Eye Tracking kleine Kinder mit Autismus

Das Ziel des folgenden Protokolls ist es, methodische Empfehlungen bereitzustellen, die die Forschung, das Studiendesign, die Datenerhebung und die psychometrische Analyse bei der Blickverfolgung bei kleinen Kindern mit Autismus-Spektrum-Störungen oder anderen Entwicklungsstörungen optimieren. Dies wird erreicht, indem zunächst geeignete Augeverfolgungsausrüstung ausgewählt und ein geeignetes Testumfeld geschaffen wird, das die mit der Blickverfolgung bei kleinen Kindern mit Autismus verbundenen Schwierigkeiten verringert. Als zweiter Schritt ist die optimale Positionierung des Kindes für die Blickverfolgung unter gleichzeitiger Sicherstellung von Interesse und Kooperationsbereitschaft entscheidend, um Daten von hoher Qualität zu erhalten.

Anschließend werden Blickverlaufsdaten analysiert, um Metriken der Fixationsmuster zu charakterisieren oder okulomotorische Eigenschaften zu untersuchen. Die Ergebnisse können zeigen, ob sich Kinder mit und ohne Autismus-Spektrum-Störungen in ihren Mustern der visuellen Aufmerksamkeit unterscheiden. Eine solche Beurteilung basiert typischerweise auf der Analyse von Fixationen in interessierenden Bereichen oder der Untersuchung der Sakkadendynamik.

Im Allgemeinen haben Personen, die neu in dieser Methode sind, häufig Schwierigkeiten, da die Blickverfolgung bei kleinen Kindern mit Autismus besondere Herausforderungen mit sich bringt, die bei der Blickverfolgung bei typisch entwickelten älteren Kindern oder Erwachsenen nicht auftreten. Bei der Untersuchung kleiner Kinder mit Autismus-Spektrum-Störungen ist es am besten, ein Blickverfolgungssystem auszuwählen, das Kopfbewegungen berücksichtigt, den Kopf jedoch nicht einschränkt oder nur minimale Kopfbewegungen erfordert. Systeme mit einer Abtastrate von mindestens 50 Hertz sind ausreichend, um Scanning-Muster zu untersuchen.

Es wird jedoch eine höhere Abtastrate von mindestens 250 Hertz zur Untersuchung subtiler okulomotorischer Verhaltensweisen empfohlen. Eine sparsame Raumausstattung wird empfohlen, um Ablenkungen zu minimieren. Ebenso trägt eine schwach beleuchtete Umgebung zur besseren Sichtbarkeit der Darstellung bei, allerdings sollte die Untersuchung nicht in einem vollständig abgedunkelten Raum durchgeführt werden.

Da kleine Kinder mit einer Wahrnehmungsverarbeitungsstörung (SD) möglicherweise visuelle und/oder auditive Überempfindlichkeiten erleben, können vollständig abgedunkelte Umgebungen zudem eine Pupillenerweiterung hervorrufen, wodurch die Pupille schwerer zu verfolgen ist, um Ablenkungen weiter zu minimieren. Stellen Sie sicher, dass der Versuchsleiter während des Experiments nicht sichtbar ist, indem Sie eine Trennwand zwischen der Eye-Tracking-Station und dem Computer des Versuchsleiters platzieren oder den Versuchsleiter einfach außerhalb des Sichtfelds des Teilnehmers positionieren. Wenn möglich, ist es am besten, dem teilnehmenden Kind vor der Untersuchung Gelegenheit zu geben, sich mit dem Testraum und dem Versuchsleiter vertraut zu machen, um die Beklommenheit gegenüber der neuen Umgebung zu verringern.

Zumindest sollte ein ängstliches Kind während der gesamten Testdauer von einem Elternteil oder einer vertrauten erwachsenen Bezugsperson begleitet werden. Platzieren Sie nun das Kind zur Erfassung der Blickverfolgungsdaten. Während einige Kinder gut allein auf einem Autositz sitzen, verbleiben viele andere nur kooperativ, wenn sie auf dem Schoß der Betreuungsperson sitzen. Diese sollte auf einem Bürostuhl sitzen, der leicht in der Höhe verstellt werden kann. Spielen Sie ein Video oder eine Zeichentrickfolge auf dem Bildschirmmoniteur ab, um dem Kind ein Gefühl der Entspannung zu vermitteln und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Aufmerksamkeit auf das Display gerichtet bleibt.

Nutzen Sie die Zeit, in der das Kind auf den Bildschirm achtet, um sowohl die Sitzhöhe entsprechend der Körpergröße des Kindes als auch den Abstand zum Display so einzustellen, dass sich das Kind im optimalen Blickverfolgungsbereich befindet. Zu diesem Zeitpunkt sollten die Blickrichtung und der Sehwinkel bei allen Teilnehmern standardisiert werden. Weisen Sie die Betreuungspersonen an, ihre Augen zu schließen und während der Untersuchung nicht mit dem Kind zu kommunizieren, um Beeinflussungen der Ergebnisse zu vermeiden.

Bei Software, die die Augen des Teilnehmers innerhalb eines akzeptablen Bereichs von Kopfbewegungen anzeigt, sollte sichergestellt werden, dass die Augen in der Mitte dieses Fensters erscheinen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass der Eyetracker ein Bild des Auges beibehält, selbst wenn das Kind während des Tests in der Haltung absackt, sich aufrichtet oder schwankt. Sobald die korrekte Positionierung erreicht ist, beginnen Sie den Kalibrierungsprozess.

