平均年龄 = 11.8 ± 0.9 个月；范围 = 10.6–12.8 个月；7名女性）。这些婴儿此前均未接触过手语。首先，我们评估了不同年龄组之间在总注视时间上的差异，结果未发现显著差异（均值：48.8 秒 vs. 36.7 秒；t(27) = 1.71；p = 0.10）。这排除了后续结果可能由其他与年龄相关的因素（例如注意力、转头、眨眼）所导致的可能性。在响度条件中，年龄较小的婴儿对合乎语音结构的刺激项目的注视时间长于不合语音结构的项目（均值：28.6 秒 vs. 20.2 秒；配对 t(15) = 4.03，p = 0.001，Cohen's d = 0.74）。相比之下，年龄较大的婴儿对这两类刺激的注视行为差异很小（均值：18.1 秒 vs. 18.6 秒；t(12) = 0.29，p = 0.78）。年龄较小的婴儿在响度偏好指数上的得分显著高于年龄较大的婴儿（图.......
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讨论
我们采用偏好看范式，发现婴儿可能对语言信号中的特定视觉线索具有敏感性，尽管他们此前并无手语经验。此外，这种敏感性仅在年龄较小的婴儿中观察到，而在年龄较大的婴儿中则未出现，这体现了经典的感知范围收窄功能。基于响度限制的音节结构偏好证据使我们进一步假设，响度可能是婴儿语言学习中的一个重要线索7。实验所用刺激材料经过精心设计，提供了两种在某一细微方面存在差异的语言信号，另一实验条件则有助于更准确地解释可能出现的阴性结果。婴儿在一个简单而愉快的实验室环境中可自由观看任一刺激材料，无需接受指令或展示语言理解能力。本研究还建立了一个重要基线，可用于与其他婴儿群体（如由聋人手语父母抚养的接触手语的婴儿）进行对比。研究接触手语的婴儿（包括聋人和听力正常的婴儿），尽管招募难度较大，将有助于揭示早期感官和语言经验在塑造婴儿对视觉语言线索敏感性方面的作用。特别是评估聋人婴儿对视觉语言中线索的敏感性尤为重要，因为这一人群在幼儿期常常面临语言剥夺问题28,29。我们预测，年龄较大的接触手语的婴儿（无.......
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披露
作者无任何披露信息。
致谢
本研究的数据收集工作在加利福尼亚大学圣地亚哥分校的UCSD心智、经验与感知实验室（UCSD MEP实验室）进行。研究经费由美国国立卫生研究院R01EY024623项目（Bosworth & Dobkins）和美国国家科学基金会SBE-1041725项目（Petitto & Allen；Bosworth子项目）提供。我们感谢MEPLab的学生研究团队，以及来自加利福尼亚州圣地亚哥市参与本研究的婴儿及其家庭。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 眼动仪 | Tobii | Model X120 | |
| 实验展示 &眼动与注视分析软件 | Tobii | Tobii Studio Pro | |
| 实验者监视器 | 戴尔 | 戴尔专业级 P2210 22" 宽屏显示器 | |
| 刺激监测器 | 戴尔 | 通用 17" 监测 | |
| CPU | 戴尔 | 戴尔 Precision T5500 高级版，配备 2.13 GHz 四核 Intel Xeon 处理器和 4 GB DDR3 内存，250 GB SSD 硬盘及标准视频输出卡 | |
| 网络摄像头 | 罗技 | 罗技 C150 HD 摄像头 | |
| 视频采集卡 | 鹗 | Osprey 230 视频采集卡（用于采集输出至刺激显示器的刺激信号） |
参考文献
- Aslin, R. N., McMurray, B. Automated corneal-reflection eye tracking in infancy: Methodological developments and applications to cognition. Infancy. 6 (2), 155-163 (2004).
- Gredebäck, G., Eriksson, M., Schmitow, C., Laeng, B., Stenberg, G.
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