Contemplar en acción: montado en la cabeza Eye Tracking dinámico atención Visual de los niños durante la conducta naturalista

Este método puede ayudar a los investigadores a entender cómo es el mundo desde la perspectiva de un niño pequeño, así como cómo asignan su atención real dentro de ese punto de vista. En comparación con el seguimiento de ojos basado en la pantalla, que es ampliamente utilizado en la ciencia del comportamiento, el seguimiento ocular montado en la cabeza nos permite monitorear dónde los niños miran durante las actividades cotidianas como el juego de juguetes y la lectura de libros de imágenes. Demostrando el procedimiento serán los estudiantes graduados Catalina Suárez-Rivera y Yayun Zhang, y el gerente del laboratorio Daniel Pearcy.

Antes de comenzar un experimento, modifique un sistema para que funcione con una gorra infantil hecha a medida. Seleccione una cámara de escena que sea ajustable en términos de posicionamiento, y tenga un ángulo lo suficientemente amplio como para capturar un campo de visión adecuado para abordar las cuestiones de investigación de interés. Seleccione una cámara ocular que sea ajustable en términos de posicionamiento, y tenga un LED infrarrojo posicionado de tal manera que la córnea del ojo del niño refleje esta luz.

El sistema de seguimiento ocular debe ser lo más discreto y ligero posible, para proporcionar la mayor posibilidad de que los niños pequeños tolerarán usar el equipo. A continuación, conecte la escena y las cámaras oculares a una correa de gancho y lazo que se fija en el lado opuesto de un trozo de correa de gancho y lazo cosida en una tapa del tamaño de un niño, para incrustar el sistema en la tapa, y coloque las cámaras de modo que estén fuera del centro de la vista del niño. Para la recopilación de datos de seguimiento ocular, tenga dos investigadores presentes: uno para interactuar con, y para ocupar al niño, y uno para colocar y colocar el sistema de seguimiento ocular.

Involucre completamente al niño en una actividad que ocupe las manos del niño, para que el niño no se mueva o agarre el sistema de seguimiento ocular, y coloque el sistema de seguimiento ocular en la cabeza del niño. Coloque la cámara de escena en la frente para aproximarse mejor al campo de visión del niño y centre la vista de la cámara de la escena en lo que el niño estará mirando durante el estudio. Para obtener datos de mirada de alta calidad, coloque la cámara ocular para detectar tanto la pupila como la reflexión corneal sin oclusión de mejillas o pestañas a lo largo de todo el rango de movimiento del ojo.

La parte más difícil de este protocolo es colocar el equipo en la cabeza del niño y ajustar las cámaras sin molestar al niño. La velocidad, la confianza y la práctica son esenciales. Una vez que las imágenes de escena y de ojos son tan de alta calidad como se pueden obtener, llame la atención del niño a diferentes lugares en su campo de visión para recopilar datos de calibración.

Tenga cuidado de que el posicionamiento del cuerpo del niño durante la calibración coincida con la posición que se utilizará durante el estudio. Cuando se hayan obtenido todos los puntos de calibración, comience a recopilar los datos de seguimiento ocular. Tomando nota de cualquier punto en el que el sistema de seguimiento ocular se golpee o desalinee, para permitir la recalibración según sea necesario, y para permitir la codificación separada de los datos antes y después de la desalineación.

Para calibrar los datos de seguimiento ocular al final del estudio, abra un programa de software de calibración adecuado y ajuste los umbrales de los diversos parámetros de detección dentro del software de calibración para obtener una buena imagen ocular. Durante la primera ronda de calibración, identifique los puntos de calibración en momentos en los que el niño está mirando claramente a un punto distinto de la imagen de la escena, teniendo en cuenta que estos pueden ser puntos creados intencionalmente por el investigador durante la recopilación de datos, o puntos desde dentro del estudio, en los que el punto de la mirada es fácilmente identificable, siempre y cuando la pupila se detecte con precisión para esos marcos. Cree una serie de puntos de calibración para establecer la asignación entre la escena y el ojo.

Si el sistema de seguimiento ocular cambió de posición en cualquier momento durante el estudio, cree calibraciones separadas para las partes antes y después del cambio de posición. Para codificar las regiones de interés, compile una lista de todas las regiones de interés que se deben codificar en función de las preguntas de investigación y utilice la imagen del ojo, la imagen de escena y la pista de punto de vista del niño para determinar a qué región de interés se está asistiendo visualmente. Desplácese a través de marcos uno por uno para observar los momentos de la pupila dentro de la imagen del ojo como la señal principal de que la región de interés puede haber cambiado.

Cuando se produce un movimiento visible del ojo, compruebe si el niño estaba desplazando el punto de mira a una nueva región de interés, o a ninguna región definida de interés. Aunque las regiones de interés se codifican por separado para cada fotograma, utilice fotogramas antes y después del marco que se está analizando para obtener información contextual que pueda ayudar a determinar la región correcta de interés. Aquí, se muestran las secuencias de región de interés de ejemplo para dos niños de 18 meses.

Cada bloque de color representa fotogramas continuos durante los cuales el niño miró una región de interés determinada. Los niños mostraron diferencias individuales en su selectividad para diferentes subconjuntos de juguetes, como lo demuestran las diferencias en proporción de las interacciones que cada niño pasó mirando cada una de las regiones de juguete de interés. Aunque la proporción total de tiempo que ambos niños pasaron mirando todos los juguetes fue algo similar, las proporciones de tiempo dedicado a los juguetes individuales variaron mucho, tanto dentro como entre los sujetos.

Además, la forma en que estas proporciones de tiempo de visión también se diferenciaron, con la duración media del aspecto del Niño Dos casi el doble que la del Niño Uno. Otra propiedad demostrada por estos datos es que ambos niños rara vez miraban a los rostros de sus padres durante la sesión, y que cuando lo hacían, la duración de cada mirada era típicamente por menos de un segundo. Los investigadores pueden colocar rastreadores oculares montados en la cabeza en los niños y su socio social simultáneamente, así como integrar este procedimiento con técnicas como el seguimiento del movimiento y la monitorización de la frecuencia cardíaca, para proporcionar conjuntos de datos multimodales de alta densidad para responder a una variedad de preguntas.

El uso de estas técnicas ha transformado nuestra comprensión de muchos temas en la literatura del desarrollo, incluyendo la atención conjunta y sostenida, el cambio de experiencias visuales con la edad y el desarrollo motor, y el papel de las experiencias visuales en el aprendizaje de palabras. Este protocolo se ha empleado con éxito con poblaciones clínicas, incluidos niños con implantes cocleares y niños diagnosticados con trastornos del espectro autista.