Kinder mit einer Wahrnehmungsstörung (SD) sind möglicherweise nicht willens oder nicht in der Lage, mündlichen Anweisungen zu folgen. Verwenden Sie daher dynamische Reize in Kombination mit Tönen, um die Aufmerksamkeit des Kindes auf jeden Kalibrierungspunkt zu lenken. In der Regel ist eine Fünf-Punkt-Sequenz kurz genug, um die Aufmerksamkeit des Kindes zu halten, und liefert gleichzeitig eine genaue Kalibrierung. Obwohl manchmal eine Zwei-Punkt-Kalibrierung bei Säuglingen angewendet wird, um die visuelle Aufmerksamkeit des Kindes während des Tests zu maximieren, sollten überzeugende Reize in einer prägnanten Aufgabe mit minimalem Aufgabenaufwand verwendet werden, beispielsweise eine passive Betrachtungsaufgabe, die einen interstimulus-Intervall beinhaltet.

Eine Animation mit einem begleitenden Soundeffekt kann helfen, die Aufmerksamkeit auf die Darstellung zu lenken, wenn die Aufmerksamkeit von Kindern nachlässt. Zudem kann die Positionierung dieser Inter-Stimulus-Animation an einer vordefinierten Stelle sicherstellen, dass alle visuellen Abtastmuster für alle Teilnehmer bei der hier gezeigten Aufgabe an derselben Stelle beginnen. Dies geschieht, um sicherzustellen, dass der Blick vor Beginn des Durchlaufs nicht bereits auf die Person oder das Objekt gelenkt ist.

Verwenden Sie bei langen Aufgaben die Inter-Stimulus-Animationspause als Anker, um festzustellen, ob eine Kalibrierungsdrift auftritt. In der Regel sollte eine Neukalibrierung durchgeführt werden, wenn die Drift, wie hier gezeigt, drei Grad des Sehwinkels überschreitet und mehrere Aufgaben durchgeführt werden. Es wird empfohlen, zwischen jeder Aufgabe eine Neukalibrierung durchzuführen, um eine Drift im Verlauf der Tests zu vermeiden.

Die meisten Eye-Tracking-Systeme liefern Rohdatendateien, die einen Zeitstempel, X- und Y-Koordinaten des Blickpunkts, den Abstand zur OR-Reizvorlage sowie einen Index enthalten, der ein Ereignis oder eine Änderung der Reizpräsentation kennzeichnet, um fehlende Blickdaten zu kontrollieren. Die Analyse sollte als Anteil der Blickzeit auf dem Bildschirm anstelle von absoluten Werten erfolgen. Zur Analyse von Fixationsmustern wie hier dargestellt sind zeitliche und räumliche Komponenten erforderlich. Eine Fixation wird häufig definiert als der Punkt des Blicks, der mindestens 100 Millisekunden lang innerhalb eines Durchmessers von einem Grad Sehwinkel verbleibt.

Zu den gängigen abhängigen Variablen in der Fixationsanalyse gehören die Anzahl der Fixationen, die durchschnittliche Dauer einer Fixation, die Gesamtfixationszeit sowie die räumliche Anordnung oder Abfolge einzelner Fixationen. Fixationsanalysen werden häufig innerhalb vordefinierter Interessenbereiche (AOIs) durchgeführt. Kinder mit und ohne Störung der Sprachentwicklung (SD) können sich hinsichtlich ihrer Fixationszeit auf bestimmte AOIs – beispielsweise die Augen in einem Gesicht –, ihrer Latenz bis zur ersten Fixation von AOIs oder hinsichtlich der Muster ihrer Blickwechsel zwischen AOIs unterscheiden. Die Charakterisierung der Geschwindigkeit von Augenbewegungen ermöglicht die Untersuchung weiterer Eigenschaften der okulomotorischen Dynamik, einschließlich der Verteilung oder des Musters der SEC-Geschwindigkeiten, der Verteilung oder des Musters der SEC-Amplitude, der Verteilung oder des Musters der SEC-Dauer sowie der Latenz der SEC und der Genauigkeit des SEC-Endes.

Hier ist ein repräsentativer Fixationsplan dargestellt. Die Kreise zeigen einzelne Fixationen eines einzelnen Kindes mit einer WS an, während es ein statisches Bild betrachtet. Fixationen aus dieser und ähnlichen Aufgaben werden über alle Teilnehmer hinweg analysiert, um festzustellen, ob sich Kinder mit und ohne WS in ihrer visuellen Aufmerksamkeit gegenüber verschiedenen AOIs unterscheiden. Diese Abbildung zeigt, dass Kinder mit einer WS innerhalb eines visuellen Erkundungsparadigmas weniger soziale Bilder fixieren als Kinder mit typischer Entwicklung oder TD-Kinder.

Wenn Objekte mit hohem Autismusinteresse (HAI) gleichzeitig präsentiert werden. Wenn jedoch Objekte mit geringem Autismusinteresse (LAI) zusammen mit sozialen Reizen dargeboten werden, unterscheidet sich die Exploration sozialer Bilder zwischen den Gruppen nicht signifikant, was darauf hindeutet, dass die Aufmerksamkeit für soziale Reize in einer ST auf der Grundlage der relativen Salienz konkurrierender Reize moduliert wird. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Kleinkinder mit Autismus effektiver mittels Eye-Tracking untersucht, indem man geeignete Ausrüstung auswählt und ein geeignetes Testumfeld schafft, das Kind korrekt positioniert und seine Aufmerksamkeit aufrechterhält, um qualitativ hochwertige Eye-Tracking-Daten zu erhalten, und indem man Metriken analysiert, die für Ihre Forschungsfrage relevant sind, werden Sie gut gerüstet sein, Eye-Tracking-Studien mit Kleinkindern im Autismus-Spektrum durchzuführen.